关键词： 污泥   电渗透脱水   电控模式   恒电流模式   低温预处理  

摘要： 对于污泥电渗透脱水技术,电流和电压是影响其脱水性能最直接和最关键的因素。通过调整电渗透脱水过程中的电控模式,可以在不改变污泥性质或添加外源物质的基础上直接改善脱水效果,且适用于大部分污泥。因此本研究通过改变单独恒电流、恒电流与恒电压相结合两种电控模式的操作条件,并结合脱水过程中的出水速率、升温速率、最终含固率以及单位能耗等方面探讨了电控模式对污泥电渗透脱水效果的影响。同时由于电渗透很难去除污泥细胞内的结合水,而低温预处理可以破碎污泥细胞和EPS来释放内部水分,因此考察了低温预处理对提高污泥电渗透脱水效率的可行性。主要的试验结论如下:(1)恒电流模式下污泥电渗透脱水的含固率增长速率保持稳定,且随着污泥初始含固率和厚度的降低以及电流强度的增加而增加。脱水后最终含固率随着污泥初始含固率和厚度的降低以及机械压力的升高而升高。恒电流模式下污泥电渗透脱水的过程中,当电流强度为1.4 A,机械压力为31.4 kPa,污泥厚度为8 mm,初始含固率为18.5%时达到最佳参数,此时脱水后最终含固率为48.7%。在恒电流模式下污泥电渗透脱水的能耗范围是0.135.269 kWh/kg,其中污泥的初始含固率对脱水的单位能耗影响最显著,当初始含固率降低2%时,脱水所需的单位能耗降低约0.050 kWh/kg。(2)与恒电流模式相比,污泥在恒电流—电压模式下进行电渗透脱水具有最终含固率高、升温速率和单位能耗低的优点,最终含固率和单位能耗随着恒电流阶段的电流位减小或恒电压阶段的电压位增加而增加。与恒电压模式相比,恒电压—电流模式显著提高了污泥脱水速率,最终含固率随着电流位和电压位的降低而增加;但两种模式下脱水的单位能耗差异较小,均为0.132.163 kWh/kg,且主要受恒电压阶段的电压位影响。当电压位每降低10 V,单位能耗平均降低27.15±1.77%。对比两种结合模式,污泥在恒电压—电流模式下的脱水速率比恒电流—电压模式平均提高了72.90%,然而,当污泥的含固率低于45%时,其单位能耗也增加了43.09%。(3)与未低温预处理的污泥相比,污泥经低温热处理后SCOD、氨氮、电导率均有显著提高,且随着预处理温度的升高,SCOD升高,氨氮则降低;而出水速率和最终含固率却无明显提高。当含固率低于43%,低温热处理后污泥的升温速率和单位能耗在电渗透脱水时显著低于未低温预处理的污泥,且随着预处理温度的升高而降低。当含固率高于43%,低温预处理后污泥的升温速率和单位能耗会急剧上升,甚至超过未低温预处理的污泥。当含固率为40%,预处理温度平均每升高10℃,脱水能耗降低约0.01kWh/kg。

关键词： 中低温煤焦油   铁、氮杂原子   预处理   赋存形态   脱除规律  

摘要： 中低温煤焦油通过加氢可制备清洁轻质燃料油,对缓解我国石油短缺的现状具有重要意义。加氢过程中,煤焦油中的铁和氮杂原子容易引起设备腐蚀和催化剂中毒失活等一系列问题。尤其是煤焦油中富含大量结构复杂的含氮化合物,其赋存形态和脱除规律尚不明确。因此,在加氢前需对煤焦油进行预处理以脱除这些杂质组分。首先,采用酸精制法对煤焦油进行预处理,重点研究煤焦油中铁、氮杂原子的脱除规律。其次,采用酸中和-柱层析法对<360℃煤焦油馏分中的碱氮和非碱氮化合物进行富集,利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)对其进行表征,考察不同酸浓度对含氮化合物富集效果的影响,研究出一种适合<360℃馏分中氮化合物的富集方法,在此基础上研究了预处理前后<360℃馏分中氮化合物的赋存形态和脱除规律。最后,利用电喷雾电离源(ESI)结合傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)技术,研究预处理前后>360℃馏分油中碱氮和非碱氮化合物的赋存形态和脱除规律。所得结论如下:(1)煤焦油最佳预处理条件为:添加5 wt%HSO水溶液于煤焦油中,质量比为0.5:1,再加入200μg/g的P破乳剂,在80℃下搅拌60 min,60℃下静置120 min。在此条件下,铁、氮的脱除率分别可达70.29%和72.16%。该预处理技术对于煤焦油中铁、氮的脱除具有较好的效果。(2)<360℃馏分中苯胺类、喹啉类与吡啶类等碱氮含量的比值约为1:4:1,吲哚类、吡唑类和吡咯类等非碱氮含量的比值为5:8:1。预处理后,<360℃馏分中总氮的脱除率为74.54%,碱氮和非碱氮化合物脱除的难易程度分别为:喹啉类>吡啶类>苯胺类、吲哚类>吡咯类>吡唑类。其中容易造成催化剂失活的碱氮被大量脱除,苯胺类、吡啶类和喹啉类化合物的脱除率分别为93.75%、83.70%和80.95%。非碱氮类化合物也在一定程度上被脱除,如吡唑类化合物的脱除率可达73.91%。(3)>360℃馏分中碱氮和非碱氮均主要有N、N、N和N四种类型。碱氮的相对丰度从高到低为N>N>N>N,其中N类主要为吡啶类和喹啉类化合物;非碱氮的相对丰度从高到低为N>N>N>N,其中N类主要为吡唑类化合物。预处理后,>360℃馏分中总氮的脱除率为70.35%,碱氮的相对丰度从高到低为N>N>N>N,其中N类主要是恶嗪类化合物,主要以NOS类存在,被大量脱除的碱氮化合物主要为喹啉类、吡啶-醇类、哌啶硫胺类、吡嗪类和嘧啶类化合物。预处理后非碱氮化合物的相对丰度从高到低为N>N>N>N,其中N类主要是吲哚类和吡唑类化合物,非碱氮化合物中主要被脱除的是吲哚类、咔唑类和吡唑类。以上研究成果为煤焦油加氢工艺提供理论基础,对杂原子化合物的脱除提供参考依据,对于煤焦油的加工利用具有重大意义。

