厌氧流化床净化畜禽废水与产电性能

为实现从畜禽废水处理中回收能源,先后以厌氧沼液、低浓度畜禽原水及高浓度畜禽原水作为进水,利用厌氧流化床双室微生物燃料电池(anaerobic fluidized bed microbial fuel cell,AFB-MFC)进行微生物产电及有机物去除研究,重点考察氨态氮质量浓度及COD(化学需氧量)容积负荷对系统COD去除率及产电性能的影响。结果表明:以稀释后的沼液作为进水时,当氨态氮质量浓度达到387.6mg/L时,氨态氮对产电微生物产生明显的短期抑制,产电量下降7.0%,但经过5d的适应期后,系统产电恢复到原来的水平。以畜禽原水作为进水时,系统COD容积负荷在12d内由2.3kg/(m3·d)提升至14.9kg/(m3·d)时,COD去除率保持在74.5%～88.1%;随着容积负荷的提升,系统产电量上升,但上升幅度较小,最高输出电压为379.3mV,相应的面积功率密度为74.9mW/m2;由于进水pH值的差异,高浓度畜禽原水最高输出电压较低浓度畜禽原水低21.4mV;AFB-MFC系统内阻较低,仅为48.5Ω,此时功率密度为75.6mW/m2。本装置实现了畜禽废水的高效处理,同时获得电能,为其资源化处理提供新途径。     

提高猪场沼液净化处理效果的氨吹脱控制参数

针对畜禽养殖场沼气工程沼液氨氮浓度高,碳氮比不足,直接采用传统生化污水处理法效果不佳的问题,该文对氨吹脱工艺降低猪场沼液氨氮浓度参数进行了试验研究,探索了不同初始氨氮浓度、pH值、气液比、温度等参数对氨氮去除的效果,并进一步研究了Ca(OH)2的混凝作用。结果表明:初始氨氮质量浓度分别为500和900mg/L时,氨氮去除率无显著差异。在初始氨氮质量浓度为900mg/L,pH值为10.5,气液比(流量比)2000,沼液温度30℃的运行条件下,氨氮去除率较高为81.84%。在Ca(OH)2投加量为5.0g/L条件下,混凝沉淀效果较好,化学需氧量(COD)、总磷(TP)和PO43-去除率分别为30.13%、97.44%和98.76%,但总硬度提高了106%。该文研究结果为开发沼液深度处理工艺提供了数据。     

二元共沉淀体系去除沼液有机物及机理分析

针对猪场沼液有机质含量高,其他处理工艺周期长、成本高、难去除的问题。采用包含氧化钙水溶液和AlCl3的二元共沉淀体系去除沼液有机污染物。探究了沉淀剂配比、投加量、反应时间、沼液初始pH等因素对有机物去除效果的影响。结果表明:当共沉淀剂体积比为1∶2.5、投加量为1∶1(体积比)、反应时间60 min、pH为9时有机质最大去除率达到93%。通过对反应前后沉淀物XRD、FITR和SEM分析,表明共沉淀剂可与沼液中带负电有机质通过电荷吸引以及与正价金属离子的络合作用絮凝沉淀有机物。沉淀反应迅速且去除有机质较为彻底,在养殖场废水处理中具有良好的工业应用前景。     

马铃薯淀粉废水生产微生物絮凝剂菌株筛选及其营养条件优化

研究以开发微生物絮凝剂新产品及探索马铃薯淀粉废水资源化利用途径为目的。以活性污泥为材料,分离到100株菌株,通过液体发酵培养,以发酵液对高岭土悬浊液的絮凝率为评价指标,初筛到13株絮凝活性较高的菌株;根据菌株利用马铃薯淀粉废水发酵产絮凝活性能力,复筛得到一株高产絮凝物质的酵母菌F5,经26SrDNA鉴定为Candida anglica。再通过单因素试验和正交试验,确定了该菌株利用马铃薯淀粉废水发酵产絮凝剂的最佳营养条件。结果表明,当废水pH值5.6,接种量为10%(体积分数),温度28℃,摇床转速为150r/min条件下,废水不灭菌发酵48h,C.anglica菌株利用马铃薯淀粉废水发酵产絮凝剂的最佳营养条件为:以1mL/100mL甘油作为外加碳源,0.05g/100mL(NH4)2SO4为氮源,添加0.1g/100mL MgCl2和0.1g/100mL KH2PO4。验证试验表明,在该条件下,发酵液对高岭土悬浊液的絮凝率达到94.6%,使原废水化学需氧量(COD)去除率达到93.7%,絮凝活性提取物得率为1.36g/L,研究结果可为马铃薯淀粉废水处理及生物再利用提供理论依据和参考。     

