马铃薯联合收获机环形减损集薯升运装置设计与试验

针对现有马铃薯联合收获机升运输送行程长而导致伤薯率高、破皮率高、机具结构不紧凑等问题,结合北方马铃薯主产区收获模式,设计了一款适用于马铃薯升运作业的环形减损集薯升运装置。在阐述总体结构及工作原理基础上,结合马铃薯运动学模型和碰撞特性分析,得到影响升运效率和薯块损伤的主要因素,通过DEM-MBD耦合构建薯块和装置模型,得到最优参数组合：升运挡板高度为199.21 mm、升运挡板与升运输送带间夹角为75.86°、相邻两升运挡板间距为240.35 mm。台架试验表明：上料量为24 t/h,升运输送带运行速度为0.8、1.0、1.2 m/s时,电子马铃薯采集的碰撞加速度峰值平均值为636.63、593.29、685.63 m/s²,破皮率为1.13%、1.06%、1.21%,碰撞加速度峰值均小于马铃薯临界损伤阈值。田间试验表明：作业速度为0.6、0.7、0.8 m/s时,伤薯率为0.94%、1.06%、1.12%,破皮率为1.09%、1.21%、1.33%,环形减损集薯升运装置运行正常,未出现薯块掉落等现象,各部件配合协调,满足装袋型马铃薯联合收获机高效稳定的作业要求。     

金银花静电除杂装置设计与试验

针对金银花除杂过程中编织袋丝去除效果不佳的问题,本文基于静电分离技术,设计了一种金银花静电除杂装置。通过理论分析,推导了静电场中金银花和编织袋丝产生轨迹分离的临界条件,验证了静电分离技术用于金银花除杂具有一定的可行性。基于单因素试验和COMSOL电场仿真,进一步探究了各影响因素对除杂性能的影响,确定了静电极形状为圆弧形、静电极角度α为45°。以高压静电发生器的输出电压U、静电极与辊筒的间距L和辊筒转速N为试验因素,开展Box-Behnken试验,分别建立了除杂率和误除率的二次回归方程。采用响应面分析法探明了各试验因素对试验指标的影响规律。通过参数寻优,确定了该装置的最优工作参数为U=11.9 kV、N=28 r/min以及L=60 mm。台架试验结果显示,除杂率和误除率分别为94.47%和0.89%,满足金银花除杂要求。     

酵母菌载纳米铁去除水中2, 4, 6–三氯酚的性能

以酵母菌为载体,废弃烟叶提取物为还原剂,制备酵母菌载纳米铁(TB–Fe/SC NPs),并探究其去除水中2, 4, 6–三氯酚(2, 4, 6–TCP)的性能。结果表明：负载在酵母菌上的纳米铁为粒径(77.6±16.1) nm的球形颗粒;TB–Fe/SC NPs去除2, 4, 6–TCP主要包括吸附和氧化降解2种途径,符合拟二级反应动力学模型;溶解氧和羟自由基在TB–Fe/SC NPs氧化降解2, 4, 6–TCP中起重要作用;TB–Fe/SC NPs对2, 4, 6–TCP的去除率随温度的升高而增大,随2, 4, 6–TCP初始浓度的增大而减少,而反应体系的pH值对TB–Fe/SC NPs去除2, 4, 6–TCP的影响较小;TB–Fe/SC NPs用量为1.0~3.0 g/L时,2, 4, 6–TCP的去除率随TB–Fe/SC NPs用量的增大而增大;Fe3+、Mg2+、Ca2+和SO42–能促进TB–Fe/SC NPs去除2, 4, 6–TCP的反应,HPO42–、HCO3–和腐殖酸则对反应有抑制作用,而K+、NO3–和Cl–对2, 4, 6–TCP的去除影响不明显;TB–Fe/SC NPs能在室温下稳定储存6个月以上,重复使用6次后,2, 4, 6–TCP的去除率由80.54%下降到28.75%;在25 ℃和pH=5.0的条件下,3 g/L TB–Fe/SC NPs对20 mg/L 2, 4, 6–TCP的去除率和去除量分别为(80.54±0.39)%、(5.23±0.03) mg/g。     

农村生活污水分散式处理现状与问题探讨

农村生活污水治理是改善农村人居环境、实施乡村振兴战略的重要举措和全面建成小康社会的内在要求。基于农村生活污水分散式处理工艺的现状与问题的分析,对广东省农村生活污水处理工艺模式进行了实地调研,选取广州市增城区某村的厌氧+人工湿地工艺、珠海市斗门区某村的土地渗滤工艺、中山市横栏镇某村的MBR工艺和佛山市顺德区某村的A~2O工艺,进行定点检测,分析4种工艺对生活污水COD、NH_4~+-N、TN和TP的处理情况,探讨4种工艺的运行效果及其成因。结果表明,4种工艺总体上污染指标进水浓度波动较大,存在明显的峰值特征,去除率日变化系数较大,大部分污染指标的日均去除率低于60%。4种工艺的COD处理效果基本达标,但是氮磷超标较多,A~2O工艺和厌氧+人工湿地工艺的出水NH_4~+-N、TN和TP浓度未达到国家一级B标准,MBR工艺出水TP浓度未达到国家一级B标准,其原因与C/N过低、处理设施运行维护不善等有关。研究表明,对农村生活污水处理工艺的选择应遵循因地制宜的原则;使用中应加强处理设施维护管理,提高生活污水氮磷处理效率和长期持效性。     

