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改良型人工快速渗滤系统脱氮途径和机理研究

改良型人工快速渗滤系统脱氮途径和机理研究

作者：孙佳成广西师范大学

学位级别：硕士

本文通过改良型人工快速渗滤系统（Modified Constructed Rapid Infiltration system,CRIS）处理废水,研究不同结构下的人工快速渗滤系统对于污染物的去除效果;不同的工艺运行条件对COD、TN去除效果影响因素;从酶和微生物的角度研究了... 详细信息

本文通过改良型人工快速渗滤系统（Modified Constructed Rapid Infiltration system,CRIS）处理废水,研究不同结构下的人工快速渗滤系统对于污染物的去除效果;不同的工艺运行条件对COD、TN去除效果影响因素;从酶和微生物的角度研究了改良型CRI系统对于氮的代谢途径和机理;从基因的角度说明相关酶对应的基因分布情况;再对同类型的改良型CRI系统在落干期内氮的代谢规律进行研究,得出以下结论:（1）在渗滤速度对各形态氮转化的实验中,渗滤速度对于各形态氮转化效果明显,渗滤速度越快,总氮去除率越低、亚硝酸盐氮的产生量越大、硝酸盐产生量越小;在不同高度的CRIS中,总氮的去除效率与渗滤长度相关,渗滤长度越长,总氮去除效率越好,短柱的总氮平均去除率为12.02%,长柱总氮平均去除率为19.25%;在有无吸附填料层的实验中,有吸附层的CRIS相比无吸附层两柱对于COD的去除率都较好,有无吸附填料对于COD的去除无明显的作用。有吸附填料的渗滤柱总氮去除率高于无吸附填料层的渗滤柱;在不同填料层的实验中,吸附填料种类对于COD、总氮的去除无明显的作用。在同一改良型CRI系统中,在水力负荷不变的情况下,将进水次数从1次/天改为2次/天为后,人工快速渗滤中COD的平均去除效率会小幅度的下降,对于COD去除的稳定性也会有一定的影响。改变进水频率不能提高总氮平均去除率,但是在低效期出现时,能有效维持低效期的TN去除率。在提升水力负荷后,人工快速渗滤系统对于COD的平均去除率略有上升,从87.50%提升至了92.52%。总氮的平均去除率也略有上升,从25.52%提升至31.42%。在提高进水碳氮比后,人工快速渗滤系统对于COD的平均去除率没有太大的影响,总氮的平均去除率大幅度提高。（2）在填料EPS含量分析中,蛋白质（PN）含量的大小关系是下部吸附填料层＞上部吸附填料层＞底部沙层;多糖（PS）含量的大小关系是上部吸附填料层＞下部吸附填料层＞底部沙层;EPS含量大小关系则为上部吸附填料层＞下部吸附填料层＞底部沙层;PN/PS比值都较小;在EPS三维荧光扫描分析中,所有部位的填料都存在特征区域peak A（Ex/Em=250/280 nm）;所有位置的松散附着型EPS（loosely bound,LB-EPS）都可以观测到特征区域peak B（Ex/Em=290/310 nm）;在长柱A中,脲酶活性、羟胺氧化酶活性大小分布均为AU最高、AD最低;硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性分布均为AD最高、A底最低;在长柱C中脲酶、硝酸还原酶活性大小分布为CD最高、C底最低;羟胺氧化酶活性大小分布为CU最高、CD最低;亚硝酸盐还原酶活性大小分布由上至下逐渐升高。（3）在人工快速渗滤系统中优势菌门包括放线菌门（Acidobacteria）;拟杆菌门（Bacteroidetes）;绿弯菌门（Chloroflexi）等。相对丰度较高的纲类有α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）,β-变形菌纲（Betaproteobacteria）,γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）等。丰度占比等较高的菌属有Ammoniphilus、Saccharibacteria＿genera＿incertae＿sedis、硝化螺菌属（Nitrospira）、Plasticicumulans、Gp16、等;内外部16s高通量分析中按外（CUO）、内（CUI）顺序分布,优势菌门包括Proteobacteria（57.77%）（61.01%）;Bacteroidetes（25.78%）（21.53%）;unclassified＿Bacteria（4.89%）（4.59%）等;优势菌属包括Saccharibacteria＿genera＿incertae＿sedis（4.59%）（2.13%）;Acinetobacter（1.19%）（1.10%）;Enterobacter（1.78%）（0.43%）等。在人工快速渗滤系统KEGG代谢通路分析中人工快速渗滤系统中存在稳定丰度的相对基因控制硝化作用、反硝化作用、同化硝酸盐还原和异化硝酸盐还原;人工快速渗滤系统在提高进水COD浓度后,人工快速渗滤系统中的硝化作用、反硝化作用、异化硝酸盐还原和同化硝酸盐还原速率都会有所提高。（4）沙子对于氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的吸附量都相对较小;活性炭对于氨氮的饱和吸附量在12 mg/g左右,对于硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的吸附量都相对较小;全沙渗滤柱落干期内氨氮随时间的变化下波动较小,整体上看呈现出缓慢上升的趋势。0-12 h内的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮浓度的变化曲线也较为混乱,每个时间点之间的波动较大且趋势不统一,无法准确推断时区内发生的氮代谢途径。但是在12-24 h硝酸