Screening of bioflocculant-producing strains and optimization of its nutritional conditions by using potato starch wastewater

研究以开发微生物絮凝剂新产品及探索马铃薯淀粉废水资源化利用途径为目的。以活性污泥为材料,分离到100株菌株,通过液体发酵培养,以发酵液对高岭土悬浊液的絮凝率为评价指标,初筛到13株絮凝活性较高的菌株;根据菌株利用马铃薯淀粉废水发酵产絮凝活性能力,复筛得到一株高产絮凝物质的酵母菌F5,经26SrDNA鉴定为Candida anglica。再通过单因素试验和正交试验,确定了该菌株利用马铃薯淀粉废水发酵产絮凝剂的最佳营养条件。结果表明,当废水pH值5.6,接种量为10%（体积分数）,温度28 ℃,摇床转速为150 r/min条件下,废水不灭菌发酵48 h,C. anglica菌株利用马铃薯淀粉废水发酵产絮凝剂的最佳营养条件为：以 1 mL/100 mL甘油作为外加碳源,0.05 g/100 mL (NH4)2SO4为氮源,添加0.1 g/100 mL MgCl2和0.1 g/100 mL KH2PO4。验证试验表明,在该条件下,发酵液对高岭土悬浊液的絮凝率达到94.6%,使原废水化学需氧量（COD）去除率达到93.7%,絮凝活性提取物得率为1.36 g/L,研究结果可为马铃薯淀粉废水处理及生物再利用提供理论依据和参考。     

人工快速渗滤法处理干旱区小城镇污水的试验研究

人工快速渗滤法作为一种处理效率较高、处理成本较低、运行维护技术要求低的分散式污水处理技术,比较符合小城镇污水处理需求。针对西北干旱区小城镇水环境污染日益严重,利用模拟系统研究了不同填料比和不同湿干比对人工快速渗滤系统处理小城镇污水时COD、总磷、凯氏氮和铵氮去除效果的影响。结果表明,土砂比2∶1的系统污染物去除效果优于其他填料比,对COD、总磷、凯氏氮和铵氮的去除率分别为35.05%～65.07%、53.27%～70.38%、10.42%～49.65%和11.61%～50.27%。COD、凯氏氮和铵氮的去除率在湿干比1∶1时最高,分别为27.86%～65.07%、49.65%～53.18%和50.27%～57.14%。在湿干比1∶5时,总磷的最高去除率为45.37%～69.15%。     

响应面优化花生叶可溶性蛋白提取工艺及抗氧化活性分析

为确定花生叶可溶性蛋白提取最佳工艺,本试验以花生叶为材料,利用碱溶酸沉法提取花生叶可溶性蛋白,分析浸提pH值、料液比及提取时间对蛋白提取率的影响;在单因素试验的基础上,采用Box-Behnken响应面分析法(RSM)优化花生叶可溶性蛋白提取条件,并对所得蛋白进行抗氧化活性分析。结果表明,各影响因素主次顺序为浸提pH值>提取时间>料液比,最佳提取条件为料液比1∶20(w/v)、提取时间40 min、浸提pH值 9.0,以此条件建立的响应面试验回归模型拟合性好(R²=0.992 7),花生叶可溶性蛋白理论提取率为52.8%,实际提取率为54.2%,纯度为63.8%。花生叶可溶性蛋白具有较强的DPPH自由基、超氧阴离子自由基清除能力,以及较好的还原能力。本研究结果为花生叶的开发利用及花生产业链的延长提供了一定的数据支持。     