关键词： APG   活性污泥   低温热-碱预处理   序批式厌氧消化   产甲烷   连续式  

摘要： 在活性污泥处理处置中,厌氧消化能实现污泥的稳定化、无害化、减量化和资源化,预处理可以促进其效率的提高。低温热-碱预处理被证明是一种效率高、操作可行性强的预处理方法。本文对该方法进行优化,在预处理中加入一种新型绿色表面活性剂烷基糖苷(APG),并研究了这一优化措施对厌氧消化造成的影响。低温热-碱加APG预处理的正交实验证明,对预处理影响最大的因素是pH,其次是温度,APG浓度对污泥中主要来源于胞外聚合物(EPS)的有机物和主要来源于微生物细胞内的磷的溶解均有显著性影响。在单因素实验中,综合预处理效果和能耗考虑,确定预处理条件为pH=11,温度=60℃,时间=60 min。在此条件下,APG的投加能促进有机物和磷的溶解。但是当APG浓度到达18 g/L时,进一步投加反而降低了溶解性有机碳的浓度,而溶解性磷持续增多。在厌氧消化中,超过临界胶束浓度(CMC)的APG因为其胶束对产甲烷菌活性的抑制而抑制产气,所以预处理中最佳APG投加量定为3.0 g/L,此时消化系统中APG浓度为1.8 g/L,此条件下产甲烷菌有一个13天的适应期,但是产气量,产气中甲烷含量,以及有机物利用率均最高。针对产气中存在适应期及产气稳定期短的问题,理论上设计了一个1 L,稀释率为0.3/d的单级连续式厌氧消化反应器来克服。经过讨论,消化污泥处理方案为:消化上清液经过鸟粪石沉淀反应除磷后再回污水处理设备;由消化剩余固体和鸟粪石晶体组成的消化污泥经堆肥技术转化为高质量的有机肥供农业使用。

关键词： 镁合金   腐蚀   低温化学镀   N-P涂层  

摘要： 在低温下用电化学促进化学镀(EPEP)在AM60B镁合金上制备无预处理Ni-P涂层,并用SEM、AFM、EDS和XRD等技术对涂层进行表征。在阴极电流密度为4m A/cm^2、温度为50°C的条件下获得致密、均匀和中等磷含量的Ni-P涂层,其显微组织为晶态-无定型的混合态。在相同的化学镀条件下,但不施加阴极电流,合金表面形成了岛状的镍团簇镀层。在3.5%NaCl腐蚀电解液中进行电化学检测,发现EPEP镀后镁合金的耐蚀性有了明显提高。显微电镜观察进一步证实了电化学测试的结果,涂层的厚度、显微硬度、孔隙度及粘结强度均合格。

关键词： 花鲈   低温休眠   肝脏   细胞凋亡   模拟无水活运  

摘要： 花鲈(Lateolabrax maculatus)由养殖水温22～23℃分别经1、3℃/h和5℃/h不同降温速率处理至临界温度4℃,无水活运8 h,通过检测花鲈肝组织的半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)活力、丙二醛(malonaldehyde,MDA)浓度及血清中鱼前蛋白转化酶枯草溶菌素-9(protein convertase subtilisin kexin type 9,PCSK-9)、谷丙转氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、谷草转氨酶(aspartate aminotransferase,AST)活力,研究不同降温速率休眠处理后无水活运对花鲈肝组织损伤的影响,获得最佳降温速率处理条件,降低运输过程中鱼体损伤,提高存活率,以期获得最优的花鲈无水活运技术。结果表明:运输0 h,3个降温速率处理组花鲈肝组织Caspase-3活力、MDA浓度及血清中PCSK-9、AST、ALT活力较对照组均增高;在模拟运输8 h时,3℃/h降温处理组花鲈上述5个指标均显著低于1、5℃/h降温处理组(P<0.05),且显著高于对照组;运输2 h后,3℃/h降温处理组花鲈血清中PCSK-9活力显著低于1、5℃/h降温处理组(P<0.05);与运输8 h比较,唤醒后花鲈的肝组织内MDA浓度、Caspase-3活力呈下降趋势,但依然很高,PCSK-9活力增高,AST活力增长减缓或降低,表明不同降温速率条件下无水活运过程对花鲈肝脏的损伤不能在短时间内恢复。因此,花鲈可以通过低温诱导休眠的方式进行无水保活,3℃/h组处理后无水活运8 h对花鲈肝组织损害程度低,存活率高,建议将降温速率设定为3℃/h。

