几种增氧方式对黑臭河湖的治理效果对比

为了解如何更好地治理黑臭河湖,本研究在对比了市面上的几种增氧机械特点后,设置多组对比试验,从水体含氧量的测定和水温的测定出发进行试验,以期对比曝气微孔增氧与机械增氧的区别。用多种不同的增氧方式对同一池塘进行测定（9—10月）,获得池塘表层与底层的溶氧量、水温差等指标数据。结果表明,曝气微孔增氧技术具有更高的性价比,对于水中的溶氧量增加更有效果,同时对于时段性温差明显地区水层表层与底层的温差调节作用明显,有更强的降温效果。     

电解氧化法去除养殖废水中抗生素和激素研究

通过研究三维电极的电解氧化法对模拟养殖废水中抗生素、激素的去除影响和处理效果.结果表明:对抗生素、激素去除率的影响大小顺序表现为电解时间,初始pH和曝气时间.最优试验参数条件为电解电压5V,电解时间2 min,初始pH值为9,曝气时间3h.最优条件下,喹乙醇、土霉素、四环素、金霉素的去除率分别为99.1％,90.8％,97.7％和90.7％.少量的柠檬酸(0.02 mol/L)、乙酸(0.175 mol/L)能够提高去除效果;加入0.02 mol/L十二烷基磺酸钠(SDS)能够显著提高喹乙醇去除效果,但是会对土霉素、四环素、金霉素的去除效果产生不同程度的抑制.     

高温冻土融化固结的水热力耦合模型构建

依据比奥(Biot)固结理论,应用总拉格朗日(Total Lagrangian)方法建立考虑大变形的应力场控制方程;引入应力-温度耦合损伤模型作为冻结状态下的高温冻土本构模型,以未冻水含量为耦合节点建立水热力耦合模型;通过冻结粉质黏土的升温三轴压缩试验验证模型的有效性,分析水热力耦合模型与应用小应变假设的模型的差异。结果表明:水热力耦合模型经过引入高温冻土应力-温度耦合损伤本构模型,冻结状态初始融化阶段预测结果与试验曲线较吻合。在变形加速至缓慢变形过渡阶段(1.5~2.5 h),模拟结果与试验曲线存在一定差异,但整体可有效预测高温冻结粉质黏土的融化固结过程。考虑大应变状态的水热力耦合模型,对融化变形的预测精度优于应用小应变假设的模型。根据模拟结果,分析水热力三场的相互作用关系、冻土融化固结过程,高温冻土外部升温状态下,边缘融化部分形成排水通道,加速上部土体水分排出。     

提高稻草产沼气效率的C/N和C/P参数初步研究

利用实验室模拟沼气装置在恒温条件下研究了稻草产沼气模拟模型和最大产气量的C/N、C/P比例。结果表明,稻草日累计产沼气动态过程符合Peal-Reed模型,而最大累计产沼气量与C/N、C/P比值均符合二次抛物线模型,进一步分析二次模型可得出最大产气量的C/N和C/P比值分别为27.5和163.1,最大产沼气量分别为186.7 L/kg和138.3 L/kg。     

气泡浮力羽流动力特性三维数值模拟研究

【目的】研究曝气池中气泡浮力羽流的动力特性,为提高深层曝气方式的污水处理效率提供依据。【方法】分别采用欧拉双流体模型和混合模型结合标准κ-ε紊流模型,对气泡浮力羽流进行数值模拟,讨论了这2种模型计算流场的精确性和边界条件的适应性,并使用压力隐式算子分裂PISO(Pressure-Implicit with splitting of operators)算法进行了速度与压力耦合求解。【结果】通过模拟得到了气泡羽流的瞬时性及其尾部的摆动规律等流动特性,模拟的速度矢量沿水深方向呈增加趋势,但表现并不稳定,在上部区域气泡羽流出现了摆动,而在下部区域气泡羽流的摆动不明显,但这一部分的速度相对较大。【结论】欧拉双流体模型结合标准κ-ε紊流模型模拟气泡浮力羽流动力特性优于混合模型。     