超声波辅助提取秋葵果胶工艺优化及理化性质分析

为开发优质果胶资源,利用超声波辅助法从黄秋葵和红秋葵果荚中提取果胶,采用单因素试验探讨了酸种类、料液比、pH值、提取温度、超声时间和超声功率对2种秋葵果胶提取率的影响,并应用BoxBenhnken设计应面试验,确定果胶的最优提取工艺,并对其理化性质进行比较分析。结果表明,黄秋葵果胶的最佳提取工艺条件:萃取溶剂为盐酸、pH值2.0、提取温度70℃、料液比1∶40 g·m L-1,超声时间41 min、超声功率350 W,果胶提取率最高为15.87%;红秋葵果胶的最佳提取工艺条件:萃取溶剂为盐酸、pH值2.0、提取温度70℃、料液比1∶36 g·m L-1,超声时间42 min,超声功率350 W,果胶提取率最高为15.03%。经傅里叶红外光谱分析及理化性质测定,黄秋葵、红秋葵果胶的各项指标均优于国家标准,两者半乳糖醛酸含量分别为78.72%、72.92%,酯化度分别为66.95%、68.68%,均属于高酯果胶。添加黄、红秋葵果胶后,凝胶质构特性均得到明显的提升。本研究结果为果胶新资源的开发利用提供了基础数据。     

曝气生物滤池对玉米青贮渗出液处理效果

为了考察曝气生物滤池(biological aerated filter,BAF)处理玉米青贮渗出液的效果及其影响因素,重点考察了水力负荷、气水比、有机负荷和滤床高度。结果表明:水力负荷从0.5m3/(m2.h)升高到3.0m3/(m2.h)过程中,化学需氧量(COD)和NH3-N的去除率先升高后降低,当水力负荷1.5m3/(m2.h)时COD和NH3-N的去除率分别达到最大为83.5%、74.9%;增加气水比使得系统中溶解氧充足,可明显提高COD和NH3-N去除率,当气水比为3.5:1时COD和NH3-N的去除率分别达到最大为87.5%、75.2%;低有机负荷不利于COD和NH3-N的去除,当有机负荷为COD2.4kg/(m3.d)时,COD和NH3-N去除率最低分别仅为49.6%、58.5%,有机负荷为COD4.8kg/(m3.d)时去除率最高分别可达80.9%和75.9%,但过高的有机负荷反而对NH3-N去除不利,当有机负荷为COD7.2kg/(m3.d)时,NH3-N去除率降低为61.7%;滤床高度对硝化反应去除NH3-N影响较大,NH3-N生物硝化反应去除行为主要发生在0.6～1.0m区域。试验表明采用BAF系统处理玉米青贮渗出液是可行的,也为类似性质废水处理和改善农村水环境质量提供有益的参考。     

双频超声协同强化提取黑米黑色素的试验研究

为进一步提高超声辅助提取黑米黑色素的效果,研究探讨了双频超声协同强化提取的方法。通过对pH值、提取时间、提取温度、液料比、乙醇浓度进行单因素试验,考察各因素对黑色素提取效果的影响,利用正交试验,优化其工艺条件。试验结果表明：各因素对黑米黑色素提取的影响大小依次为：pH＞乙醇浓度＞液料比＞温度＞时间。优化后的提取工艺条件为：pH值为2、超声时间为30?min、提取温度为50℃、液料比为30?mL/g、乙醇浓度为70%。在此条件下,得出平均提取率为6.85%。对比浸渍法、加热回流提取法,超声法提取黑米黑色素具有工艺简单、节省提取时间、溶剂用量少、提取效率高、减少黑色素损失的优点。     

内蒙古自治区柠条种子害虫为害情况及其对柠条种子质量的影响

2003年对内蒙古自治区各柠条产区种子害虫为害情况的系统调查研究结果表明,柠条种子害虫在内蒙古自治区从东到西各调查样地普遍发生,均为柠条种子小蜂(Bruchophagus neocaraganaeLiao)、柠条豆象(Kytorhi-nus immixtusMotschulsky)、豆荚螟(Etiella zinckenellaTreitschke)3种害虫混合为害,所调查地区各样地为害程度均在 以上,平均种子虫害率为26.53%,虫株率达100%;进行了虫害对种子质量的影响评价试验,结果表明,平均每千粒种子因虫害损失掉的重量是3.12 g,种子发芽率平均降低了9.51%。     

