生物滴滤器降解氯苯废气的动力学模型研究

本文以气-液相间传质与生物降解过程的有机结合为基础，建立生物滴滤器(BTF)净化有机废气的气-液-生物膜三相稳态动力学模型；模拟不同工况下BTF对氯苯废气的降解过程并加以验证.试验结果表明：前期研究获得的混合菌对氯苯的降解行为符合Michaelis-Menten方程，最大比降解速率ν_max=0.165 g/(g·h³);BTF稳定运行期不同进气质量浓度(ρ_in)与空床停留时间(T_E)下试验值与三相模型预测值吻合度较高，ρ_in>0.25 g/m³时，二者平均偏差为4.56%;在进气负荷小于80 g/(m³·h)时，该模型可较好地模拟BTF对有机废气的净化过程.运用该模型对不同工况下沿填料层高度氯苯的质量浓度进行预测，可有效指导BTF的设计和净化性能的预测.     

pH对生物脱硫系统的性能及菌群结构的影响

为探究pH对生物脱硫反应器性能、生物量及微生物种群结构的影响, 一座生物滴滤池(bio-trickling filter, BTF)分别运行在中性偏碱(6.0 < pH < 9.5)、弱酸(2.6 < pH < 5.5)和极酸(pH < 1.0)环境下。结果表明, BTF获得对H₂S的最大脱硫性能分别为246.5、142.8和164.6 g/(m³·h)。中性偏碱下BTF的脱硫性能最佳, 这是由于较低的H₂S气液传质阻力及较高的硫氧化菌活性。保持此pH范围需消耗大量碱性试剂, 这导致反应器的运行成本升高和操作过程变得复杂。在极酸环境中, 耐酸的硫氧化菌——Mycobacterium逐渐占据主导(79.2%), 且生物膜拥有高硫氧化活性(比耗氧速率1.35 mg/(g·min)), 非耐酸的微生物被淘汰, 这维持了系统内生物量的稳定(生物量质量浓度10~11 g/L), 避免了反应器的堵塞, 降低了生物量控制和pH调整的成本。综上, 通过富集高丰度且高活性嗜酸的Mycobacterium, BTF在极酸环境(pH < 1.0)下仍可获得较高的脱硫性能, 扩大了生物反应器运行的pH范围。

     

生物法净化污水站H2S废气的试验研究

采用自主研制的移动式生物法废气净化中试装置对某制药厂污水站含H2S废气进行净化试验.研究了生物滴滤床(BTF)和生物滤床(BF)对H2S的去除效果及系统的稳定性.试验表明,BTF和BF工艺均能有效地去除废气中H2S,且运行稳定,在循环液温度为30℃、pH值分别为2.0和4.0,EBRT分别为13.5 s和18.4 s时,BTF和BF的平均去除效率＞95%,H2S去除负荷极限分别为213.0 g/(m3·h)和149.8 g/(m3·h),当气量一定时,两系统H2S去除效率基本不受进气浓度影响.当BTF和BF的△P分别大于294.2和858.0 Pa/m填料时,H2S去除效率＜85%;当BTF循环液中SO42-浓度＞51.68 g/L时,系统H2S的去除效率＜85%.     

离心沉降法净化煤焦油

本文介绍了离心沉降法净化煤焦油的试验情况。试验室试验表明,在最佳操作条件下,QI脱除率达95～98％,即保证净化煤焦油中的QI含量低于0.1％(重量)。同时,进行了添加溶剂(脱酚酚油、洗油)试验。     

双向纹理函数稀疏采集与重建

针对采集材质双向纹理函数(BTF)数据过程非常耗时的问题,提出一种从材质稀疏采集数据中近似重建完整BTF数据的方法.在训练阶段,将训练数据进行聚类,通过数据分解得到能够表征每个类的基字典,由优化实验设计选出稀疏采集的角度;在采样/重建阶段,只在被选择的稀疏采样角度下采集,通过最小二乘法重建出完整的BTF数据.该方法能够分别选择光源和相机的稀疏采集位置,有效地减少了实际所需的光源和相机个数.实验结果表明,该方法可以很好地从稀疏采集的数据中重建出完整BTF数据,且精度优于已有方法.     

