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新型复合碳源基质的制备与脱氮效果研究

新型复合碳源基质的制备与脱氮效果研究

作者：任昆阳郑州大学

学位级别：硕士

河流中氮元素超标是导致富营养化的主要原因之一,我国各地污水排放标准虽然越来越严格,但由于污水二级处理中碳源物质浓度较低,无法保证反硝化过程彻底完成进行,导致出水中硝酸盐浓度过高,使得总氮难以得到有效控制,造成水体富营养化。... 详细信息

河流中氮元素超标是导致富营养化的主要原因之一,我国各地污水排放标准虽然越来越严格,但由于污水二级处理中碳源物质浓度较低,无法保证反硝化过程彻底完成进行,导致出水中硝酸盐浓度过高,使得总氮难以得到有效控制,造成水体富营养化。本文利用聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)、聚己内酯(PCL)和玉米芯制成新型复合碳源基质,作为反硝化过程的电子供体和微生物的生长载体,分别采用加入硫酸亚铁(CSF-1)、氯化亚铁(CSF-2)和曝气发泡(CSA)、发泡剂发泡(CSH)、表面活性剂发泡(CSK)的方式对基质进行改良,研究不同方式改良的基质与未改良基质(CS)在物理性能、静态释碳性能、静态脱氮性能以及动态脱氮性能方面的差异性,并分析改良基质对反应器内微生物的群落结构和生物多样性影响,探究反应器脱氮过程,为水中硝酸盐污染的去除奠定理论和实践基础。具体研究结果如下:(1)对新型复合碳源基质的物理性能和静态释碳脱氮性能进行研究,发现:各改良基质和未改良基质密度均为1 g/cm左右,抗压强度均大于230 N/cm,CSA、CSK和CSH基质表面存在大量孔状结构,CS、CSF-1和CSF-2基质表面平整;各基质在清水中最终累积释碳量大小为:CSH>CSK>CSA>CS>CSF-2>CSF-1,最大饱和浓度C和传质系数K均小于玉米芯,达到碳源物质缓释的效果;在静态脱氮研究中,CSA、CSK和CSH基质完全去除硝态氮时间大致相同,且均大于CS、CSF-1和CSF-2基质。(2)对新型复合碳源基质在不同硝态氮负荷和水力负荷下的动态脱氮性能进行研究,发现:在低浓度和中浓度硝态氮负荷下,各反应器对氮素去除效果无明显差异,高浓度阶段,CSA基质反应器对硝态氮、总氮和氨氮的去除效果最好,去除率分别为94%、88%和72%;在不同水力负荷阶段,随着水力负荷的升高,各反应器对氮素的去除效率降低,与其他反应器相比,CSA基质反应器对氮素处理效果最好,在中负荷阶段对总氮和硝态氮去除率分别为76%和77%,在高负荷阶段,对总氮去除效率为24%;综合各基质在物理性能、静态释碳脱氮性能和在不同硝态氮负荷和水力负荷下对氮素的处理效果,CSA基质对在不同阶段均有较好的处理效果,在制作过程中加入曝气处理为最佳改良方式。(3)对处理效果较好的CSA基质反应器和CSK基质反应器内下、中、上部基质的微生物群落结构差异和生物多样性进行研究,发现:CSA基质反应器内微生物群落结构差异性较大,反应器下、中、上部优势菌属分别为绿菌属(Chlorobium)、unclassified＿Planctomycetaceae和固氮菌(Azotobacter);CSK基质反应器下部优势菌属为绿菌属(Chlorobium),中部和上部优势菌属为甲基过硫菌属(Methyloversatilis)。微生物多样性分析表明,CSA基质反应器内上、中、下部的微生物结构差异较大,CSK基质反应器内上、中、下部的微生物结构差异较小。(4)根据反应器内基质的动力学模拟结果和沿程水质变化,发现CSA和CSK基质反应器内均以传统生物脱氮过程为主,可能存在短程硝化反硝化过程和厌氧氨氧化过程。对CSA和CSK基质的碳源利用情况进行分析,并与国内外同类产品进行对比,结果表明CSA基质与CSK基质具有良好的脱氮性能,在一些深度脱氮工艺中可以代替传统液体碳源作为污水处理的碳源物质。

