基于泥质的污泥脱水策略与数学模型构建研究

本研究以无锡市A~2O-MBR(Anaeroxic Anoxic Oxic-Membrane Bio-Reactor,A~2O-MBR)工艺、CAST(Cyclic Activated Sludge System,CAST)工艺和氧化沟工艺3种不同工艺的污泥泥质为对象,通过试验测定7种污泥泥质参数,分析不同污泥泥质参数间相关性.并通过主成分分析发现含固率、胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)蛋白质和多糖是影响污泥脱水性能的主要因素.通过均匀设计实验探究不同药剂投配比对污泥毛细吸水时间及有机物含量的影响,并采用统计分析软件(Statistical Product and Service Solutions,SPSS)构建污泥脱水药剂线性回归模型,得到线性方程:含固率=2.5049-0.0261X_1-2.28×10~(-3)X_2;有机物=40.5728-0.1894X_1+0.2264X_2.通过验证试验发现,此线性方程残差低于3.0,可用于指导实际工程中药剂投配比.     

响应曲面法优化沼渣混合物料堆肥配比研究

基于主成分分析,以WSC/WSN、E4/E6、NH4＋-N/NO3－-N、GI作为混合堆肥腐熟程度的判别指标体系,建立综合评价函数,确定综合评价值F,用于表征混合堆肥腐熟度.采用Box-Behnken设计,以F值为响应值,沼渣量、猪粪量、鸡粪量为3因素,设计了15组堆肥试验,建立二次多项数学模型,从腐熟度的角度确定沼渣、猪粪、鸡粪混合堆肥的最佳配比.结果表明:沼渣量、猪粪量、鸡粪量对响应值F影响的显著性顺序为:鸡粪量>沼渣量>猪粪量;鸡粪量一次项、沼渣量二次项达到极显著水平(P<0.01);沼渣量和鸡粪量的交互项、鸡粪量二次项达到显著水平(P<0.05);优化出的混合物料堆肥沼渣、猪粪、鸡粪最佳质量配比为5.83:7.95:7.54.由此可见,响应曲面法用于混合堆肥物料配比优化具有可行性.     

确保地表建筑物安全矸石充填开采原料配比及充填量的确定

为确定某矿的矸石充填开采过程中最优充填材料配比和最佳的矸石充填量。设计了一种新型的矸石压缩模具,应用该模具和YE-200A液压试验机对十种不同粒径配比的矸石进行压缩试验,得出均匀配比的矸石为最优充填配比。采用最小二乘法拟合的数学模型,确定了均匀配比矸石充填材料与压力的变化规律。最后推出了均匀配比的矸石充填高度与采厚、顶板允许下沉量及顶板压力的函数关系。     

活性炭-土-膨润土复合材料阻隔性能研究

以粉质粘土(SC)作为母土,通过柔性壁渗透试验和静平衡吸附试验分别研究了不同配比的土-膨润土(SB)及活性炭-土-膨润土(ASB)在不同渗滤液工况下的渗透性能及吸附性能。结果表明,将Pb(NO₃)₂溶液作为渗液,单元体渗透性能随Pb²⁺浓度增大而逐渐增强,且渗液浓度相同时SB渗透系数随膨润土掺量增加呈大幅降低后趋于平稳趋势。膨润土和活性炭的掺入可有效增强材料的吸附性能,随渗液浓度的增加,SC、SB及ASB对Pb²⁺的吸附容量变大,且ASB较SC及SB吸附容量差值逐渐变大。综合防渗及地下水质量标准提出了满足修复重金属污染场地阻隔材料的基准配比,研究结果可为重金属污染场地的修复与治理提供参考。     

低强度胶结充填体相似材料配比试验研究

针对采用物理相似模拟试验模拟充填采矿法时,低强度胶结充填体相似材料配比参数选取问题,以石灰、高岭土、石膏、水和尾砂等作为相似材料,采用回归正交设计试验方法进行了充填体相似材料配比试验,开展了单轴压缩试验,获得了不同配比试样的单轴抗压强度、弹性模量和泊松比等力学试验指标。在此基础上总结了单轴抗压强度、弹性模量和泊松比3个试验指标关于石灰、高岭土、石膏和水4因素的回归方程,并分析了各因素对各试验指标的影响特征。通过物理相似模拟试验的实际应用证明了采用该配比方案总结的回归方程的有效性及相似充填体的良好相似性,该成果对胶结充填体相似材料配比的选取具有一定的参考价值和指导意义。     

