巨厚砾岩下冲击地压发生机理及加固技术研究

针对深部矿井巨厚砾岩下采场冲击地压的易发性和危险性,运用理论分析和室内相似材料模拟试验方法,对华丰煤矿巨厚砾岩下覆岩运动规律及采场冲击地压发生机理进行研究。研究发现:随着工作面的推进,离层自下而上发育,在巨厚砾岩层下部离层空间达到最大。煤层极限平衡区内集中静载荷能量E静和巨厚砾岩破断、垮落释放的集中动载荷能量E动是造成采场冲击地压的根本原因,并且E动诱发冲击地压的强度更高,危险性更大。当E静+E动-Ef min>0时,采场冲击地压启动。在此基础上,提出一种囊袋式离层加固技术,对离层区域进行横向挤压和纵向加固,有效控制巨厚砾岩断裂、垮落,防止冲击地压的发生,减少地表沉陷,实现了煤矿安全绿色开采。     

生物净化槽对黑臭河水净化的中试研究

将人工湿地技术与生物接触氧化法相组合的生物净化槽应用于上海市中心城区黑臭河水净化.试验结果表明,生物净化槽对系统中BOD₅、COD_Cr、NH₃-N 和TP 的平均去除率分别为37.0%,34.8%,34.7%,26.7%,去除率高于单一的填料净化槽.海寿花的同化利用对N、P的去除贡献率分别为8.92%,25.24%,并与微生物间形成了良好的互惠共生关系.生物膜挂膜动态分析检测结果表明,生物净化槽能够较好地实现对黑臭水体生态系统的修复.     

天然厌氧微生物氢发酵生产生物氢气的研究

以牛粪堆肥作为天然厌氧微生物菌种来源处理含蔗糖和淀粉的模拟有机废水,通过厌氧氢发酵产生生物氢气,同时使废水得到净化处理.在实验条件下,生物气中氢气浓度可达61%,产物中无甲烷气生成.以蔗糖为底物时,最佳初始pH值6.0,最大产氢能力为146mL/g;以淀粉为底物时,最佳初始pH值7.5,最大产氢能力为166mL/g,最佳底物浓度均为5g/L.模拟废水中COD去除率可达40%~60%.     

纳米Fe掺杂MIL-101(Cr)及其吸附放射性碘研究

目的改进并提高MIL-101(Cr)吸附气态碘单质的性能,以期用于核事故放射性碘富集吸收。方法通过水热法制备MIL-101(Cr)材料,并利用纳米Fe掺杂改性,运用SEM、XRD等对掺杂前后的材料进行表征。将材料在75℃条件下对气态碘单质进行吸附,并比较不同Fe掺杂量下材料对气态碘吸附性能的差异。结果纳米Fe成功掺杂于基体材料MIL-101中,并对基体材料晶体结构无破坏作用。吸附性能研究表明,掺杂纳米Fe质量分数为1%的Fe@MIL-101吸附性能最优,对气态碘的饱和吸附量可达3.42 g(I2)/g(MIL-101)。结论纳米Fe掺杂改性的MIL-101材料在高温条件下对气态碘单质具有良好的吸附效果,有望应用于核反应堆事故中对放射性碘的富集或捕集。     

磁性生物炭负载Mg-Fe水滑石的制备及其吸附水中Cd（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）的性能

合成了一种高吸附容量的磁性生物炭负载Mg-Fe水滑石复合材料（L-BC）,并用于去除水中的Cd²⁺和Ni²⁺。表征结果表明,采用浸渍联合热解法成功制备了磁性生物炭（M-BC）,水热合成法成功地将Mg-Fe水滑石负载在M-BC上。动力学研究结果表明,Cd²⁺和Ni²⁺吸附符合伪二级动力学模型,化学吸附为速率控制步骤。等温吸附研究结果表明,L-BC对Cd²⁺和Ni²⁺的吸附符合Langmuir模型,为单分子层化学吸附,最大吸附量分别为263.156 mg/g和43.291 mg/g。吸附机理主要为Mg-Fe水滑石层间CO₃^2-和表面羟基与Cd²⁺和Ni²⁺产生表面共沉淀。L-BC具有良好的吸附和重复利用性能,是一种很有前景的去除Cd²⁺和Ni²⁺的吸附材料。     