关键词：改型CRI系统脱氮效率好氧反硝化微生物群落污染物代谢规律

基于深度强化学习的踝关节外骨骼控制算法研究

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基于深度强化学习的踝关节外骨骼控制算法研究

作者：孙佳成苏州科技大学

学位级别：硕士

基于相位补偿的LCL滤波变换器鲁棒有源阻尼设计与分析

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基于相位补偿的LCL滤波变换器鲁棒有源阻尼设计与分析

作者：孙佳成西北工业大学

学位级别：硕士

在分布式发电系统中,电力电子变换器作为不同供电母线之间的变换接口,对能量的转换起着至关重要的作用。变换器的性能直接影响了整个电网系统的运行可靠性。PWM变换器具有易于实现、电压和电流调整能量强的特点,常用于分布式发电系统中... 详细信息

在分布式发电系统中,电力电子变换器作为不同供电母线之间的变换接口,对能量的转换起着至关重要的作用。变换器的性能直接影响了整个电网系统的运行可靠性。PWM变换器具有易于实现、电压和电流调整能量强的特点,常用于分布式发电系统中。但由于PWM的调制特性,PWM变换器常需要使用滤波器对开关谐波进行抑制。单电感L型滤波器以其简单、稳定性高的特点,广泛应用于电力电子变换器中用于谐波抑制。但L型滤波器体积和重量大、成本较高。LCL滤波器以其更高的高频谐波衰减能力,成为降低滤波器电感值、成本和体积的解决方案。但LCL滤波器作为一个三阶系统,其固有的谐振尖峰会容易导致系统不稳定问题,需要在PWM控制中加入阻尼以保证系统稳定性。本文以LCL滤波器谐振尖峰有源阻尼控制为主要研究内容,提出了基于相位补偿的有源阻尼方法,通过在控制器中引入了全通滤波器实现电流环的稳定控制,并具有抗电网阻抗和滤波电容参数变化的鲁棒性。本文首先以单相AC/DC整流器的电流环控制为基础,分别讨论了在连续域和离散域内采样频率和LCL滤波器谐振频率之间的关系并做了深入的研究,分析了延时环节对系统的影响。针对延时环节造成的电流环控制不稳定现象,本文分别介绍了传统上用于谐振尖峰阻尼的无源阻尼和有源阻尼。为了避免无源阻尼对系统功率的损耗,本文以有源阻尼法为研究重点,对常用的有源阻尼方法进行了开环Bode图分析和仿真验证。最后论文提出了基于相位补偿的有源阻尼法,引入相位超前补偿和相位滞后补偿使变换器电流环控制满足Nyquist稳定性判据。针对变换器侧电流反馈方法,采用全通滤波器对特定频率处进行相位设计,给出了分别以电容参数偏移和电网阻抗容许变化范围为准则的全通滤波器设计方法。其实质为通过-180°穿越相位的重新配置保证LCL滤波器谐振频率变化时的电流控制稳定性。为了验证理论分析和设计准则,本文搭建了基于d SPACE DS1006的实验验证平台,对变换器侧电流反馈控制方式下的基于全通滤波器有源阻尼方法进行了验证。试验结果表明,本文提出的有源阻尼方法能够有效的保证整流器的电流环控制稳定性,验证了所提出的全通滤波器的设计准则,并在滤波电容参数漂移与电网阻抗变化条件下具有较高的鲁棒性。

