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剩余污泥厌氧消化原位抑硫强化控制试验研究

剩余污泥厌氧消化原位抑硫强化控制试验研究

作者：曹玉芹西安建筑科技大学

学位级别：硕士

随着城市人口的增加,污水处理厂数量也在急剧增加,作为污水处理过程中的衍生品,近年来污泥产量也不断上升。目前常用的污泥处理技术是厌氧消化,在实现污泥稳定化的同时,又可产生清洁能源沼气,达到污泥处理资源化的要求。但是污泥厌氧消... 详细信息

随着城市人口的增加,污水处理厂数量也在急剧增加,作为污水处理过程中的衍生品,近年来污泥产量也不断上升。目前常用的污泥处理技术是厌氧消化,在实现污泥稳定化的同时,又可产生清洁能源沼气,达到污泥处理资源化的要求。但是污泥厌氧消化所产沼气中含有一定量的硫化氢,它的毒性及腐蚀性使得沼气的利用受到了阻碍,因此在沼气利用之前进行脱硫处理是十分有必要的。以西安市某污水处理厂剩余污泥为研究对象,分别针对不同含固率(2%和10%)的污泥进行厌氧消化,探讨了不同含固率污泥厌氧消化性能的差异;同时又分别针对含固率为2%常规污泥和含固率为10%的高含固污泥进行原位抑硫控制;在对高含固污泥进行加Fe(Ⅲ)原位抑硫的基础上,又对其强化投加效率进行了探讨。得出结论如下:(1)对常规污泥和高含固污泥分别进行厌氧消化研究发现,随着含固率的提高,其产气量随之增大,高含固污泥厌氧消化的产气量是常规污泥的3倍左右;且随着含固率的提高,其稳定阶段C、N、P等的含量均与含固率成比例提升。但是沼气中硫化氢的含量则呈现出相反的趋势,常规污泥厌氧消化后沼气中硫化氢含量高于2000ppm,而高含固污泥厌氧消化后沼气中硫化氢含量则远低于常规污泥厌氧消化所产沼气中硫化氢含量。(2)对常规污泥厌氧消化进行池内加氨原位抑硫的研究发现,向系统中投加氯化铵并没有影响系统的稳定性,且加氨后系统的COD去除率升高;但是加氨后系统的溶解态蛋白质含量明显升高,即适当提高系统氨氮浓度有利于反应器中蛋白质等大分子有机物向溶解态的转化;向消化反应器中投加氯化铵后中温厌氧消化反应器的硫化氢去除率为45.71%,高温厌氧消化反应器硫化氢去除率为46.62%,说明向消化反应器中投加氯化铵对硫化氢的生成有一定的抑制作用。(3)针对高含固污泥进行加Fe(Ⅲ)原位抑硫试验结果表明,当pH为7.00.50、Fe/S为11时,pH为原位抑硫主要显著影响因子,提高消化池pH有利于降低Fe(Ⅲ)投加量;高含固污泥厌氧消化沼气满足HS利用标准时,所需最低Fe/S为7.0;当消化池pH低于7.30时,将无法通过调节Fe/S实现HS浓度达标排放。(4)针对高含固污泥厌氧消化进行强化加Fe(Ⅲ)原位抑硫试验结果表明,投加Fe(Ⅲ)之后,在各点再补充投加Zn(Ⅱ)或Cu(Ⅱ)后,硫化物的去除效果均得以优化,由投加前的0%0%提高至20%0%,强化抑硫效果明显。即相对于Fe(III)而言,Zn(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)在原位抑硫方面效率更高。试验过程中发现在Cu/S=0.5时,在相同的溶解态硫化物去除率的条件下所需要的Fe/S最少,大约在1.5左右。这与之前得到的使得HS达标排放所需的Fe/S最少为7.75相比,Fe(Ⅲ)投加量降低了5倍。