芦丁硬脂酸酯及芦丁月桂酸酯与 硬脂酸混合单分子膜的成膜性质

采用LB膜分析仪分别研究芦丁硬脂酸酯(RS)和芦丁月桂酸酯(RL)与硬脂酸(SA)的混合膜在不同物质的量条件下的崩溃压、平均分子面积、超额吉布斯函数ΔGex、可压缩性等成膜性能及其影响因素.结果显示,两体系的崩溃压均随SA的含量分数(xSA)增大而增大.对于RS/SA膜体系,随着xA增大其分子间力由吸引过渡为排斥,xSA=0.167附近膜收缩效应最大,形成最稳定的热力学状态,膜压越小SA对膜的收缩或膨胀效应越显著.对于RL/SA膜体系,在任何xSA条件下其分子间力始终为排斥,膜呈膨胀状态,混合体系不稳定,xSA=0.5时,SA对混合膜的膨胀效应最大,体系最不稳定.RS与SA具有相同的疏水链碳数, RS/SA膜体系较RL/SA膜体系的相容性和稳定性好.     

多孔螺旋碳纤维低成本制备和增强吸波性能研究

研究报告了一种受生物启发的螺旋碳纤维低成本、无催化剂的制备方法,即以茶叶体内天然螺纹导管结构为模板,通过高温碳化获得螺旋碳纤维(SCFs)材料.并且通过KOH活化造孔,获得了具有高比表面积(1923.56 m2/g)和高孔容(1.06 cm3/g)的多孔活性螺旋碳纤维(ASCFs)材料.微波吸收测试结果显示活化后的PASCFs材料具备更高的介电损耗和良好的阻抗匹配性,体现出优异的微波吸收性能.在材料含量为10 wt％,匹配厚度为3.53 mm时,ASCFs在电磁频率7.3 GHz下的反射损耗(RL)高达-38.18 dB,比活化前SCFs的最大反射损耗(RL)提高了近13倍.     

NTP协同净化柴油机后处理技术研究综述

随着排放法规的日趋严格,柴油机排放污染物治理问题亟待解决。排放污染物主要通过后处理技术逐层净化,传统后处理技术中的柴油机氧化催化转换器(DOC)、柴油机颗粒物捕捉器(DPF)、选择性催化还原(SCR)技术在净化过程中存在冷启动效果差、对过量空气系数敏感、再生效果不理想及低温工况净化效果差等问题。在此基础上,论述了基于低温等离子体(NTP)协同净化的研究进展,分析了不同方案的净化效率及其影响因素。结果表明：NTP协同DOC可提高柴油机冷启动时的净化效率,同时降低催化剂对过量空气系数的敏感性;NTP协同DPF可促进系统的再生过程;NTP协同SCR可大幅提高系统低温工况下的净化性能。     

复合生物滤塔耦合处理含H2S和VOCs废气研究

采用自主研制的新型复合生物滤塔耦合净化处理某制药厂含H,S(166.0～891.5 mg/m3)和挥发性VOCs(100.0～1051.1 mg/m3)混合废气.研究结果表明,复合生物滤塔同时具备了生物滴滤塔(BTF)和生物过滤塔(BF)的优点,在处理含H2S和VOCs混合废气时具有高效、节能、低耗等明显优势.当温度30℃,循环液pH值2～4,空床停留时间(EBRT)18 s时,H2S平均去除率达到97.7%,平均去除负荷为71.2 g/(m3·h),主要被复合生物滤塔的下层BTF工艺去除;VOCs平均去除率达到81.3%,平均去除负荷为94.3 g/(m3·h),主要被上层BF工艺去除.在EBRT分别为27 s和18 s时,试验浓度范围内H2S去除率均大于96.O%,VOCs去除率大于67.0%;当EBRT为9 s时,H2S浓度从140 mg/m3增加到492 mg/m3时,去除率从97.3%下降到92.3%,VOCs浓度从140 mg/m3增加到955 mg/m3时,去除率从83.6%下降到47.9%,EBRT对VOCs去除率的影响更为明显.     

