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潮流能直驱式海水淡化系统的研究

潮流能直驱式海水淡化系统的研究

作者：穆永杰太原科技大学

学位级别：硕士

在21世纪中，潮流能必定是能源消费结构的重要组成部分，是一种非常有前景的绿色可再生能源产业。可是，目前潮流能的主要利用形式是发电，而很少直接用于海水淡化。现有的反渗透海水淡化设备大多都是通过稳定的电能驱动的，而在一个远... 详细信息

在21世纪中，潮流能必定是能源消费结构的重要组成部分，是一种非常有前景的绿色可再生能源产业。可是，目前潮流能的主要利用形式是发电，而很少直接用于海水淡化。现有的反渗透海水淡化设备大多都是通过稳定的电能驱动的，而在一个远离大陆的小岛上电能和淡水都是极其缺乏的。如何利用海岛周围丰富的海洋能进行直驱式海水淡化，这是目前急需解决的难题。本文提出使用捕能系统捕获潮流能带动低速海水泵把低压海水转换为高压海水进行海水淡化，并对海水淡化过程所产出的浓海水进行能量回收。潮流能海水淡化关键在于提高能量转换效率和稳定进入海水淡化系统前的海水压力。潮流能海水淡化系统采用水液压直驱式和能量回收系统等设计方法提高了潮流能转换效率，而且系统中的高、低压蓄能器及压力调节控制方式等对海水淡化过程中海水压力起着稳定的作用。在潮流能时变的特点之上基于流体力学理论，建立了潮流能直驱式海水淡化系统的各个子系统的数学模型，并最终推导出潮流能直驱式海水淡化系统的离散型数学模型。该数学模型考虑了水液压系统内部件的滑动摩擦力和泄露量。在有无控制的情况下，通过压力调节控制、能量回收系统控制和最大产水量的控制等控制方式对潮流能海水淡化系统的数学模型在系统压力、产水量和产水比能耗等方面进行仿真。仿真结果表明:系统压力相对稳定、系统产水量大、产水比能耗小。同时，论述了海水淡化样机的原理、参数确定、设计及制作过程，并进行海上实验。

关键词：潮流能直驱式反渗透海水淡化能量回收

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臭氧氧化法深度处理生活垃圾焚烧厂沥滤液

环境工程学报 2013年第4期7卷 1535-1540页

作者：穆永杰叶杰旭孙德智北京林业大学水体污染源控制技术北京市重点实验室北京100083 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室哈尔滨150090

采用臭氧氧化法对生活垃圾焚烧厂沥滤液经生化处理后的废水(称沥滤液生化处理水)进行深度处理。实验结果表明,COD降解速率随废水pH的提高明显增加,其中pH=10.5时的COD降解速率常数约为pH=4时的5.8倍。在臭氧投量为52.92 mg/min、pH=10.... 详细信息

采用臭氧氧化法对生活垃圾焚烧厂沥滤液经生化处理后的废水(称沥滤液生化处理水)进行深度处理。实验结果表明,COD降解速率随废水pH的提高明显增加,其中pH=10.5时的COD降解速率常数约为pH=4时的5.8倍。在臭氧投量为52.92 mg/min、pH=10.5的条件下反应70 min后,UV254和COD去除率分别达到84.7%和59.3%。向反应体系投加叔丁醇后COD去除率下降了约15%,由羟自由基氧化去除的COD占总COD去除量的26.7%。毒性实验结果表明,沥滤液生化处理水的96 h-EC50为38%,经臭氧氧化进一步处理后出水的96 h-EC50为77%,表明经臭氧深度处理后沥滤液生化处理水的毒性明显降低。

关键词：生活垃圾焚烧厂沥滤液臭氧氧化小球藻毒性

臭氧深度处理垃圾焚烧厂沥滤液时溶解性有机质(DOM)特性分析

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环境化学 2012年第11期31卷 1711-1716页

采用荧光光谱、红外光谱和紫外-可见光谱技术分析了臭氧氧化深度处理沥滤液生化处理水过程中废水中DOM组成及结构变化.同步荧光光谱显示,反应过程中340—370 nm处的特征峰强度明显下降,小于270 nm的短波长范围内荧光强度有一个从高到低... 详细信息