关键词：剩余污泥高含固厌氧消化硫化氢原位抑硫

POSS封端的遥爪聚合物的合成、表征及其形状记忆性能的研究

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POSS封端的遥爪聚合物的合成、表征及其形状记忆性能的研究

作者：曹玉芹上海交通大学

学位级别：硕士

有机-无机杂化聚合物高分子材料同时拥有有机高分子与无机材料的优点,有广泛的应用前景。但由于杂化材料中有机组分与无机组分具有不同的溶解度,通过共混的方法得到的材料中无机组分的分散性较差,从而影响材料的性能。因此如何使得无机... 详细信息

有机-无机杂化聚合物高分子材料同时拥有有机高分子与无机材料的优点,有广泛的应用前景。但由于杂化材料中有机组分与无机组分具有不同的溶解度,通过共混的方法得到的材料中无机组分的分散性较差,从而影响材料的性能。因此如何使得无机组分在纳米尺度上分散在有机材料中,成为了制备杂化材料的关键。本文通过RAFT活性聚合、Click点击化学、开环聚合反应（ROP）等化学合成方法,将其引入到聚合物中,制备了一系列POSS单封端聚合物和POSS封端的遥爪聚合物。制备了具有不同结构不同性能的有机无机杂化复合材料。利用各种测试表征手段研究这些含POSS的杂化复合材料的结构性能。除此之外,我们研究了POSS的加入对于聚合物形状记忆性能的影响。主要研究内容如下:（1）POSS单封端的聚（5-乙酰胺基戊基丙烯酸酯）聚合物的合成。首先通过酰胺化反应制备5-乙酰胺基戊基丙烯酸酯单体。在这个反应中我们通过带有羟基官能团能团的苯基POSS和单羧基的三硫酯进行酯化反应,制得反应需要的含POSS的三硫酯链转移剂。通过与单体发生RAFT反应制备了不同分子量的含POSS的聚（5-乙酰胺基戊基丙烯酸酯）形状记忆材料。我们利用透射电子显微镜（TEM）、小角X射线散射（SAXS）和动态激光散射（DLS）探究了在聚合物中笼型POSS的微相分离结构和自组装结构。通过原子力显微镜（AFM）、表面接触角测试以及热失重（TGA）测试考察了笼型POSS的引入对于有机-无机杂化的PAA材料的表面疏水性能和热稳定性能的影响。通过用动态力学分析（DMTA）分析了POSS-capped PAA材料的玻璃化转变温度、蠕变性能以及形状回复性能。除此之外,我们通过制备一定尺寸的样条用数码相机记录了聚合物的形状回复过程。（2）POSS-PEO-POSS和POSS-PCL-POSS遥爪聚合物的合成我们主要利用点击化学反应制备含POSS的遥爪聚合物。制备不同分子量的双炔基封端的聚氧乙烯和聚几内酯,通过“click”反应将笼型POSS引入到聚合物的两端,从而制得含POSS的遥爪聚合物。通过热失重分析（TGA）和示差扫描量热（DSC）测试POSS的加入对PEO、PCL热稳定性和结晶性能的影响。由于PEO的亲水性,我们通过动态激光散射（DLS）和透射电子显微镜（TEM）对遥爪聚合物在水中自组装形成的胶束尺寸和形态进行观察。利用上述遥爪聚合物的熔融温度,研究上述两种具有物理交联网络结构的聚合物的形状记忆性能。（3）POSS封端的聚（丙烯酸正丁酯-r-丙烯酸（2脲基嘧啶酮）酯）遥爪型聚合物在本章工作中,我们用“单体插入”的合成方法制备POSS封端的聚（丙烯酸正丁酯-ran-丙烯酸（2脲基嘧啶酮）酯）遥爪型聚合物。首先我们需要制备出丙烯酸（2脲基嘧啶酮）酯单体。最重要的是制备POSS双封端的三硫酯转移剂。通过RAFT活性聚合的方式制备不同分子量的POSS封端的聚（丙烯酸正丁酯-ran-丙烯酸（2脲基嘧啶酮）酯）遥爪型聚合物。通过凝胶色谱法（GPC）对聚合物的分子量进行表征,用示差扫描量热（DSC）分析POSS的加入对于其玻璃化转变温度的影响,利用透射电子显微镜（TEM）对其本体结构进行观察。