生物滴滤床净化苯乙烯性能及强化降解

针对生物滴滤床处理苯乙烯废气挂膜时间长、去除效率较低的问题,通过改良挂膜方法缩短挂膜时间,以及添加表面活性剂的方式强化降解。研究采用高浓度苯乙烯气-液相联合法,并在营养液中添加一定比例的葡萄糖,以驯化后的复合菌种为菌源,考察卧式生物滴滤床启动阶段的工艺性能。添加表面活性剂吐温-80强化卧式生物滴滤床的净化性能,研究其对生物滴滤床性能的影响及其作用机理。结果表明,生物滴滤床的挂膜启动时间仅为5 d,此挂膜方法实现了卧式生物滴滤床的快速启动。苯乙烯的进口质量浓度为700～1 100 mg/m³、停留时间为35～40 s时,添加80 mg/L的吐温-80使苯乙烯去除效率提高10%左右。在卧式生物滴滤床系统中添加吐温-80能增大疏水性苯乙烯溶解度,提高生物膜胞外聚合物含量和优势菌群Proteobacteria(变形菌门)的占比,以及促进老化的生物膜脱落,强化了卧式生物滴滤床系统对苯乙烯的降解。     

生物滴滤系统处理模拟甲苯废气的研究

以模拟的甲苯废气为目标污染物,探究生物滴滤(biological trickle filter, BTF)系统在室温条件下空白系统、启动挂膜以及稳定运行3个阶段进气浓度、进气量及营养液喷淋速率对甲苯去除效率(η)的影响。研究结果表明:在空塔试运行下,甲苯进出口浓度差3%,空白系统各因素下甲苯吸附效率在3%～5%之间,对后续系统运行的影响可忽略不计。BTF系统在进气量15 L/min、进气浓度100～300 mg/m3及营养液喷淋速率60 mL/min的条件下,活性污泥挂膜时间30 d;当进气浓度增加至500 mg/m3,η90%。系统稳定运行结果表明,随着进气量和进气浓度的增大,η略微下降;当进气量为5～25 L/min、进气浓度为100～1 000 mg/m3,η 85%;当营养液喷淋速率在10～100 mL/min,η稳定在95%左右。     

氨氮和天然有机物对滤柱铁锰净化性能的影响

为探究氨氮和天然有机物对滤柱铁锰净化性能和所需滤层厚度的影响,针对受铁锰氨天然有机污染(TFe 4.7～5.4 mg/L,Mn(Ⅱ) 1.1～1.3 mg/L,NH⁺₄-N 1.4～1.8 mg/L,COD_Mn 5.9～7.4 mg/L)的地下水,采用模拟生物滤柱在水温14～17℃的条件下进行各污染物同层净化试验。试验所用滤柱为除铁锰成熟生物滤柱,利用循环接种和自然挂膜的方法历时79 d完成氨氮和天然有机物同层净化工艺的启动。结果表明,氨氮的存在会使得滤柱Mn(Ⅱ)去除区间下移,对滤柱的铁锰去除能力无显著影响。在溶解氧(DO)充足的条件下,Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)和氨氮三者可同时被氧化去除。天然有机物的存在可造成滤层铁锰净化能力下降,高效铁锰去除区间显著下移,净化铁锰所需滤层厚度增加,对氨氮的去除有一定的促进作用。适当的反冲洗不会对成熟滤层的净化性能造成影响。     

有机化蒙脱土改性丙烯酸乳液的制备及性能研究

采用预乳化-半连续乳液聚合方法,在预乳化阶段将十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)改性蒙脱土(OMMT)与单体(MMA/BA)混合均匀,制备出性能稳定的共聚物乳液,并研究了OMMT的添加量对乳液稳定性能、接触角、抗菌性能的影响。通过红外光谱(FI-IR)、热重分析(TG)、乳液稳定性能测试表明,季铵盐已经成功插层到蒙脱土层间,并且OMMT的添加量低于3%时,可以在乳液体系中稳定存在。通过对乳液进行接触角测定,抗菌性能测试,结果表明,OMMT的添加会提高涂膜的水接触角,当添加量达到3%时,接触角可提升20°。此外,OMMT的添加量大于0.4%时,涂层即可对革兰氏阴性菌大肠杆菌和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌产生较为明显的抑菌作用。     

介孔分子筛MCM-41协效改性聚磷酸铵阻燃性研究

以分子筛MCM-41作为协效剂,采用聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)复配阻燃剂,用于聚丙烯(PP)的阻燃.研究添加分子筛MCM-41对PP阻燃性能、力学性能和热性能的影响.结果表明:添加少量分子筛MCM-41即可显著提高PP的阻燃性能;当分子筛的添加量为1%(质量分数)时,阻燃PP的氧指数为32.7,比纯PP提高了92.35%.TG、DMA和SEM观察结果表明:添加少量分子筛MCM-41可以催化APP/PER/MEL间的酯化反应,促进体系成炭,形成更紧密的炭层,从而提高材料的阻燃性能.     