沼气发酵复合菌系的筛选及培养条件优化

利用限制性培养技术,构建了1组35℃下遗传稳定的、产甲烷量高的沼气发酵复合菌系。采用单因素及正交试验分析方法,研究了pH、接种量、底物浓度三个因素的培养条件对沼气复合菌系甲烷产率的影响。试验结果表明,在单一因素的影响下,发酵初始的pH值为7.0,接种量为10%,底物浓度为8%时产甲烷效果最好。采用正交试验进行培养条件的优化组合试验分析,确定最佳的沼气复合菌系发酵条件为:以牛粪为底物,复合菌系接种量5%,底物浓度为10%,pH自然,培养温度为35℃。     

柚子皮对水中Pb(Ⅱ)吸附性能的试验研究

对柚子皮吸附去除水中Pb(Ⅱ)的模拟试验研究结果表明,pH、吸附时间、柚皮粉用量和Pb(Ⅱ)初始浓度、温度等因素对柚皮粉吸附水中Pb(Ⅱ)有显著影响.适宜的吸附条件为:pH 5.3～6.0,吸附时间1.5 h,柚皮粉用量8 g/L,Pb(Ⅱ)初始浓度50 mg/L,温度30℃.在该条件下,Pb(Ⅱ)的去除率可达到90％以上.柚皮粉对水中Pb(Ⅱ)的吸附符合动力学二级反应,等温吸附规律可用Freundlich、Langmuir和Temkin模式较好地描述.     

葡萄酒微氧熟化装置及扩散器参数的研究

介绍了葡萄酒微氧熟化装置的结构、工作原理,在对系统压力分析研究的基础上,确定了氧气输送系统最小压力应高于液体静压力、贮罐内上方充入惰性气体的压力、管道及管件等各种阻力产生的压力损失以及由气体扩散器产生的阻力之和;从动力学、运动学、传质学方面分析了气泡的受力、运动及扩散,确定了气泡直径变化范围小于1.4mm,得出了气泡直径与扩散器出流小孔直径的理论关系。     

餐厨废弃物厌氧发酵工艺优化

[目的]考察温度、有机负荷、接种量3个关键参数对餐厨废弃物厌氧发酵过程的综合影响。[方法]采用正交试验法综合考察了批量式发酵过程餐厨废弃物产沼气及降解效果,并进行了验证试验。[结果]温度是影响餐厨废弃物厌氧发酵的显著因素;最佳发酵条件为温度35℃、接种量350 g、有机负荷40 g,在此条件下发酵产气中平均CH4含量可达68.75%,TS产气率及VS产气率分别为661.96和708.97 m L/g,能源转化效率可达79.92%。[结论]可为以餐厨废弃物为原料的沼气工程提供技术参考。     

仿真技术在窄缝喷嘴雾化特性试验中的应用

利用流体模拟软件FLUENT中的DPM模型对喷杆喷雾机喷头的外流场进行数值模拟,建立不同外界条件下喷雾模拟的模型,获得田间作业时的最佳压力与风速.在模拟基础上进行了样机试验,得出实际最佳作业参数与模拟结果相符.试验结果证明,使用仿真技术,效果理想,可以为揭示小型喷杆喷雾机喷头的喷雾性能、质量及其影响因素提供理论依据,提高试验效率,节约成本,克服了自然条件对试验的局限性.     

鸡粪与玉米秸秆混合发酵沼气产量影响因子研究

为探索物料配比、发酵温度、初始发酵浓度与产气量之间的关系以及各因素的重要性,通过自行研究设计的可控性恒温发酵装置,以玉米秸秆和鸡粪混合物为原料,在20、25、30、35、40℃下按不同干物质配比及初始发酵浓度分别进行厌氧发酵,分析不同物料配比、发酵温度、初始发酵浓度对发酵过程中pH值、累积产气量和TS产气量的影响,并对影响沼气发酵的各因子进行重要性排序。结果表明,物料配比、初始发酵浓度和发酵温度是影响产气量的重要因子,鸡粪与玉米秸秆2∶1、初始发酵浓度为20%时沼气产量最大;发酵温度在35℃左右时,各处理均能达到最优发酵效果;各因子对沼气产量影响的重要性依次为温度>初始发酵浓度>配比。因此,适当调整发酵温度以及初始发酵浓度将会有效提高沼气发酵利用效率。     