关键词：复合碳源基质生物脱氮反硝化微生物群落结构

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铁-碳缓释碳源基质强化尾水脱氮除磷

工业水处理 2023年第3期43卷 158-165页

作者：于鲁冀郭智更范鹏宇谷立坤李廷梅任昆阳彭赵旭郑州大学生态与环境学院河南郑州450001 郑州大学环境政策规划评价研究中心河南郑州450001 河南工程学院河南郑州450001 郑州大学水利科学与工程学院河南郑州450001

投加缓释碳源是降低低碳氮比废水总氮(TN)的有效途径。使用聚己内酯(PCL)、玉米芯(CC)和二价铁盐(FeSO_(4)、FeCl_(2))为电子供体,以聚乙烯醇和海藻酸钠为骨架,经过化学交联制备了PCL-CC基质(PC)、PCL-CC-FeSO_(4)基质(PCF-S)和PCL-CC-F... 详细信息

投加缓释碳源是降低低碳氮比废水总氮(TN)的有效途径。使用聚己内酯(PCL)、玉米芯(CC)和二价铁盐(FeSO_(4)、FeCl_(2))为电子供体,以聚乙烯醇和海藻酸钠为骨架,经过化学交联制备了PCL-CC基质(PC)、PCL-CC-FeSO_(4)基质(PCF-S)和PCL-CC-FeCl_(2)基质(PCF-C)3种固体缓释碳源,构建了铁-碳协同脱氮除磷的反硝化滤池,并将其用于处理模拟废水,比较了PC、PCF-S和PCF-C在连续流反硝化滤池中的有机物释放特性与其强化脱氮除磷的性能。结果表明:PC、PCF-S和PCF-C 3种基质均可长期稳定释碳达48 d以上;在PCF-C与PCF-S缓释碳源滤池中,铁自养反硝化和异养反硝化之间存在明显的协同作用,2种反硝化作用的结合可显著增强滤池对氮磷的去除效果,3种碳源基质中PC反硝化潜能最好;相较于中低浓度阶段,高浓度进水阶段3种碳源滤池对氮素的去除率均有所下降,脱氮效果变差,这是由于高浓度进水阶段2种PCF基质出现铁壳积累现象,其积累程度由有机物释放速率和脱氮负荷共同决定。

关键词：反硝化滤池缓释碳源共基质铁盐脱氮

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不同发泡方式改进缓释碳源基质脱氮效果研究

河南师范大学学报（自然科学版） 2022年第5期50卷 87-93,F0002页

作者：于鲁冀黎亚辉李廷梅范鹏宇彭赵旭任昆阳郑州大学生态与环境学院郑州450001 郑州大学环境政策规划评价研究中心郑州450001 水利科学与工程学院郑州450001

为解决传统缓释碳源材料释碳不稳定和脱氮速率慢的问题,以物理曝气发泡、双氧水(HO)、十二烷基硫酸钠(K12)3种发泡方式对玉米芯、聚己内酯(PCL)和菌悬液(B)为原料的有机缓释碳源基质进行改进,考察了不同发泡方式下改进缓释碳源的释碳性... 详细信息

为解决传统缓释碳源材料释碳不稳定和脱氮速率慢的问题,以物理曝气发泡、双氧水(HO)、十二烷基硫酸钠(K12)3种发泡方式对玉米芯、聚己内酯(PCL)和菌悬液(B)为原料的有机缓释碳源基质进行改进,考察了不同发泡方式下改进缓释碳源的释碳性能、脱氮效果和脱氮速率.结果表明,3种改进型缓释碳源(曝气-B,HO-B,K12-B)在中(NO-N为10.00 mg/L)、高(NO-N为20.00 mg/L)质量浓度进水条件下的总氮平均去除率高于原基质,曝气-B缓释碳源基质释碳速率快、释碳稳定,在中、高质量浓度进水条件下总氮平均去除率分别为93.59%和87.34%,比原基质分别高6.38%和13.26%.基于反硝化动力学方程,曝气-B缓释碳源基质的最大比反硝化速率可达到3.06 mg/(L·h·g),从理论上证明了曝气-B缓释碳源基质可提高脱氮速率,为快速脱氮提供了一种新型碳源材料.

关键词：缓释碳源反硝化脱氮脱氮速率反硝化动力学

基于学校主导、家校合作的学校劳动教育实施探索

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好家长 2024年第10期 9-11页

作者：梁生辉张昆阳福建省惠安第一中学福建省惠安嘉惠中学

2020年3月,中共中央国务院发布了《关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见》(以下简称《意见》),《意见》指出劳动教育是中国特色社会主义教育制度的重要内容,全面贯彻党的教育方针,坚持立德树人,把劳动教育纳入人才培养的全过程。...