曝气生物流化床处理高氨氮粪便污水

应用好氧曝气生物流化床反应器处理动车集便器粪便污水,研究反应器同步硝化反硝化脱氮及去除COD效能,以及DO对处理效能的影响,通过镜检观察反应器内微生物特性,探究反应器同步硝化反硝化脱氮机理。结果表明,反应器维持DO在2.5 mg/L左右时,对粪便污水中氨氮、TN和COD的去除率分别达99.8%、84.1%和95.5%,在好氧曝气生物流化床反应器中,实现同步硝化反硝化脱氮并去除有机物。分析认为,反硝化脱氮主要发生在生物膜内的厌氧微环境,反硝化反应主要由厌氧反硝化菌完成,曝气生物流化床反应器同步硝化反硝化脱氮机理主要从微环境理论解释。     

四溴双酚A在鲫鱼不同器官中的分布、富集及病理研究

研究了将鲫鱼(Carassius auratus)长期暴露于不同浓度的四溴双酚A(TBBPA)后的器官组织分布和浓缩富集系数,同时对不同暴露时间的鲫鱼不同器官病理切片进行了观察.结果显示,各浓度组鲫鱼肝脏和肾脏的TBBPA含量都表现出先升高后下降的趋势,鳃和肌肉中TBBPA含量只有在高浓度时呈现相同的趋势.病理切片显示鲫鱼肝脏、肾脏和鳃等器官组织均表现出时间-剂量依赖性的病理损伤,在相同暴露浓度下,雄鱼的性腺损伤程度高于雌鱼.     

紫外线诱变提高特效菌的降解性能

采用紫外线诱变法对6 株特效菌进行处理,考察了诱变前后菌株理化性能及对难降解底物去除能力的变化.结果表明,紫外线诱变使菌株形态和ERIC-PCR 指纹图谱发生了明显改变;诱变后的菌株对目标难降解底物的降解能力均得到改善,其中, PNCB3、CB4、14357、EM 的降解率提高了20%以上.诱变后菌株经7 代转接后,降解性能无显著降低,具有一定遗传稳定性.诱变后复合菌剂可以明显提高废水生化处理系统对难降解物质的COD_Cr 的去除速率,延滞期缩短近2h,速率常数增大1.68 倍,同时可以显著提高系统抗击负荷与有毒物冲击的能力.     

生物强化和生物刺激对土壤中PAHs降解的影响

采用生物强化(农田土中添加PAHs污染土或污泥)和生物刺激(PAHs污染土中添加(NH4)2HPO4)2种措施,研究了土壤中13种PAHs的降解及CO2的释放量.结果显示,农田土壤中的微生物对2~5环的PAHs都有较强的降解能力,添加污染土显著增强了对5环PAHs的降解,表明污染土中的微生物对高环PAHs的降解能力更强;添加污泥对促进PAHs降解的作用不明显,可能是好氧培养条件不适合厌氧菌的生长.添加N、P营养盐可显著提高污染土中3~4环PAHs的降解,但5环PAHs在添加和未添加N、P中的降解率始终较低,均小于10%.CO2的释放呈现先增加再降低,再略微增加直至平稳的过程,且与PAHs的降解高度响应,说明PAHs的降解与微生物活性密切相关.     

有机黏土生物流化床处理对苯二甲酸废水

采用有机黏土为载体的两段三相生物流化床处理对苯二甲酸(TA),研究其处理有机污染物的能力.结果表明,在TA负荷低于3.5kg/(m3穌)时,有机黏土生物流化床能稳定运行,前段出水中TA和总有机碳(TOC)的去除率分别大于97%和96%.在高负荷时,有机黏土生物流化床平均去除率比不加黏土的活性污泥对照床高15%,出水水质也相对稳定.因此,有机黏土生物流化床是一种高效的生物反应器.