生物接触氧化协同折流滤池处理低C/N值污水研究

低C/N值污水由于有机碳源的不足,导致传统生物脱氮过程中反硝化效果较差,氮素污染物浓度较高而难以达标排放。针对此问题,构建了生物接触氧化(BCO)协同折流滤池(BF)系统,用于处理低C/N值污水,考察了启动和运行过程中系统对污水中氮的脱除特征。研究结果表明：BCO池运行11天后可成功实现部分亚硝化,为BF池提供所需的进水水质;BF池在运行16天后可成功启动厌氧氨氧化,出水NH₄⁺-N、NO₂^--N、TN浓度均处于较低水平,TN平均去除率超过90%;BCO协同BF系统主要通过部分亚硝化、厌氧氨氧化、反硝化等多种途径共同来实现污水的高效脱氮。研究结果可为低C/N值污水的处理提供方法借鉴,同时也为预防水体富营养化提供更多的技术策略。     

生物质气化工艺废水特征及预处理实验研究

对生物质气化中试现场产生的废水进行了水质及水量特征分析,针对生物质气化工艺废水固体颗粒含量高、有机物浓度高、难生化降解、废水增量少的特点,采取减压蒸馏及芬顿氧化对生物质气化废水进行预处理。实验结果表明,在85 ~ 90℃、真空度 -0.07 ~ -0.095 MPa减压蒸馏条件下,废水COD、NH₄-N脱除率分别为74.38%、94.46%;在Fe²⁺-H₂O₂体系中,考察了H₂O₂与废水质量比、H₂O₂与Fe²⁺摩尔比、反应时间、H₂O₂浓度对COD、NH₄-N、TOC、TN等的影响,当H₂O₂与废水质量比为8.40%时,可将减压蒸馏蒸出液COD从2.05 × 10⁴ mg/L降至4.11 × 10³ mg/L,NH₄⁺-N从143 mg/L降至11.1 mg/L。     

农村生活与生产综合污水生物处理的A/O工艺启动策略与特性研究

为实现新时期各类典型性农村综合污水的治理,选择了一种农村生活与生产综合污水作为研究对象,研究了利用兼氧/好氧(A/O)工艺处理农村生活和生产综合污水的启动过程。结果表明：采用逐步递增生产废水和污泥接种培养的启动策略能够实现处理工艺的快速启动;pH、化学需氧量(COD)、氨氮(NH₄⁺-N)、总磷(TP)以及色度在启动过程中各阶段的变化情况的分析结果表明,A/O工艺能够通过兼氧池和好氧池的协同配合达到理想的污水处理效果。     

二价铁离子对糖蜜酒精废水厌氧发酵的影响

提高糖蜜酒精废水的厌氧发酵效率,实现其资源化再利用,本文研究了添加一定量Fe²⁺ 对糖蜜酒精废水厌氧发酵处理过程的影响。结果表明：添加Fe²⁺后发酵液中SO₄²⁻ 的去除率由77.12%提高至90.79%;COD去除率由57.34%提高至81.14%;累积沼气产量由386 mL•g⁻¹ VS提高至475 mL•g⁻¹ VS;产气周期由29天缩短为26天;其氧化还原电位（ORP）升高,pH值降低。     

联合循环机组余热锅炉SCR脱硝系统氨逃逸率高原因分析及处理

针对燃气—蒸汽联合循环机组余热锅炉选择性催化还原(SCR)脱硝系统氨逃逸率高的问题,通过对燃气—蒸汽联合循环机组排放的烟气NO_x中NO₂含量高,且过量NO₂的反应速度慢的机理研究,分析了余热锅炉SCR脱硝系统氨逃逸率高的原因及危害;提出了通过燃烧调整、更换新型催化剂、流场优化及精准喷氨等技术措施可有效降低氨逃逸率。     