不同粒径含氯盐尾矿砂固化的配比优化

针对冀北风沙地区交通干线附近尾矿堆积、大风吹蚀影响交通等问题,将风沙区5种不同粒径的含氯盐铁尾矿作为骨料,以水泥和工业废料矿渣、离子固化剂、氧化钙制备尾矿固化试件,探究其最优配比。基于无侧限抗压强度试验,设计6因素5水平的正交试验,从宏观角度分析固化剂、含水率、尾矿粒径对试件固化效果的影响,借助数据分析软件对其进行配比优化;结合数码显微镜(USB)、电镜扫描试验(SEM)和X射线衍射试验(XRD),从细微观角度对试件进行了固化机理分析。结果表明,影响固化试件强度最显著性的因素为颗粒粒径,其次由大到小为水泥、矿渣、氧化钙、离子固化剂、水;含氯盐尾矿固化试件最优配比为m(铁尾矿)∶m(水泥)∶m(离子固化剂)∶m(矿渣)∶m(氧化钙)∶m(水)=1∶0.12∶0.022∶0.14∶0.08∶0.10,最佳尾矿粒径范围是0.075～0.3 mm;最优配比试件28 d强度可达18.29 MPa。微观分析表明试件内部生成了大量纤维状、片状、针棒状水化产物和连续褶皱状、团簇状C—S—H凝胶体,结构致密、孔隙率低;铁尾矿砂总体活性偏低,其主要起骨架支撑和物理填充作用。固化含氯盐铁尾矿砂作为制备机械沙...     

粘土水泥浆及其在矸石自燃防治中的应用

为防治露天煤矿矸石自燃,以粘土和水泥为主要固料,以浆液粘度、容重及含水率三个指标为标准,配制出密度为1.48g/cm3、粘度为33s的粘土水泥浆液,并在矸石场进行了注浆试验。通过测量挖掘断面,得到了不同注浆量的浆液扩散范围以及注浆充填矸石空隙的实际效果。试验采用的浆液配方设计方法和浆液配比参数及注浆工艺参数,为矸石自燃治理注浆工艺的现场实际应用,提供了技术依据。     

新型自来水复合絮凝剂的研制与应用

研究用壳聚糖、聚铝和助剂A复合制备出一种成本低、絮凝效果好、出水Al3 含量少的新型自来水处理絮凝剂,并确定其最佳配比(体积比)为:0.1%壳聚糖:2%聚合氯化铝:0.1%助剂A=1:6:5.与传统聚铝类絮凝剂相比,其出水浊度和Al3 含量分别下降了2.97%和10.7%,并且药剂成本下降6.25%,有明显的经济和环境效益.     

两种实验设计研究DES和EV对MCF-7细胞增殖的联合作用

研究了己烯雌酚(DES)和戊酸雌二醇(EV)对MCF-7细胞增殖的单一毒性和等浓度配比下的联合毒性作用,用相加指数法进行了联合毒性作用类型的判断,同时进行了联合毒性作用的3×3析因实验设计研究结果作为对比.结果表明,EV的24、48和72 h对MCF-7细胞增殖率的EC50值分别为6.02、0.40和0.33 nmol·L-1,DES的24、48和72 h的EC50值分别为5.90、6.98和2.90 nmol·L-1,等浓度配比下其联合毒性的EC50值分别为2.33、0.71和0.39 nmol·L-1,用相加指数判断其联合作用类型,在24 h显示为协同作用,其它两个时间段显示为拮抗效应,但从数值上可以发现协同和拮抗效应均不强,接近相加的联合效应类型.析因实验结果显示24、48和72 h这3个染毒时间段均显示了相加作用类型.析因实验与等浓度配比下获得的联合毒作用类型基本一致,但析因实验设计更为简捷方便,同时避免了由于计算EC50值产生的偏差对联合效应类型的影响.     

植物相容型生态混凝土制作与性能试验

以碎石、水泥、生物有机肥料、耕植土等为基本原材料,构建垫层(耕植土)、基质层(大孔蓄容混凝土和填充料)和面层(植被层).制备适合植物生长、耐冲刷、具有一定强度的植物相容型生态混凝土.初步探讨了各配比对植被生长的影响、植物最终穿透混凝土块体长至耕植土中的可能性、以及混凝土的力学性能.