油菜小麦兼用气送式集排器搅种装置设计及充种性能试验

针对小麦种子在气送式集排器供种装置中因流动性差导致充种能力不足的问题,设计了一种可提高小麦充种性能的搅种装置。该文分析了搅种装置影响充种性能的主要因素,确定了搅种齿与搅种轴的主要结构参数,并构建了种子在搅种装置作用下的充种力学模型。应用EDEM仿真分析了搅种装置安装位置对种群压力、种群与供种机构切向力和型孔充种数量及其变异系数的影响;台架试验研究了搅种齿结构及其排布对充种性能和搅种装置与供种机构转速比对供种性能的影响。结果表明：安装搅种装置能明显增加种群压力、切向力、型孔充种数量、充填角和充种合格率。搅种齿长度显著或极显著影响充填角和型孔充种数,搅种齿排列方式显著影响型孔充种数。研究得出影响充填角和型孔充种数的主次因素为：搅种齿长度>排列方式>搅种齿形状。在搅种齿形状为圆柱形,搅种齿长度为6 mm和双螺旋排列方式条件下,充填角、型孔充种数和充种不合格率分别为78.20°、1.73和0.69%。供种速率随锥孔轮数量、转速比和转速增加而增加,在转速为20～40 r/min条件下,选择锥孔轮数量为6和转速比为1.154优化组合时,供种速率及其变异系数分别为690～1340 g/min和0.23～0.80%。该研究为搅种装置结构改进和供种装置充种性能的提高提供了参考。     

种子流失与迁移的人工降雨模拟试验方法研究

通过室内多组人工降雨模拟试验,探讨了适合于研究坡面种子流失与迁移的种子布设试验方法.结果表明,在常规人工降雨模拟试验方法的基础上,主要需加强以下方面:(1)供试种子要能代表研究区的主要物种及不同的形态特征;(2)鉴于种子的流失主要发生在土壤表层,种子适宜布设在土壤表面;(3)染色种子以区分土壤本身携带的种子;(4)每个物种的种子定点且物种间错位布设,以准确测定种子在坡面上的迁移距离;(5)种子的布设数量不宜过多,以免影响坡面糙度;(6)将大种子布设在种子布设区域的最下端以避免大种子对径流的影响.     

烟草种子超干燥贮藏及其相关技术研究

为最大限度地延长烟草种子寿命，妥善保存烟草种质资源，防止种质资源失传，自1994年以来，先后开展了一系列烟草种子超干燥保存及相关技术研究工作。一是采用不同的干燥剂、干燥剂与种子的不同比例对不同类型的烟草种子进行超干燥处理，即把烟草种子含水率降低到5%以下的超干燥水平，初步查明不同处理的烟草种子在超干燥过程中水分降低和种子活力变化规律，由此推算出烟草种子超干燥保存最佳含水率为1.5%～2.5%。同时也验证了大量烟草种子适合于超干燥处理和保存。二是采用种子活力年平均降低值的3种方法预测了1978～1995年采收的34份烟草种子的贮藏寿命，表明烟草种子在超干燥条件下可保存25年以上。三是把超干燥的种子放在不同的温度和湿度条件下贮藏，最适合的贮藏条件是4℃，其次是-8℃，再次是在室温下的干燥器内保存，在常温的室内或高温(温室)下保存一年后就完全丧失活力。通过对1979～2000年采收的种子苗期和大田期的主要性状观察试验，没有发现超干燥保存的烟草种子有遗传变异。采用上述技术，已成功地保存了1500多份烟草种质资源，并探索出延长烟草种子寿命和安全贮藏的新技术。     

气吸滚筒式排种器种盘参数对种子分布规律的影响

种盘的结构参数和工作参数直接影响种子的运动状态,从而影响吸种效果,通过对种盘的振动试验分析,为进一步提高气吸滚筒式排种器种盘前端种子分布的均匀性,该文以气吸滚筒式排种器种盘为试验对象,研究了种盘与滚筒角度、激振力加载位置、振动器压力对种子在种盘前端吸种区域分布规律的影响。采用3因素3水平实验设计,得出了种子分布与三个因...     