上转换材料TiO2∶Er3+/Yb3+/Li+的制备及其在玻璃盖板中的应用

采用溶胶凝胶法和旋转镀膜法制备Er³⁺/Yb³⁺/Li⁺掺杂TiO₂胶体和薄膜,确定上转换材料最优制备方案为n(乙酰丙酮)∶n(C₁₆H₃₆O₄Ti∶H₂O)∶n(异丙醇)∶n(Er(NO₃)₃·5H₂O)∶n(Yb(NO₃)₃·5H₂O)∶n(LiNO₃)=1∶3∶9∶70∶0.12∶0.60∶0.15(物质的量之比),水的滴加速率为10 s/滴,溶液pH值为2~3,溶胶呈透明均匀淡黄色。吸收光谱在近红外区峰值明显。可见光透光率最高可达94.42%,较普通玻璃提高1%~2%。光伏组件通过光电转换效率测量系统进行检测,玻璃盖板镀膜后光伏组件的光电转换效率从16.5%升至17.2%,增加约0.7%。研究结果表明,该薄膜可提高玻璃盖板透光率,扩大光伏组件光谱吸收范围,增加其光电转换效率。     

发动机稀燃条件下纳秒脉冲等离子体助燃甲烷/空气的数值模拟

纳秒脉冲放电可产生非平衡等离子体实现辅助燃烧．通过耦合零维等离子体动力学和燃烧反应动力学,建立了发动机纳秒脉冲放电等离子体助燃甲烷/空气的模型．研究表明：相同放电能量条件下纳秒脉冲放电可在上止点附近成功点燃当量比为0.5的稀混合气,而火花放电只能导致最高温度升高124 K,无法点燃缸内混合气．在纳秒脉冲放电条件下,低温时放电产生的激发态N₂(A³Σ_u⁺)和O(1D)促进了O原子的生成．放电后期,累积的N₂振动激发态在驰豫过程释放出了较多的热量,有利于稀燃条件下的点火．电流密度的增大提高了放电过程中激发态、自由基的浓度,发动机最高燃烧温度升高,点火延迟时间缩短,燃烧相位提前．     

BER-BCO耦合工艺净化模拟微污染河水及除磷机理研究

针对传统生物膜法对微污染河水脱氮除磷效率不佳的问题,设计了电极生物膜耦合生物接触氧化(BER-BCO)装置,采用单因素敏感性分析方法评估了不同碳源、电流密度、水力停留时间、填料填充比对工艺脱氮除磷效果的影响,并通过红外光谱表征阳极附近沉淀物表面特征官能团,探究系统除磷机理。结果表明,在使用乙酸钠为碳源、电流密度为0.09 mA/cm²、水力停留时间控制为24 h、填料比为40%的条件下,BER-BCO系统的脱氮除磷效能得到了显著优化;NH⁺₄-N、TN、TP的去除率分别达到了83.10%、56.46%、97.93%;最终出水除TN外均优于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅳ类水质标准;红外光谱分析显示阳极附近形成的含磷沉淀物中含有Fe-O键、P-O键、Fe-OH键,表明铁阳极具有高效除磷的特性。     

川西侏罗系气藏产出水生化处理影响因素及技术优化

川西侏罗系气藏产出水中含有泡排剂、破乳剂、缓蚀剂及阻垢剂等多种类型化学药剂,有机物含量高。研究表明,生化处理技术对有机物去除效果较好,能有效降低污水COD,但生化处理易受多种因素影响,COD去除效果不稳定,出水水质指标波动较大。影响生化处理效果的主要因素包括氯离子浓度、营养物质、填料结垢、温度、溶解氧、水力停留时间等。通过实验掌握了生化系统运行的相关工艺参数,建议生化处理运行指标为：进水氯离子浓度18000～22000mg/L、Ca²⁺含量<100mg/L、溶解氧4～6mg/L、温度20～30℃、水力停留时间130～140h。通过优化生化系统进水水质指标及运行参数,使生化处理后出水COD较优化前平均去除率提高约40%,生化出水发泡力较优化前平均降低约80%,蒸发处理能力大幅提高,蒸馏量由优化前的120～150m³/d提升至180～260m³/d。     