采用荧光光谱、红外光谱和紫外-可见光谱技术分析了臭氧氧化深度处理沥滤液生化处理水过程中废水中DOM组成及结构变化.同步荧光光谱显示,反应过程中340—370 nm处的特征峰强度明显下降,小于270 nm的短波长范围内荧光强度有一个从高到低再升高的变化过程.三维荧光光谱表明,沥滤液生化处理水中含有两个类富里酸荧光峰(UV-FA:Ex/Em=250—255/410—450 nm;Vis-FA:Ex/Em=315—320/400—405 nm),反应过程中荧光峰强度不断降低,其中UV-FA荧光峰的发射波长存在明显的蓝移现象,最大蓝移量40 nm.红外光谱表明,沥滤液生化处理水中含有多种芳香性特征峰,臭氧氧化过程中峰强度逐渐降低,部分特征峰消失,并有过氧化合物的CO伸缩振动峰生成.沥滤液生化处理水经臭氧氧化深度处理60 min后,其SUVA254值由3.01 ***-.1m-1降低到1.16 ***-.1m-1,A3/A4值由4.06上升到8.43.综合分析表明,臭氧氧化能够有效将沥滤液生化处理水中结构复杂的大分子芳香族化合物降解为芳构化程度较低、分子量较小的有机物.

关键词：生活垃圾焚烧厂沥滤液溶解性有机质臭氧氧化荧光光谱红外光谱

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EGSB反应器处理城市生活垃圾沥滤液

环境工程学报 2012年第7期6卷 2321-2327页

作者：叶杰旭党岩穆永杰孙德智哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室哈尔滨150090 北京林业大学北京市水体污染源控制技术重点实验室北京100083

采用膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器对城市生活垃圾焚烧厂产生的垃圾沥滤液进行处理。实验结果表明:中温条件下,当COD浓度为55 000 mg/L左右,有机容积负荷(OLR)为22.8 kg COD/(m3.d)时,EGSB对垃圾沥滤液具有较好的的处理效果,COD去除率可达... 详细信息

采用膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器对城市生活垃圾焚烧厂产生的垃圾沥滤液进行处理。实验结果表明:中温条件下,当COD浓度为55 000 mg/L左右,有机容积负荷(OLR)为22.8 kg COD/(m3.d)时,EGSB对垃圾沥滤液具有较好的的处理效果,COD去除率可达94.2%。当进水COD为72 000 mg/L左右时,为保证反应器的稳定运行,OLR应降低至18.2 kg COD/(m3.d),此时COD去除率可以达到88%左右,出水COD平均为9 103 mg/L。垃圾沥滤液和EGSB处理出水均以小分子量有机物为主,其中<4 kDa的有机物分别占76.5%和74.4%。EGSB对整个分子量区间的溶解性有机物都有较好的处理效果,其中对大分子有机物的处理效率相对更高。

关键词：城市生活垃圾焚烧沥滤液膨胀颗粒污泥床分子量分布

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生活垃圾焚烧厂沥滤液处理技术研究进展

环境科学与技术 2012年第S1期35卷 134-139,238页

作者：叶杰旭穆永杰严显超孙德智哈尔滨工业大学城市水资源和水环境国家重点实验室黑龙江哈尔滨150090 北京林业大学北京市水体污染源控制技术重点实验室北京100083

生活垃圾焚烧厂沥滤液污染物浓度高,水质成分复杂,是我国污水处理领域的热点和难点之一。重点介绍了生物处理技术、膜技术、物化处理技术、蒸发处理技术及其组合工艺用于垃圾焚烧厂沥滤液处理的研究进展,对现存的问题进行了分析并提出... 详细信息

生活垃圾焚烧厂沥滤液污染物浓度高,水质成分复杂,是我国污水处理领域的热点和难点之一。重点介绍了生物处理技术、膜技术、物化处理技术、蒸发处理技术及其组合工艺用于垃圾焚烧厂沥滤液处理的研究进展,对现存的问题进行了分析并提出了相应的建议。