Tunnel production enhances quality in organic carrot seed production

Abstract

In Denmark, organic vegetable seed production is possible for some of the late-maturing species when the maturing is performed in lightweight tunnels which are also relevant for the isolation of small-scale production. The tunnel system offers several advantages, e.g., it is possible to control water supply and thereby introduce drought at proven optimum times, restrict geneflow through insect- and pollen-proof netting, raise the temperature to prolong the growing season and hence the crop duration, and reduce pest attack by preventing pest entrance to the tunnel. In an experiment, tunnel production of open-pollinated carrot varieties increased the yield and germination percentages when compared with normal field conditions. Yield was in the range of 100–250 g and 2–17 g seeds m^?2 respectively, and germination percentage was 84–95 and 43–55, respectively. However, hybrid carrot seed production showed lower yields than did their open-pollinated counterparts. Yields ranging from 60–123 g seeds m^?2 can be obtained, but the production needs to be carefully planned and monitored.

Different growing systems in tunnels have been studied in both open-pollinated and hybrid carrot (Daucus carota L.) for their seed production.     

围封草地"种子岛"效应对周围沙化草地土壤种子库的影响

在浑善达克沙地南缘，以围封7年的沙化草地以及围栏外周围不同地段作为研究对象．通过对比分析围栏外不同地段沙化草地土壤种子库特征，并以围栏内草地作对照，就围封草地的“种子岛”效应对周围沙化草地土壤种子库的影响进行了尝试性研究。结果表明：围封草地“种子岛”效应对围栏外近距离处沙化草地土壤种子库具有显著性影响．它能够以围封草地为中心，呈辐射状促进周围沙化草地土壤种子库恢复，且随着距围栏距离的增加。作用逐渐减小．并约在围栏500m外逐渐消失。     

气吸式杂交稻单粒排种器研制

针对气力式水稻精量排种器充种不稳定、单粒播种精度不高和播种量大的问题,该研究设计了一种具有矩形吸种孔和辅助充种装置的气吸式杂交稻单粒排种器。根据“吉田优”型杂交稻的长短轴重力分布情况,确定排种盘吸种孔形状;基于CFD-DEM(Computational fluid dynamics, Discrete element method)流固耦合理论,以吸附力为指标,进行5类具有相同面积的吸种孔单因素仿真试验,确定吸附力最大的吸种孔规格为0.8 mm×2.25 mm;以该型吸种孔为基础,选取辅助充种角、工作转速和工作负压为试验因素,以单粒率S、多粒率M和漏播率L为试验指标,开展Box-Bhnken台架试验,对试验结果进行响应曲面分析和多目标优化,得到排种盘辅助充种角为80.90°、工作转速为42.65 r/min、工作负压为621 Pa时,排种器的单粒率为86.91%,漏播率为3.63%。验证试验结果的排种器单粒率为86.36%、漏播率为3.41%,与优化结果吻合。研究结果可为后续气吸式杂交稻单粒排种器的优化设计和直播机整机作业精度的提高提供指导。     

气吸滚筒式排种器种盘参数对种子分布规律的影响

种盘的结构参数和工作参数直接影响种子的运动状态,从而影响吸种效果,通过对种盘的振动试验分析,为进一步提高气吸滚筒式排种器种盘前端种子分布的均匀性,该文以气吸滚筒式排种器种盘为试验对象,研究了种盘与滚筒角度、激振力加载位置、振动器压力对种子在种盘前端吸种区域分布规律的影响。采用3因素3水平实验设计,得出了种子分布与三个因素之间的回归模型。试验表明:种盘与滚筒角度为20°、激振力加载位置为种盘中心、振动器调压阀为0.25MPa的条件下,激振力加载位置在吸种性能的回归模型中贡献率最大。最佳因素组合为20°、激振力加载位置为种盘中心、振动调压阀为0.25MPa。研究为超级稻育秧精密播种器的设计及参数优化提供科学的依据。     

油茶籽脱壳机的研制与应用

采用挤压和碾磨原理以及风筛复合分离原理设计开发出了油茶籽脱壳机。油茶籽含水率和辊筒线速度是影响脱壳分离效果的主要因素。适宜的脱壳工艺条件为油茶籽含水率5%～20%，辊筒线速度8.90～10.00 m/s，在此工艺条件下，油茶籽脱壳率≥98.5%，仁中含壳≤4%、壳中含仁≤1%。油茶籽脱壳机成功投入了生产实践应用，获得了质量优良的油茶籽油和脱壳油茶籽饼粕，提高了油茶籽加工的经济效益。