关键词：笼型倍半硅氧烷遥爪聚合物形状记忆聚合物含POSS的形状记忆材料

基于多波束地形测量的上荆江典型河段沙波形态特征分析

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湖泊科学 2023年第6期35卷 2144-2154页

作者：夏军强曹玉芹周美蓉刘鑫邓宇武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室武汉430072 长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局荆州434010

沙波形态影响水流结构、泥沙输移及动床阻力。本研究采用多波束测深系统首次精细测量了上荆江典型河段的床面地形,采用改进后的沙波形态量化算法统计了各类沙波形态参数,分析了不同水流强度下沙波形态的变化特征。计算结果表明:(1)测量... 详细信息

沙波形态影响水流结构、泥沙输移及动床阻力。本研究采用多波束测深系统首次精细测量了上荆江典型河段的床面地形,采用改进后的沙波形态量化算法统计了各类沙波形态参数,分析了不同水流强度下沙波形态的变化特征。计算结果表明:(1)测量河段小型与大型沙波的平均波高分别为0.16~0.81和0.96~2.31 m,波长分别为13~27和16~41m;沙波尺度相较于水深较小,小型与大型沙波的波高分别不超过水深的0.045和0.150倍;(2)沙波背流面坡度基本不超过14°,小于泥沙水下休止角,其与陡度之间的关系可以用线性方程描述;(3)中洪水流量对沙波形态尺度的塑造作用强于枯水流量,且对浅水区大型沙波形态尺度的塑造作用强于深水区。本研究量化了天然河流的沙波形态,较好地反映了沙波形态特征,能为大型冲积河流沙波形态的量化及特征参数的统计分析提供参考。

关键词：多波束测深沙波形态量化沙波形态参数水流强度上荆江河段

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沙波形态及运动特征的概化数学模型研究

应用基础与工程科学学报 2024年第2期32卷 426-441页

作者：曹玉芹夏军强周美蓉邓珊珊武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

水库修建后坝下游水沙条件发生显著变化,推移质补给大量减少,悬移质占输沙量的主要部分.在河床持续冲刷过程中,沙波运动从以推移质为主逐渐转变为推移质与悬移质共同输移.建立了一维沙波形态及运动特征的概化数学模型,对比了基于推移质... 详细信息

水库修建后坝下游水沙条件发生显著变化,推移质补给大量减少,悬移质占输沙量的主要部分.在河床持续冲刷过程中,沙波运动从以推移质为主逐渐转变为推移质与悬移质共同输移.建立了一维沙波形态及运动特征的概化数学模型,对比了基于推移质和悬移质输移的沙波运动特征,采用已有公式对基于推移质运动的沙波形态变化和运动速度进行了验证,并讨论了不同参数对沙波运动的影响.模拟结果表明:(1)基于推移质运动的沙波向下游运动,沙波上各点的运动速度与其高程正相关,迎流面冲刷,背流面淤积,沙波形态逐渐向不对称发展,沙波运动临界时间为31.78h,与已有解析解误差仅为1.5%;基于悬移质运动的沙波未向下游运动,以垂向冲刷为主,沙波上各点冲刷强度与其高程正相关,波高逐渐减小,沙波形态基本对称且趋于消亡;(2)基于推移质运动的沙波波峰和波谷的运动速度计算值分别为51m/d和17m/d,与已有公式的最大相对误差小于26%,形态曲线的平均相对误差小于19%,故计算结果能较好地反映沙波运动特征;(3)水沙参数对沙波的影响比沙波初始形态参数更显著,增大单宽流量和减小水深均能使沙波运动增强,且对水深变化的响应更加敏感.