关键词：城市生活垃圾焚烧沥滤液处理技术

不同气源曝气对一段式厌氧氨氧化工艺启动与运行的影响

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环境工程学报 2021年第8期15卷 2778-2788页

作者：王鑫穆永杰薛晓飞张丽丽邵磊张建星北京化工大学化学工程学院北京100029 北控水务集团有限公司北京100102

在(30±2)°C的条件下,通过精确控制供氧量,以氧气为气源培养E1反应器,以空气为气源培养E2反应器,探究了不同气源对一段式短程硝化-厌氧氨氧化工艺启动、负荷提升及稳定运行效果的影响。结果表明:以氧气为气源的E1反应系统一段式短程硝... 详细信息

在(30±2)°C的条件下,通过精确控制供氧量,以氧气为气源培养E1反应器,以空气为气源培养E2反应器,探究了不同气源对一段式短程硝化-厌氧氨氧化工艺启动、负荷提升及稳定运行效果的影响。结果表明:以氧气为气源的E1反应系统一段式短程硝化-厌氧氨氧化效果更佳,E1反应器中的NH_(4)^(+)-N去除率在95%以上,TN去除率在85%以上,实现负荷提升的时间在10 d左右;在实现一段式短程硝化-厌氧氨氧化后,E1反应系统内ΔTN/ΔNH_(4)^(+)-N和ΔN O_(3)^(-)-N/ΔNH_(4)^(+)-N稳定在0.88和0.11;E1、E2反应器内的AOB活性由0.3mg·(g·h)^(-1)分别提升至6.3 mg·(g·h)^(-1)和5.9 mg·(g·h)^(-1),AnAOB的活性由1.5 mg·(g·h)^(-1)分别提高到9.5 mg·(g·h)^(-1)和8.6 mg·(g·h)^(-1)。通过不同气源对一段式短程硝化-厌氧氨氧化工艺启动与运行的作用效应对比,证明了以氧气为气源应用于一段式短程硝化-厌氧氨氧化工艺的可行性与优势。以上研究结果可为其在厌氧氨氧化工程的应用提供参考。

关键词：短程硝化厌氧氨氧化氨氧化菌亚硝酸盐氧化菌纯氧

陶瓷膜微氧曝气MABR强化PN/anammox工艺处理餐厨沼液

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环境工程学报 2023年第4期17卷 1118-1127页

作者：赵航薛晓飞穆永杰张丽丽孙治荣北京工业大学环境与生命学部北京100124 北控水务集团有限公司北控水务研究院北京100102

针对餐厨沼液高COD、高氨氮的特点,采用“陶瓷膜-微氧曝气-MABR”组合工艺处理餐厨沼液。将陶瓷膜作为预处理单元对沼液中的TSS及部分耗氧有机物(以COD计)、NH_(4)^(+)-N进行去除,出水进入微氧曝气单元后,耗氧有机物被进一步去除,并维持... 详细信息

针对餐厨沼液高COD、高氨氮的特点,采用“陶瓷膜-微氧曝气-MABR”组合工艺处理餐厨沼液。将陶瓷膜作为预处理单元对沼液中的TSS及部分耗氧有机物(以COD计)、NH_(4)^(+)-N进行去除,出水进入微氧曝气单元后,耗氧有机物被进一步去除,并维持NH_(4)^(+)-N处于较低的硝化率。当微氧曝气单元运行稳定后,在MABR单元中启动一段式短程硝化-厌氧氨氧化工艺,进行深度脱氮研究。结果表明:陶瓷膜对TSS去除率达98%,COD降低了73%,NH_(4)^(+)-N去除率为14%;经过50 d的驯化,在DO低于0.5mg·L^(-1)的条件下,微氧曝气单元COD降低了90%,平均NH_(4)^(+)-N损失率仅为12.7%;出水三维荧光光谱显示剩余耗氧有机物为类富里酸和类腐殖酸,难以进一步被生物降解;MABR单元经过148d的驯化启动,成功实现一段式短程硝化-厌氧氨氧化工艺的稳定运行,尾气压力为0.025 MPa时处理效果最佳,NH_(4)^(+)-N去除率为68%,NRR为0.30kg N·(m^(3)·d)^(-1),△NO_(3)^(-)-N/△NH_(4)^(+)-N稳定在0.11左右,OTE最高可达39%。本研究可为餐厨沼液的处理及厌氧氨氧化的工程应用提供参考。