2020年3月,中共中央国务院发布了《关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见》(以下简称《意见》),《意见》指出劳动教育是中国特色社会主义教育制度的重要内容,全面贯彻党的教育方针,坚持立德树人,把劳动教育纳入人才培养的全过程。《尚书·无逸》提到“不知稼穑之艰难,乃逸乃谚”,没有挥洒过劳动汗水,没有体验劳动的艰辛,就很难理解劳动的内涵,珍视劳动的价值。现代社会,青少年由于“课业忙”“没时间”、不重视等,很少有机会进入“劳动实践课堂”,甚至出现不珍视劳动、不想劳动、不会劳动的现象。立德树人,劳动为先,2020年7月,

关键词：

生物炭耦合Bacillus cereus YJ-2强化降解废水中苯系物研究

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工业水处理 2024年

作者：龚玉华沈莺朱玲张亚维徐雯雯李昆阳武超安徽大学资源与环境工程学院安徽省矿山生态修复工程实验室

以苯为唯一碳源，从受污染场地驯化、筛选出一株高效苯降解菌Bacillus cereus YJ-2，并利用生物炭耦合微生物技术强化降解含苯废水。通过对YJ-2降解条件进行优化，研究了YJ-2对不同底物的降解效果，确定生物炭的最适投加量，并考察耦合... 详细信息

以苯为唯一碳源，从受污染场地驯化、筛选出一株高效苯降解菌Bacillus cereus YJ-2，并利用生物炭耦合微生物技术强化降解含苯废水。通过对YJ-2降解条件进行优化，研究了YJ-2对不同底物的降解效果，确定生物炭的最适投加量，并考察耦合体系对苯的降解能力，期望获得具有应用前景的生物材料。结果显示，在pH=8、OD600=0.2、温度为30 ℃、苯初始质量浓度为500 mg/L的最优条件下，YJ-2对苯具有最佳的降解效果，同时对甲苯、乙苯、氯苯、邻二氯苯的降解率分别为77.5%、59%、72.3%、61.8%。在此基础上，确定了耦合体系中生物炭的最适投加量为0.5 g/L，对于1000 mg/L苯的降解率可达100%，且将YJ-2降解1500、2000 mg/L苯的能力提升20%以上。将该体系应用于模拟实际废水中，降解效率显著优于单独使用YJ-2的情况，其中，在1000、1500、2000 mg/L的高质量浓度组分中，YJ-2的降解活性大大降低，分别降低了26.8%、21.5%、4.95%，而耦合体系增加了31.7%、12.65%、15.55%。这一结果表明，生物炭耦合YJ-2技术为解决环境中苯污染问题提供了良好的生物修复材料。

关键词： Bacillus cereus YJ-2 生物炭耦合微生物苯降解

燃气旋流和湍流强度对转静盘腔入侵及流动特性影响的数值研究

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热能动力工程 2024年第3期39卷 9-17,31页

作者：李昆阳杜昆赵尊盛刘存良西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002

为了探究主流旋流和湍流对转静盘腔燃气入侵规律及机理的影响,在封严冷气量固定的条件下,针对主流旋流角、湍流强度以及二者共同作用对燃气入侵规律的影响开展数值模拟研究。研究结果揭示:当仅存在旋流时,腔内Batchelor流动核心的分布... 详细信息

为了探究主流旋流和湍流对转静盘腔燃气入侵规律及机理的影响,在封严冷气量固定的条件下,针对主流旋流角、湍流强度以及二者共同作用对燃气入侵规律的影响开展数值模拟研究。研究结果揭示:当仅存在旋流时,腔内Batchelor流动核心的分布位置和规模直接受主流旋流角的影响,同时,该核心的流动特性引起了封严效率的显著变化;此外,旋流角通过影响封严出口上游的压力分布,进一步影响了下游的燃气入侵程度。当无旋流角、改变主流湍流强度时,在极端湍流强度I=20%的工况下,静盘侧Batchelor核心几乎完全消失,盘腔受到严重燃气入侵。当主流湍流强度I固定为20%,旋流角与其共同作用时,入侵状况相较于无旋流角时有所改善,但旋流角SA=15°的工况封严效率反而略低于SA=30°的工况,这主要是因为封严出口上游压力分布在湍流和旋流耦合作用下呈现出不同的波动特征。