混合纳米SiO2和纳米TiO2颗粒在 添加FCC的流态化研究

混合纳米颗粒作为催化剂已经被应用于各工业领域。然而由于纳米颗粒的流态化性能较差,需要研究改善混合纳米颗粒流态化性能的方法。现阶段,国内外的研究大多集中在对单一纳米颗粒添加组分的流态化与混合纳米颗粒在外力场中的流态化,对混合颗粒添加组分的流态化未见报道。试验研究了纳米SiO2和纳米TiO2的混合组分在添加3种不同的FCC颗粒的流态化,为研究混合组分流化床中颗粒的碰撞、团聚和破碎机制提供实验基础。研究发现单纯的混合纳米颗粒难以流态化,添加FCC颗粒后其流态化性能有所提高,FCC颗粒对混合纳米颗粒流化性能的改善能力与其粒径和添加量有关。另外FCC2和FCC3颗粒对混合纳米颗粒的流化性能改善能力优于FCC1颗粒。相同添加量下,纯的SiO2流化性能最好,其余按由好到坏的顺序分别是w(SiO2):w(TiO2)=7:3,w(SiO2):w(TiO2)=5:5,w(SiO2):w(TiO2)=3:7以及纯的TiO2纳米颗粒。     

固体废弃物焦化硫膏改性沥青混合料养护前后路用性能及机理

为了资源化利用焦炉煤气净化脱硫过程中产生的固体废弃物焦化硫膏,并提高沥青混合料的路用性能,提出了以焦化硫膏为原料制备焦化硫膏沥青改性剂(CSPM)的方法.与基质沥青混合料相比,添加30％的CSPM制备改性沥青混合料的马歇尔稳定度提高了38.3％,动稳定度提高了近1倍(达到1847.5次/mm),劈裂强度比提高了39.3...     

用多次调和函数描述典型域的边界

设RL(L=Ⅰ、Ⅱ、Ⅱ、Ⅳ)是四类对称典型域．本文先证明了也是全纯域．然后通过引进距离函数d(Z)=dist(Z，δRt)．论证了-1nd(z)在Rt中多次调和,最后证明了Rt的边界δRt可用{Z^(σ)│ Z（k)∈RL,Z(k)k→∞→=Z^(σ),│r(Z)^(k)│无界}来描述，其中r(Z)=-1nd(Z)．     

偶联剂对聚合物水泥防水涂料的性能影响

偶联剂作为一种能够改善聚合物与无机物实际粘结强度的材料,可以提高聚合物水泥防水涂料的综合性能.研究了不同类型及掺量的偶联剂对聚合物水泥防水涂料拉伸性能、吸水率及硬度的影响.结果显示:添加偶联剂KH-550制得的涂层的拉伸性能在最优掺量下(1％)仍无法满足聚合物水泥防水涂料规范的要求;添加KH-560和YDH-151作为...     

Navigation for autonomous vehicles via fast-stable and smooth reinforcement learning

This paper investigates the navigation problem of autonomous vehicles based on reinforcement learning(RL) with both stability and smoothness guarantees. By introducing a data-based Lyapunov function, the stability criterion in mean cost is obtained, where the Lyapunov function has a property of fast descending. Then, an off-policy RL algorithm is proposed to train safe policies, in which a more strict constraint is exerted in the framework of model-free RL to ensure the fast convergence of polic...     

三种芦丁脂肪酸酯在空气/水界面的成膜性质

采用LB膜分析仪分别研究了芦丁硬脂酸酯(RS)、芦丁月桂酸酯(RL)和芦丁正己酸酯(RC)在空气/水界面的成膜性质,及亚相中的Al3+对3种芦丁脂肪酸酯成膜性质的影响.结果显示,3种芦丁脂肪酸酯的成膜性质与其疏水基的碳链长度、压膜速度和亚相性质有关.RS和RL能在水面铺展为液态扩张膜,RC则不能成膜.引入芦丁分子中的疏水基碳链越长,成膜越稳定.慢速压膜利于膜稳定性,膜的崩溃压大;较快速压膜能使更多膜分子保留在水表面,膜的平均分子面积大.选择适宜的压膜速度对得到比较稳定的芦丁脂肪酸酯膜很关键.当亚相中含Al3+时,RS、RL和RC均铺展成液态扩张膜,且RS膜和RL膜崩溃时的分子面积(acoll)大于它们在水表面铺展成膜的acoll.研究结果对从分子水平研究芦丁脂肪酸酯抗氧化活性的作用机制具有重要的参考价值.