人工湿地砷污染去除研究进展

砷在环境中普遍存在,因其高毒性,世界卫生组织将砷污染列为重大公共卫生问题。因此,科学家们在不断寻求科学有效的砷污染去除方法。人工湿地砷污染去除系统自上世纪七十年代推出以来,因其环境友好、成本低廉的特性得到蓬勃发展,快速成为绿色环保修复技术之一。人工湿地被认为是理想的砷富集去除场所,其对砷污染的去除方式主要通过植物和微生物相互作用及腐殖酸强化修复来实现。本文通过砷污染治理历史及技术发展、人工湿地的兴起及砷在湿地生态系统中的赋存状态以及人工湿地生态系统砷污染去除三个方面综述了人工湿地砷污染去除的研究进展。通过大量文献综述分析,我们认为在人工湿地砷污染去除的后续研究工作中,应着重研究砷在湿地生态系统中的扩散迁移及演变规律,构建湿地生态系统沉水-浮水-挺水植物立体结构,并不断探索植物-微生物及腐殖酸强化修复对砷污染的协同阻滞及界面作用。     

大薸对奶厅废水主要污染物的去除效果研究

为探索低成本高效率的奶厅废水处理新技术,本研究以大薸（Pistia stratiotes）为研究对象,选择某奶牛养殖场奶厅废水原水、厌氧处理后和好氧处理后的废水开展室内试验,重点研究大薸对奶厅废水中主要胁迫盐分的耐受浓度阈值,以及大薸对奶厅废水中基础养分（TN、TP、COD等）和阴离子盐（SO₄^2-、Cl^-等）的去除效果。结果表明：当奶厅废水的电导率未超过2 193~2 527 μS·cm^-1时,大薸对奶厅废水中的盐分具有耐受性。但当奶厅废水中两种主要阴离子盐SO₄^2-和Cl^-含量分别超过5 mmol·L^-1和15~25mmol·L^-1时,大薸抗氧化酶活性受到抑制。在净化三类奶厅废水的过程中,大薸对水体COD的削减作用最为明显,减少了65.51%~86.75%,TN、NH₄⁺-N和TP含量分别降低了69.46%~87.52%、64.00%~96.59%和30.73%~66.02%,而SO₄^2-和Cl^-分别被大薸吸收了16.37%~18.04%和22.02%~35.83%。此外,大薸处理时间为23 d时,对奶厅废水原水和厌氧处理后的废水中多种污染物的去除效果最好。奶厅废水经厌氧处理后,大薸对多种污染物的削减作用更为明显,对水体中TN、NH₄⁺-N、TOC、SO₄^2-和Cl^-的去除效果较原水分别提升了9.60%、42.83%、40.94%、2.00%和13.81%。研究表明,大薸对奶厅废水中盐分具有耐受性,且奶厅废水经厌氧处理后大薸可以更为有效地降低其中主要污染物含量。     

栅条式清杂装置机理分析与优化试验

残膜清杂是残膜回收的重要环节,现有机型的清杂装置存在清杂效果差及工作不可靠的缺点。为此,结合夹指链式残膜回收装置的改进设计与试验,提出了一种基于倾斜栅条的清杂装置。通过对该装置清杂机理进行分析,采用Box-Behnken响应面试验设计方法建立起清杂率与栅条间距b、栅条角度α、栅条长度L间的二次回归模型。通过分析模型响应曲面,寻得最优方案,确立了栅条式清杂装置的结构与尺寸。田间试验表明:当栅条间距为75mm、栅条角度为51°、栅条长度为870mm时,清杂率达85.35%。由此证明了优化方案的可行性,可为相关残膜清杂装置的研究提供理论依据。     

齿盘式秸秆移位装置设计与试验

针对江苏地区油菜免耕播种机作业时存在易堵塞、种床清洁率低等问题,设计一种齿盘式秸秆移位装置,通过运动力学分析确定秸秆移位的重要影响因素,使用离散元仿真软件进行仿真试验,得出秸秆移位装置工作时的最佳参数组合,最后进行台架试验验证仿真试验准确性。仿真试验结果表明秸秆清除率与位移偏角以及前进速度均呈现正相关的关系,当前进速度一定时,位移偏角越大,装置的秸秆清除效果越好;当位移偏角一定时,前进速度越大,装置的秸秆清除效果越好。当前进速度为0.6 m/s、位移偏角为30°时,秸秆清除率达到最大值64.70%。台架验证试验表明,当机具前进速度为0.6 m/s、齿盘位移偏角为30°时秸秆清除效果较好,此时秸秆清除率为60.69%。试验结果表明齿盘式秸秆移位装置的设计基本满足油菜播种的要求。     

凤眼莲动态模块化治理湖泊污染的设计

指出了环境生态工程采用生态学理论,强调将环境问题于系统内解决,使受污染的环境能够适时与周边的大自然友好和谐地融为一体,注重经济效益和生态效益的高度统一,已经逐步发展为最受欢迎的修复水体的技术之一。凤眼莲是修复污染湖泊的良好先锋植物,但其易泛滥成灾和含水量甚高的特性限制了人们对其大规模的使用。本着环境生态工程的理念,建立了凤眼莲动态模块化的浮床装置,利用风能为浮床装置提供电能,结合装置内的螺旋桨动力结构使浮床移动,通过旋转吊臂滑轮和底部尼龙网结构使凤眼莲机械化原位去水。此设计在实现低廉、高效治理水体富营养化和重金属等污染问题的同时,也有效解决了凤眼莲可能泛滥成灾的隐患,达到生态效益、经济效益和景观效益的协调统一。     

Zr-ATP复合吸附剂的制备及其吸附除磷效果探究

指出了磷是导致水体富营养化的核心元素之一,利用碱酸复合改性凹凸棒石（ATP）,经成型处置制备了一种新型ZrATP复合吸附材料,考察了其对水中磷酸根的吸附性能。结果表明：成型的Zr—ATP复合吸附剂在常温、常压下进行静态除磷实验,除磷效率达99％,吸附容量达7．7mg／g,是值得进一步深化研究的富营养化修复剂。