关键词： LCL滤波器有源阻尼全通滤波器参数漂移鲁棒性

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聚乙烯醇发泡材料的制备及性能研究

聚乙烯醇发泡材料的制备及性能研究

作者：孙佳成宁波大学

学位级别：硕士

聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)由聚醋酸乙烯酯(PVAc)醇解而制得的,是一种生物可降解材料,由于其优异的性能在各个领域都有广泛的应用。超临界二氧化碳(scCO)是一种环保、廉价的发泡剂,因此将超临界发泡技术应用于聚乙烯醇中符合绿色... 详细信息

聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)由聚醋酸乙烯酯(PVAc)醇解而制得的,是一种生物可降解材料,由于其优异的性能在各个领域都有广泛的应用。超临界二氧化碳(scCO)是一种环保、廉价的发泡剂,因此将超临界发泡技术应用于聚乙烯醇中符合绿色环保的理念。本文采用模压发泡法制备了PVA泡沫并且比较了水溶液法和热加工法制备PVA泡沫的优缺点。为了进一步提升材料的发泡性能得到高发泡倍率、稳定泡孔结构的PVA泡沫,制备了PVA/SiO纳米复合材料和PVA/PLA共混物泡沫,研究了不同参数对材料发泡行为和力学性能的影响。本论文实验第一部分(第二章)分别采用水溶液法和热加工法制备PVA发泡前体,以scCO为发泡剂,通过模压发泡制备PVA泡沫,并研究了发泡工艺(发泡温度和饱和压力)对PVA泡沫发泡性能的影响。水溶液法主要利用PVA优异的水溶性,通过物理交联法制备了PVA水凝胶,在经过烘箱干燥和酒精干燥过程后得到密度范围在1.150 g/cm-1.170 g/cm内的PVA干凝胶即PVA发泡前体。热加工法则是采用甘油和乙二醇作为复配增塑剂来破坏PVA分子内和分子间氢键,获得一个较大熔融加工窗口。较热加工法,通过水溶液法/模压发泡法制备的到的PVA泡沫的泡孔密度更大,可能由于发泡温度较低以及水增加了体系中CO的溶解度,但是水溶液法制备发泡前体耗时长且水在体系中不稳定,发泡性能也相对较差。本论文实验第二部分(第三章)在热加工法的基础上,引入了纳米二氧化硅,制备了PVA/SiO纳米复合材料泡沫。TG和SEM结果表明制备的SiO羟基含量约为5.35%,其粒子约为150 nm而且均匀分散于材料中没有明显的团聚现象。与PVA泡沫相比,PVA/SiO纳米复合材料泡沫具有更小的泡孔孔径和更大的泡孔密度和相对密度。而且泡孔密度随着发泡温度的降低或者饱和压力的增加而增加。拉伸和DMA测试结果表明SiO对PVA具有增强作用,SiO的加入使Tg向更高的温度移动并且tanδ的峰高度降低。广角X射线衍射结果表明,纳米SiO的加入提高了PVA晶体在流动方向上的取向度,但降低了结晶度。为了进一步提高PVA材料的发泡性能,本论文实验第三部分(第四章)通过熔融共混法制备了PVA/PLA共混物泡沫。DMA和FTIR证明,共混物的相容性能较好以及原因可能是辛酸亚锡的加入使得PVA和PLA发生了酯交换反应,使共混物从相分离状态转变为相容状态。当辛酸亚锡质量超过1 g时,共混物发泡性能较好,这可能是由于当辛酸亚锡超过1 g时,PVA和PLA发生了酯交换反应,提高了共混物的发泡性能。拉伸结果表明,相比较于PVA,PVA/PLA共混物的拉伸强度几乎不变而断裂伸长率几乎增加了一倍。对于不同相对密度的共混物泡沫,随着相对密度的降低,共混物泡沫的拉伸强度和断裂伸长率都随之下降。

关键词：聚乙烯醇聚乳酸二氧化硅超临界二氧化碳泡孔形貌

侧柏古树实生树和嫁接树的扦插生理和解剖特性比较

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林业科学 2019年第9期55卷 41-49页

作者：杜常健孙佳成陈炜纪敬江泽平史胜青中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局林木培育重点实验室北京100091 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所北京100091

【目的】比较侧柏古树实生树和嫁接树的插穗内源激素、非结构碳水化合物、木质化程度和形态解剖学的区别,为侧柏古树扦插生根过程中取材和机制研究提供参考。【方法】以来源于2000年和5000年生侧柏的实生树(S5-2000、S5-5000)和嫁接树(G... 详细信息