关键词：轮缘密封燃气入侵封严效率数值模拟旋流角湍流强度

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预应力智能张拉技术在现浇箱梁施工中的应用

工程机械与维修 2024年第3期 196-197页

作者：姜华东李昆阳中铁十七局集团第五工程有限公司山西太原030000 中联重科股份有限公司湖南长沙430000

在现浇箱梁施工领域,预应力智能张拉技术的出现标志着施工技术的一大进步,该技术不仅提高了施工效率,还确保了结构安全性与经济性的双重优势。通过对预应力智能张拉技术的深入分析,展现了其在解决现浇箱梁施工中遇到的技术难题及优化施... 详细信息

在现浇箱梁施工领域,预应力智能张拉技术的出现标志着施工技术的一大进步,该技术不仅提高了施工效率,还确保了结构安全性与经济性的双重优势。通过对预应力智能张拉技术的深入分析,展现了其在解决现浇箱梁施工中遇到的技术难题及优化施工流程中的独特价值。随着技术的不断发展与创新,其在建筑工程领域的应用将更加广泛,为未来的施工技术创新提供了新的思路和方向。

关键词：预应力智能张拉技术现浇箱梁施工技术应用

改良皮内缝合对颌面部创伤患者创口愈合效果及瘢痕评分的影响

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临床医学研究与实践 2024年第2期9卷 93-96页

作者：张昆阳周培元郑州市第九人民医院河南郑州450000

目的研究改良皮内缝合对颌面部创伤患者创口愈合效果及瘢痕评分的影响。方法选取2020年1月至2023年5月我院收治的100例颌面部创伤患者为研究对象,以随机数字表法将其分为对照组和观察组,每组50例。对照组行间断缝合,观察组行改良皮内... 详细信息

目的研究改良皮内缝合对颌面部创伤患者创口愈合效果及瘢痕评分的影响。方法选取2020年1月至2023年5月我院收治的100例颌面部创伤患者为研究对象,以随机数字表法将其分为对照组和观察组,每组50例。对照组行间断缝合,观察组行改良皮内缝合。比较两组的创口愈合效果,炎症因子[C反应蛋白(CRP)、降钙素原(PCT)]水平、视觉模拟评分量表(VAS)评分、温哥华瘢痕评价量表(VSS)评分、并发症发生情况及满意度。结果观察组的创口愈合优良率为96.00%,高于对照组的84.00%(P<0.05)。术后,两组的CRP、PCT水平均低于术前,且观察组低于对照组(P<0.05)。术后3、7、14 d,两组的VAS评分均低于术前,且观察组低于对照组(P<0.05)。术后14、21、60 d,两组的VSS评分均低于术后7 d,且观察组低于对照组(P<0.05)。观察组的并发症总发生率为2.00%,低于对照组的14.00%(P<0.05)。观察组的满意度为94.00%,高于对照组的78.00%(P<0.05)。结论改良皮内缝合治疗颌面部创伤患者的效果显著,可促进创口愈合,减少瘢痕产生,值得推广。

关键词：改良皮内缝合颌面部创伤伤口愈合瘢痕评分

生态组合技术在北方小型城市河流原位修复中的应用

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环境工程 2021年第8期39卷 I0049-I0049页

作者：任昆阳王莉郑州大学生态与环境学院

生态组合修复技术包括对河流附近的土壤、动植物、微生物及水体的整体性修复,通过栽种沉水植物、建设生态滤坝、修复生物繁殖场所等措施,去除河流污染物,提高生物多样性。本文以缺乏天然补水并充斥着生活废水和工业污水的清潩河为例,分... 详细信息

生态组合修复技术包括对河流附近的土壤、动植物、微生物及水体的整体性修复,通过栽种沉水植物、建设生态滤坝、修复生物繁殖场所等措施,去除河流污染物,提高生物多样性。本文以缺乏天然补水并充斥着生活废水和工业污水的清潩河为例,分析说明采用搭建生态河床及生态滤坝、栽种沉水植物、打造人工湿地等生态组合修复技术进行河流治理的具体形式和应用效果。

关键词：繁殖场所生活废水生态组合原位修复河流治理小型城市工业污水清潩河