地沟油制备生物柴油过程中硫化物迁移及脱除研究

采用地沟油等餐饮废弃油脂转化制备生物柴油中会含有一定量的硫化物,针对上述问题,考察传统的酸碱两步法制备生物柴油过程中硫化物的迁移,并以离子液体（[Hnmp]H₂PO₄）为萃取剂和催化剂,H₂O₂为氧化剂,对粗生物柴油进行萃取氧化脱硫,并利用正交实验法对萃取氧化脱硫反应工艺进行优化。结果表明：反应过程使用的试剂和操作条件几乎不会增大生物柴油制备过程中的硫含量以及改变硫化物在反应体系中的存在形态,硫化物含量及存在形式与原料油自身所含硫化物形态有关。S元素在地沟油原料及生物柴油粗成品中的存在形式主要以噻吩、硫醇、硫醚、硫胺素、硫代葡萄糖苷等物质为主,其中噻吩类硫化物约占地沟油原料或生物柴油中总含硫质量分数的93%以上。在粗生物柴油与离子液体体积比为10∶3,粗生物柴油与H₂O₂体积比为10∶1.2,反应温度75 ℃,反应时间70 min条件下,生物柴油脱硫率达94%以上,脱硫后的生物柴油满足最新国Ⅵ柴油排放标准（GB 17930—2016）硫含量≤10 mg/kg要求。     

地热系统碳酸钙垢形成原因及定量化评价

碳酸钙垢是我国喜马拉雅构造带高温地热系统开发利用面临的主要问题之一,其直接原因是流体中Ca²⁺和CO₃^2- 的活度积大于当前温度下的平衡常数,通常与pH值增大有关。导致pH值增大的过程包括井筒内的沸腾作用促进CO₂脱气,套管腐蚀消耗质子,流体上升过程中的减压作用以及其他气体的侵入导致的CO₂逃逸,主控因素是沸腾作用。本文建立了一套系统评价地热流体结垢趋势、位置和规模的方法。首先基于地热流体经历的地球化学过程（如沸腾、混合、结垢等）,利用井口或者泉口样品的数据和地球化学程序重建储层流体的化学组分;利用水文地球化学模拟程序或者雷兹诺指数,计算碳酸钙的饱和指数,评价其发生结垢的趋势。其次利用井径测井或者井筒模拟和地球化学模拟,定量给出发生结垢的深度及范围。此外,储层和井口流体Ca²⁺ 浓度差异和平衡模拟方法以及碳酸钙结垢厚度评价方法可用于定量计算一定开采时间内的结垢量,其结果与实际情况具有可比性;对于川西某结垢地热井,48 h内的结垢量达151 ~ 300 kg或结垢厚度为1 ~ 3 cm。碳酸钙形成原因分析和定量化评价可为下一步的防垢或者除垢设计提供科学依据。     

菌藻颗粒污泥工艺在城市污水处理中的研究

菌藻颗粒污泥(Algal-bacterial granular sludge,ABGS)工艺是一种节能高效的低碳污水处理工艺。本研究采用10L序批式光反应器,针对ABGS的快速启动进行了研究。通过将绿藻投加到好氧颗粒污泥中,30天左右实现了ABGS工艺的快速启动。丝状藻类与丝状菌交织形成颗粒骨架,胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)的大量分泌促进了微生物的聚集,进而促进了ABGS的快速形成。稳定的ABGS系统内,氨氮(NH4₊—N)、COD和总氮(TN)的去除率分别达到了99%、92%和70%。正磷酸盐(PO₄^3-—P)的去除率受进水磷浓度和COD浓度影响而不太稳定。系统内发酵菌、聚糖菌和反硝化聚磷菌得到了良好的富集。     

广东阳江"海上风电+海洋牧场"生态发展可行性初探

    目的   海洋牧场与海上风电融合发展是现代农业和新能源产业高效结合发展的典型代表,为了响应国家“用海空间立体化、资源利用最大化”的政策,缓解港口海域水产资源的供给压力,对广东阳江“海上风电+海洋牧场”生态发展可行性进行了初步探究。    方法   根据《水和废水监测分析方法》和《海洋监测规范》,采用紫外可见分光光度计、体视显微镜、生物显微镜等对三峡阳江海上风电海域的叶绿素α与初级生产力以及海洋生物种类进行了统计和分析。    结果   研究表明:调查海域叶绿素α含量平均值为1.79 mg/m3,初级生产力平均值为353.05 mg·C/(m2·d),共鉴定出浮游植物4门77种,浮游动物11门76种,大型底栖生物5门31种,潮间带生物5门43种,游泳动物3门37种。    结论   本项目所处海域初级生产力较高,浮游植物、浮游动物、大型底栖生物、潮间带生物、游泳动物等物种丰富,具备“海上风电+海洋牧场”融合发展的生态基础和优势,也具有较大的渔业资源潜力和建设海洋牧场的可行性。     