关键词：餐厨沼液微氧曝气短程硝化厌氧氨氧化膜曝气生物膜反应器

多孔β-磷酸三钙植骨融合修复退变性腰椎滑脱:不同入路椎体融合率的比较

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中国组织工程研究 2015年第34期19卷 5413-5417页

作者：穆永杰张结合沈颂超冯伯志淮南市新华医院骨科安徽省淮南市232052

背景:近年,临床上采用椎弓根内固定、椎管减压及植骨融合联合治疗退变性腰椎滑脱合并腰椎管狭窄症取得了良好的效果,增加了融合率,但不同手术方式的治疗效果差异很大。目的:对比经后路与经椎间孔植骨融合修复退变性腰椎滑脱并发腰椎管... 详细信息

背景:近年,临床上采用椎弓根内固定、椎管减压及植骨融合联合治疗退变性腰椎滑脱合并腰椎管狭窄症取得了良好的效果,增加了融合率,但不同手术方式的治疗效果差异很大。目的:对比经后路与经椎间孔植骨融合修复退变性腰椎滑脱并发腰椎管狭窄症的效果。方法:纳入40例退变性腰椎滑脱并发腰椎管狭窄症患者,其中男11例,女29例,年龄56-74岁,均接受椎弓根内固定、椎管减压及植骨融合联合治疗,其中19例选择经后路椎体间融合,21例选择经椎间孔椎体间融合,植骨材料均为多孔β-磷酸三钙。治疗后随访6个月,对比两组目测类比评分、Oswestry功能不良指数评分、植骨融合率、腰椎功能评分及并发症发生情况。结果与结论:治疗后6个月,两组目测类比评分、Oswestry功能不良指数评分均较治疗前明显改善(P<0.05),两组间植骨融合率、目测类比评分、Oswestry功能不良指数评分比较差异无显著性意义;经椎间孔椎体间融合组的腰椎功能恢复好于经后路椎体间融合组(P<0.05),硬脑膜囊破裂、神经根损伤等并发症的发生率低于经后路椎体间融合组(P<0.05)。表明经后路与经椎间孔植骨融合修复退变性腰椎滑脱并发腰椎管狭窄症均具有良好的植骨融合率,但经椎间孔植骨融合更有利于保护神经根及硬膜囊、促进腰椎功能恢复。

关键词：生物材料骨生物材料多孔β-磷酸三钙退变性腰椎滑脱腰椎管狭窄症经后路椎体间融合经椎间孔椎体间融合

MBBR—MBR组合工艺处理生活垃圾沥滤液的研究

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工业水处理 2013年第1期33卷 20-24页

作者：叶杰旭穆永杰孙德智钟晨宇哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室黑龙江哈尔滨150090 北京林业大学北京市水体污染源控制技术重点实验室北京100083

室温下,采用缺氧/两级好氧MBBR—MBR组合工艺对厌氧处理后的垃圾焚烧厂沥滤液进行处理。实验结果表明:在进水pH约为7、进水流量1.0 L/d和总回流比400%的条件下,即使沥滤液的NH4+-N高约1 650 mg/L、COD约为6 500 mg/L时,组合工艺对COD、N... 详细信息

室温下,采用缺氧/两级好氧MBBR—MBR组合工艺对厌氧处理后的垃圾焚烧厂沥滤液进行处理。实验结果表明:在进水pH约为7、进水流量1.0 L/d和总回流比400%的条件下,即使沥滤液的NH4+-N高约1 650 mg/L、COD约为6 500 mg/L时,组合工艺对COD、NH4+-N、TN的去除率仍达到80%、99%、81%左右,出水NH4+-N<15mg/L,该工艺能实现对高浓度NH4+-N的有效去除。另外,二级好氧MBBR和MBR中的亚硝氮积累率分别达到90%、80%左右。这两个反应器中亚硝酸菌的数量远多于硝酸菌。

关键词：生活垃圾焚烧沥滤液移动床生物膜反应器膜生物反应器脱氮