关键词： 外源水杨酸   甜瓜幼苗   低温胁迫   植株生长   渗透调节物质   抗氧化系统  

摘要： 以甜瓜品种‘红优’幼苗为试验材料,在人工气候箱内采用基质栽培法,对其叶面喷施不同浓度(0.1、0.5、1.0、2.0mmol·L^(-1))水杨酸(SA),研究SA预处理对低温(昼12℃/夜6℃)胁迫7d及恢复7d后甜瓜幼苗生长、叶绿素含量、渗透调节物质含量以及抗氧化系统的影响。结果表明:(1)低温胁迫能明显抑制甜瓜幼苗的生长,外源施用不同浓度SA预处理均能缓解低温对甜瓜幼苗的伤害,并以1.0mmol·L^(-1) SA作用最明显,且显著提高了低温胁迫下甜瓜幼苗的株高、茎粗、地上鲜重和叶绿素含量。(2)适宜浓度的外源SA预处理可明显提高低温胁迫下甜瓜幼苗叶片的渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸的含量,增强其渗透调节作用。(3)低温胁迫下外源SA预处理能够诱导提高甜瓜幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性,增加甜瓜幼苗叶片中抗坏血酸(ASA)、谷胱甘肽(GSH)含量、ASA/DHA及GSH/GSSG,从而有效降低叶片电解质渗透率、丙二醛(MDA)和活性氧(ROS)含量。研究发现,适宜浓度的外源SA预处理,能够在低温胁迫条件下通过增加渗透调节物质的含量,诱导增强抗氧化酶活性,以及激活ASA-GSH循环系统,促进甜瓜幼苗的生长,从而提高甜瓜幼苗的耐低温性能。

关键词： 马铃薯   低温糖化   保鲜   热处理  

摘要： 以马铃薯为实验材料,进行不同温度不同时间的热处理,分别在40℃、50℃、60℃下热处理10min、20min、30min,不经热处理为对照,同时放在4℃、相对湿度85%的冰箱中贮藏,测定贮藏过程中马铃薯失重率、维生素C、淀粉、色差、POD酶活、丙二醛的变化趋势。结果表明,热处理在对马铃薯低温贮藏过程中的品质保持要优于单一的低温贮藏,并且热处理温度在50℃,处理时间为10min或20min最为适宜。

关键词： 火龙果   鲜切   低温预处理   涂膜   保鲜  

摘要： 采用低温预处理结合涂膜技术对鲜切火龙果保鲜工艺进行研究。采用不同温度对鲜切火龙果进行低温预处理,以感官评定、可溶性固形物含量、色差、多酚氧化酶活性及失质量率为评判指标、筛选出最适温度,并分析保鲜效果。结果表明,鲜切火龙果的最适预处理温度为4℃。单因素试验结果表明,质量分数0.60%的壳聚糖和0.06%的果胶能够很好地抑制多酚氧化酶的活性,减少色差。在单因素试验基础上采用正交试验,结果表明质量分数0.40%的壳聚糖和0.06%的果胶制成的复合涂膜液保鲜效果最好。

关键词： 生活垃圾   渗滤液   介质阻挡放电(DBD)   低温等离子体(LTP)  

摘要： 采用介质阻挡放电(DBD)低温等离子体(LTP)技术处理生活垃圾渗滤液,实验研究了低温等离子体发生器操作参数放电功率、电介质间距、理论雾滴直径及入流速度对垃圾渗滤液的处理效果。实验结果表明:当进行烧杯实验(溶液量为30 mL)时,放电功率为90 kW,介质间距为5 mm,放电时间为10 min时,垃圾渗滤液中COD处理率达到最大值85.9%,可生化性提升至0.37;当进行动态小试时,理论雾滴直径为100μm,入流速度为15 mL/min时,其他操作参数不变,垃圾渗滤液中COD处理率可达67.8%,可生化性提升至0.32。此系统可与化学-生化系统组合用于生活垃圾渗滤液的达标处理。

关键词： 矮牵牛   花药   愈伤组织   基本培养基   激素   低温预处理  

摘要： 以"阿拉丁系列"蓝色品种的矮牵牛为试验材料,探讨矮牵牛花药离体培养中不同培养基成分、不同激素浓度及低温预处理对花药培养效果的影响,结果表明:Nitch的基本配方最适合于矮牵牛花药培养,最佳激素组合为6-BA 1.5mg/L+IBA 1.0mg/L,花药愈伤组织诱导率达37.66%,低温处理48h的矮牵牛花药愈伤组织诱导率最高,达25.82%。