热解气氛对准东煤中钠行为的影响及半焦结渣特性研究

碱金属热解预处理是一种控制高碱煤燃烧灰问题的新思路,结合实验室煤炭分级转化多联产系统的实际热解气氛,利用水平管式炉对准东大成煤进行N₂、H₂、CH₄、CO₂及煤气气氛热解实验,探究热解气氛对钠迁移转化的影响。结果表明：与N₂气氛相比,多联产气氛热解时钠释放量显著增加,发达的孔隙结构有利于钠的释放。N₂气氛热解半焦中被包覆的水溶钠占原煤总水溶钠的40%以上,通过孔结构表征推断中孔段堵塞是造成碳包覆的主要原因。多联产气氛下被包覆的水溶钠含量大幅减少,进而促进了钠释放以及钠长石(NaAlSi₃O₈)、霞石(NaAlSiO₄)等高熔点硅铝酸盐的生成,有利于碱金属热解预处理。利用结渣指数及灰熔点对比了原煤及煤气气氛热解半焦的结渣特性,证明热解预处理能有效降低煤焦的结渣倾向。     

添加剂对生活垃圾焚烧飞灰熔融过程及产物影响的研究

在飞灰的无害化处理技术中,熔融技术因其减容率高、熔渣性质稳定等优点,受到广泛关注。为了更好地指导研制和设计大型飞灰等离子熔融系统,获得具有工程应用价值的数据,通过50 kW生活垃圾焚烧飞灰等离子熔融中试装置,研究垃圾焚烧飞灰熔融过程熔融温度高、氯元素及重金属迁移等问题,开展垃圾焚烧飞灰等离子熔融关键技术研究。研究结果表明：飞灰中添加剂的种类和比例尤为重要,石英砂可以显著降低飞灰的熔融温度,但熔融产物中氯元素和重金属含量并不能得到保证。而通过在添加剂中混入一定的比例的碳酸钠,可以最大程度地降低熔融产物中的氯含量和氯转化为HCl(g)的比例。在添加剂中加入ZrO₂,可以有效降低熔融产物玻璃体的重金属浸出浓度,其重金属浸出浓度远低于国家标准限值2～3个数量级,可进行资源化利用。     

冠醚掺杂的聚合物固态电解质对全固态锂电池性能的影响北大核心CSCD

聚氧化乙烯(PEO)基固态电解质由于高的柔韧性、优异的加工性以及良好的界面兼容性等在全固态锂电池中极具应用前景,但其较低的室温离子电导率和较窄的电化学窗口限制了其高效应用。本工作采用溶液浇铸法将含有极性官能团的冠醚(15-C-5)分子分散在PEO/双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)基质中制备PEO/15-C-5聚合物固态电解质。重点探究冠醚含量对固态电解质中Li+传递的影响,同时对聚合固态电解质的形貌、力学性能、电化学性能进行系统研究。结果表明:10%15-C-5在PEO中分散性较好,可有效降低PEO的结晶度,进而提升PEO链段运动性,使其抗拉强度达1.83 MPa。15-C-5与锂离子间强的络合作用促进锂盐解离,同时对阴离子产生静电排斥,从而增强离子电导率并提高锂离子迁移数,30℃下离子电导率达到1.00×10^(-5)S/cm,60℃下锂离子迁移数达到0.42,分别是PEO电解质的4.5和1.9倍。另外冠醚与阴离子形成的静电排斥中心易捕获锂离子形成较为稳定的悬停位点,降低了PEO链段形成的O-Li络合活性位点促进C-O-C结构分解的可能性,从而提高PEO电解质的分解电压(从4.29 V到5.42 V)。与镍钴锰三元正极匹配的全固态锂电池展现出稳定的长循环性能,其在60℃、0.5 C的条件下初始放电比容量达到159 mAh/g,经100圈循环之后容量保持率达到89%。与磷酸铁锂正极匹配组装的全固态锂电池同样表现出优异的性能。