关键词：沙波运动推移质悬移质沙波形态沙波演化模型

POSS封端的聚氧化乙烯遥爪型聚合物的合成及形状记忆性能

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功能高分子学报 2021年第5期34卷 444-451页

作者：李蕾曹玉芹常鹏飞郑思珣上海交通大学化学化工学院金属基复合材料国家重点实验室上海200240

通过点击化学反应合成了多面体齐聚倍半硅氧烷(POSS)封端的聚氧化乙烯(PEO)遥爪型聚合物。采用透射电镜、旋转流变仪及差示扫描量热仪对聚合物的形态结构及热力学性能进行了表征。由于POSS之间存在强相互作用,使其能够在PEO基体中聚集... 详细信息

通过点击化学反应合成了多面体齐聚倍半硅氧烷(POSS)封端的聚氧化乙烯(PEO)遥爪型聚合物。采用透射电镜、旋转流变仪及差示扫描量热仪对聚合物的形态结构及热力学性能进行了表征。由于POSS之间存在强相互作用,使其能够在PEO基体中聚集形成纳米微区。POSS微区作为物理交联点,赋予聚合物优异的热致形状记忆性能。POSS含量越高,形状恢复速率越快。此外,物理交联网络的形成和PEO的亲水性使聚合物在水中溶胀形成水凝胶。该水凝胶具有较高的溶胀率,且表现出良好的形状记忆性能。

关键词：多面体齐聚倍半硅氧烷遥爪型聚合物物理交联网络形状记忆水凝胶

汛期与非汛期水沙条件对黄河下游不同河段过流能力的影响

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水科学进展 2024年第4期35卷 617-628页

作者：曹玉芹夏军强周美蓉程亦菲陈建国武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室湖北武汉430072 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

20世纪80年代以来黄河下游水沙输移特性显著改变,下游河道经历强来沙作用下的持续淤积与小浪底水库调控下的持续冲刷过程。基于黄河下游1986—2020年实测水沙数据与固定断面地形,计算了河段尺度的平滩流量,量化了汛期与非汛期水沙过程... 详细信息

20世纪80年代以来黄河下游水沙输移特性显著改变,下游河道经历强来沙作用下的持续淤积与小浪底水库调控下的持续冲刷过程。基于黄河下游1986—2020年实测水沙数据与固定断面地形,计算了河段尺度的平滩流量,量化了汛期与非汛期水沙过程对各河段过流能力的相对贡献。结果表明:①小浪底枢纽运行前水流冲刷强度随时间减弱,下游河道呈汛期淤积、非汛期冲刷的整体淤积态势,平滩流量持续减小,最小过流能力小于2000 m^(3)/s。②小浪底枢纽运行后水流冲刷强度显著增大,尤其在非汛期,对河床冲刷产生重要影响;各河段过流能力显著恢复,其中游荡段恢复最为迅速。③各河段平滩流量与前5 a汛期、非汛期平均水流冲刷强度呈良好的幂律关系,该关系能较好地反映汛期与非汛期累积水沙过程对过流能力的综合影响。④小浪底枢纽运行后,非汛期水沙条件对平滩流量的贡献率增大,尤其是对游荡段具有重要影响(占比53%),对过渡段与弯曲段贡献则较小(占比不到20%)。

关键词：平滩流量水沙条件非汛期汛期不同河型黄河下游

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黄河下游近期持续冲刷过程中床沙粗化特性分析

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水力发电学报 2024年第5期43卷 1-12页

作者：曹玉芹夏军强周美蓉陈建国武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室武汉430072 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

床沙组成的变化影响悬沙沿程恢复及河床阻力变化。本文基于黄河下游7个水文站1999—2020年的实测床沙资料,计算了各水文断面不同粒径组床沙占比的年际变化,分析了近二十年持续冲刷过程中不同河型河段床沙的时空粗化特性,讨论了河床冲淤... 详细信息