【目的】比较侧柏古树实生树和嫁接树的插穗内源激素、非结构碳水化合物、木质化程度和形态解剖学的区别,为侧柏古树扦插生根过程中取材和机制研究提供参考。【方法】以来源于2000年和5000年生侧柏的实生树(S5-2000、S5-5000)和嫁接树(G2-S3-2000、G2-S3-5000)的插穗为材料,扦插前取插穗基部韧皮部,利用HPLC法测定激素IAA、GA3、ABA含量,蒽酮比色法测定可溶性糖和淀粉含量,切片观察基部木质化程度;并在扦插4个月后观察其根原基发生情况。【结果】扦插前IAA含量在2种实生树中显著高于相应的嫁接树,GA3含量则未见明显差异,但ABA含量仅在S5-5000中明显高于G2-S3-5000;可溶性糖和淀粉含量均未见明显差异;实生树和嫁接树插穗木质化程度未存在差异,也均未见潜伏根原基。扦插4个月后,生根率统计发现实生的S5-2000和S5-5000的分别为10.0%和8.3%,而G2-S3-2000和G2-S3-5000的则均未见生根;嫁接树插穗基部未见不定根原基,而实生树中则有不定根原基形成,起源于形成层和木质部。【结论】通过侧柏古树嫁接的方法可以为古树扦插研究提供充足的材料。其嫁接一代保留了其难生根的特点。侧柏不定根发生属于诱导根原基生根类型,千年以上侧柏插穗基部未见根原基形成。古树高龄遗传背景可能导致嫁接树内源IAA含量较低,影响根原基的诱导,而可溶性糖和淀粉等非结构碳水化合物不是古树扦插较难生根的原因。

关键词：侧柏古树扦插不定根内源激素非结构碳水化合物解剖结构

电容不匹配下直流分裂电容功率解耦衍生谐波识别与优化控制

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电工技术学报 2018年第4期33卷 874-882页

作者：孙佳成张晓斌姚文利张欣玥 Poh Chiang Loh 西北工业大学自动化学院西安710072 香港中文大学香港999077

传统上,在直流母线上安装大容量电解电容可有效吸收单相AC-DC变换器的二次脉动功率、降低直流电流或电压脉动。但电解电容存在体积大、寿命短等问题,有被可靠性更高的有源功率解耦取代的趋势。基于直流分裂电容的半桥解耦电路作为有源... 详细信息

传统上,在直流母线上安装大容量电解电容可有效吸收单相AC-DC变换器的二次脉动功率、降低直流电流或电压脉动。但电解电容存在体积大、寿命短等问题,有被可靠性更高的有源功率解耦取代的趋势。基于直流分裂电容的半桥解耦电路作为有源功率解耦拓扑的一种,独立运行于单相变换器,具有安装方便、应用灵活和反馈控制解耦精度高的特点。但相关研究均基于完全匹配的分裂电容进行分析,忽略了湿度和时间效应对于电容容值和功率解耦性能的影响。为提高解耦电路实际运行中的性能,对电容不匹配下的直流分裂电容进行分析,识别由此衍生出的直流和交流侧谐波的产生机理。以标准IEEE 1547-2003为谐波抑制目标,提出在分裂电容电压上引入直流偏置的谐波抑制准则和反馈控制,无需在线测量电容来识别电容漂移量,具有高解耦精度、高鲁棒性的特点。最后,以一台1kW实验样机对谐波抑制准则和功率解耦性能进行验证。

关键词：功率解耦分裂电容电容不匹配整流谐波识别优化控制

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煤矿水文地质勘探问题及对策探析

内蒙古煤炭经济 2024年第1期 190-192页

作者：孙佳成甘肃煤田地质局一四五队甘肃张掖734000

现阶段,社会生产对于煤炭资源的需求日益增多,煤矿生产规模不断扩大,社会各界对煤矿生产的安全问题日益重视。煤矿要在开采前做好煤矿水文地质勘探工作,提高勘探水平。本文对当前煤矿水文地质勘探工作中存在的问题展开剖析,从多角度提... 详细信息

现阶段,社会生产对于煤炭资源的需求日益增多,煤矿生产规模不断扩大,社会各界对煤矿生产的安全问题日益重视。煤矿要在开采前做好煤矿水文地质勘探工作,提高勘探水平。本文对当前煤矿水文地质勘探工作中存在的问题展开剖析,从多角度提出处理对策。

关键词：煤矿水文地质勘探重要性问题对策