间歇曝气SBR工艺处理特性及动力学研究

试验采用曝气-搅拌-曝气相结合的间歇曝气SBR工艺处理模拟废水,探讨不同有机容积负荷条件下,系统对COD、TN与TP的处理特性,并进行相关动力学研究。结果表明,0.70-1.96 kg COD/(m3·d)有机容积负荷范围内,系统COD、TN与TP去除率随负荷无明显变化趋势,处理效果稳定,耐冲击负荷。在所有运行期间,系统COD、TN与TP平均去除率均大于96%,处理效果显著。据试验所得,在0.70-1.96 kgCOD/(m3·d)有机容积负荷范围内,间歇曝气SBR工艺COD降解动力学模型为[(So-Se)·Q]/XV=(1.31×Se)/(194.96+Se),TN降解动力学模型为[(So-Se)·Q]/XV=(0.02×Se)/(3.42+Se)。     

Fenton氧化法降解微囊藻毒素MC-LR的研究

[目的]研究Fenton法氧化降解微污染水体水中微囊藻毒素MC-LR的效果。[方法]采用Fenton氧化法对微污染水中MC-LR的降解效果进行试验研究,考察H2O2与Fe2＋投加浓度、pH值、藻毒素初始浓度、反应时间等各种因素对降解效果的影响。同时,对影响水中MC-LR的Fenton氧化过程的相关因素进行初步探讨。[结果]在藻毒素MC-LR浓度0.31mg/L时,试验得到的最佳去除工艺条件为H2O2起始浓度0.30mmol/L,[H2O2]/[FeSO4]摩尔比30∶1,pH值4.0,反应温度（24±2）℃,反应60min后,去除率可达到90.30%。[结论]Fenton法在一定反应条件下可有效降解微囊藻毒素MC-LR。     

改性橙皮对水溶液中Fe2+的吸附性能

以橙皮作为吸附剂研究了橙皮对Fe2+的吸附性能.探讨了溶液pH、初始浓度、投加量及温度等因素对Fe2+吸附效果的影响,采用正交试验法得出橙皮对Fe2+的最佳吸附条件,并对吸附过程进行动力学与热力学研究.结果表明,吸附过程符合Langmuir吸附等温模式,橙皮对Fe2+的吸附动力学模型符合准二级动力学方程.当pH为5、温度为50℃、投加量为8 g/L、溶液的初始浓度为10 mg/L时,橙皮对Fe2+的吸附效果最佳,废水的pH对吸附效果的影响最大,溶液的初始浓度和吸附温度次之,吸附剂的用量影响最小.     

膜分离技术与分子印迹技术耦合精制提纯银杏黄酮

应用膜分离技术与分子印迹技术对银杏黄酮粗提取品进行纯化,旨在节约乙醇,降低能耗,提高资源利用率与产品纯度.通过对膜、压力、料液温度的研究,确定截留相对分子质量为10000的膜、0.3 MPa的压力、30℃的料液温度为最佳提纯条件.其透过液的黄酮含量达72％.对不同功能单体制备的印迹聚合物进行分子印迹试验,发现以4-乙烯基吡啶为功能单体采用沉淀聚合法合成的印迹聚合物具有最佳的吸附性能.膜分离技术与分子印迹技术耦合,对银杏黄酮粗提取品有最佳的提纯效果.     

蓄冷式冷藏箱降温过程的数值模拟及试验验证

【目的】研究蓄冷式冷藏箱降温过程中的温度变化速率和温差。【方法】采用CFD模拟软件对冷藏箱内流场进行非稳态数值模拟;建立包括冷藏箱内部和外部环境在内的三维耦合模型;分析蓄冷式冷藏箱降温过程中贮藏室内温度场分布规律;得出贮藏室内横截面和纵截面流场分布图。基于所建立的模型,研究不同风机风速、回风道面积和冷条初始温度对贮藏室流场的影响。【结果】模拟结果表明,冷藏箱可以在8 min内将贮藏室温度从16℃降低到0℃,正对回风道的区域温度较低,其他区域温度分布比较均匀。模拟结果与试验结果比较吻合,贮藏室温度变化平均绝对误差为0.68℃,温度分布平均绝对误差为0.29℃。提高风机风速,增大回风道面积,降低冷条初始温度可以缩短降温的时间,贮藏室温度变化速率随着降温时间逐渐减小;贮藏室内的温差随风速的增加而减小,随回风道面积的增大和冷条初始温度的降低而增大。【结论】该研究结果可为蓄冷式冷藏箱降温参数的优化设计提供一定的参考。     

复合酶法制备微孔淀粉工艺条件的优化

[目的]以马铃薯淀粉为原料,研究复合酶法制备微孔淀粉的最佳工艺条件。[方法]以淀粉油脂吸附率作为试验指标,选取酶解温度、酶配比、加酶量、底物量浓度、缓冲液pH和酶解时间为影响因素进行正交试验。[结果]通过正交试验得出最佳工艺参数为:酶解温度50℃,酶配比4∶1,加酶量2.0%,底物量浓度0.14 g/ml,缓冲液pH=4,反应时间9 h,油脂的吸附率高达83.2%。[结论]得出了复合酶法制备马铃薯微孔淀粉的最佳工艺参数,为马铃薯微孔淀粉的工业化生产提供了参考数据。     

典型抗生素废水净化菌株的分离筛选及其效果研究

为使β-内酰胺环类抗生素生产废水得以有效处理,本研究以该类废水制作分离培养基,采用摇瓶实验模拟好氧曝气阶段,从活性污泥分离、筛选效应菌株,并对其进行鉴定,确定最佳作用条件,验证对该废水有机物的降解效果。实验结果显示：分离、筛选到B4、B5、B2和B7共4株对该废水有机物具有高效降解作用并对β-内酰胺环类抗生素有耐受能力的细菌,分别归类于不动杆菌属（Acinetobacter）、假单胞菌属（Pseudomonas）、埃希氏菌属（Escherichia）和芽孢杆菌属（Bacillus）;通过正交试验得出,温度是影响有机物降解效果的首要因素,其次是摇床转速;在摇瓶模拟的最佳作用条件下：即温度35℃、转速150 r/min和初始pH 7.0时,加入效应菌株组合的试验组有机物降解力比对照组提高10%左右,并使整个体系对有机物变化冲击的抗力增强。     

单个气泡静水中上升特性的数值模拟

为了研究静水中气泡运动的水力学特性,验证数值模拟方法对气泡运动模拟的有效性和准确性,采用基于流体体积法(VOF法)的几何重构技术捕捉水气两相界面,通过自编后处理程序提取模拟结果数据,获得气泡运动的速度、上升轨迹、变形等参数.模拟结果与模型试验结果比较表明:二者吻合情况良好,说明VOF法能准确地捕捉到气泡界面的变形情况,是一个强大的捕捉两相交界面的工具.随后分析了气泡的变形机理、运动轨迹与瞬时速度变化规律,旨在为相关气泡运动特性研究提供参考.     

微孔曝气增氧技术在鳗鲡养殖中的应用

比较研究了鳗鱼养殖中应用微孔曝气增氧与水车式增氧机增氧两种方式的增氧效果.结果表明：在未载鱼情况下,两种增氧方式的增氧能力具有极显著性差异（P〈0.01）,微孔曝气增氧方式比水车式增氧机增氧方式的单位水体增氧能力提高了15.85%,增氧动力效率是水车式增氧机增氧的2.36倍.在载鱼养殖情况下,使用微孔曝气增氧的试验池表层水的平均溶解氧值显著低于使用水车式增氧机增氧的值（P〈0.05）,但底层水的溶解氧两者没有显著差异（P〉0.05）,且溶解氧值都大于5 mg/L.微孔曝气增氧方式单位养殖水体的用电量比水车式增氧机增氧节省57.6%,且无安全隐患.由于微孔曝气增氧池水的流动性小,鱼类活动消耗的能量减少,且水温较高,因此,使用微孔曝气增氧方式的鳗鲡养殖效果较好.