床沙组成的变化影响悬沙沿程恢复及河床阻力变化。本文基于黄河下游7个水文站1999—2020年的实测床沙资料,计算了各水文断面不同粒径组床沙占比的年际变化,分析了近二十年持续冲刷过程中不同河型河段床沙的时空粗化特性,讨论了河床冲淤过程对床沙粗化的影响。从时间来看,小浪底水库运用后,不同时期床沙的粗化特点不同,拦沙初期(2000—2006年)急剧粗化,拦沙后期(2007—2020年)粗化放缓,高村站及上游各站床沙呈波动粗化,高村站以下则变化不大,且粗化程度最强处由游荡段向下游过渡段转移;从空间来看,床沙沿程细化,游荡段以极粗沙为主,过渡段以粗沙和极粗沙为主,弯曲段的中细沙不可忽视。拦沙初期各河段床沙组成的调整表现为中细均冲;拦沙后期则表现为中粗均冲,极粗沙占比增大,利津以上各站细沙占比不足5%,对悬沙的补给受限,中沙和粗沙仍经受冲刷,极粗沙对相应悬沙有较好补给作用。河段汛后床沙中值粒径与河床累计冲刷量呈良好的幂函数正相关关系,但拦沙后期床面已粗化到相当程度,河床冲淤对床沙粗化的影响受限。研究结果有助于掌握近期整个黄河下游床沙的粗化现状及预测下游河道冲淤变形规律。

关键词：床沙粗化不同河型补给受限持续冲刷黄河下游

高含固污泥厌氧消化中Fe/S及pH对原位抑硫效率影响及其交互作用

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环境科学 2018年第1期39卷 269-275页

作者：韩芸曹玉芹卓杨王晓飞韩雅婷彭党聪西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055 西安建筑科技大学陕西省膜分离重点实验室西安710055 深圳市利赛环保科技有限公司深圳518028

以城市污水处理厂高含固污泥为对象,分别进行了连续厌氧消化抑硫试验和消化污泥Fe(Ⅲ)投加抑硫试验,探讨不同Fe/S(摩尔比)对污泥厌氧消化中溶解态硫化物去除效率的影响以及Fe(Ⅲ)与pH的交互作用.结果表明,热水解污泥厌氧消化采用原位抑... 详细信息

以城市污水处理厂高含固污泥为对象,分别进行了连续厌氧消化抑硫试验和消化污泥Fe(Ⅲ)投加抑硫试验,探讨不同Fe/S(摩尔比)对污泥厌氧消化中溶解态硫化物去除效率的影响以及Fe(Ⅲ)与pH的交互作用.结果表明,热水解污泥厌氧消化采用原位抑硫技术,在Fe/S(摩尔比)为7.75时沼气中H_2S含量可由170.4×10^(-6)降至14.09×10^(-6),无需进行后续处理;当pH为7.00~7.50、Fe/S为1~11时,pH为原位抑硫主要显著影响因子,提高消化池pH有利于降低Fe(Ⅲ)投加量;高含固污泥厌氧消化沼气满足H_2S利用标准时,所需最低Fe/S为7.0;当消化池pH低于7.30时,将无法通过调节Fe/S实现H_2S浓度达标排放.

关键词：高含固污泥厌氧消化原位抑硫预测方程 H2S

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新准则职工薪酬的变化及其影响

山东商业会计 2008年第4期 11-12,15页

作者：曹玉芹山东省邮政函件局山东济南250014

《企业会计准则职工薪酬》规范了企业职工薪酬的概念、确认、计量和披露，有助于企业正确核算资产、成本和当期费用，为准确、完整地核算人工成本奠定了基础，研发人员职工薪酬符合条件的可准予资本化，可促使企业增加研发经费投入、增... 详细信息

《企业会计准则职工薪酬》规范了企业职工薪酬的概念、确认、计量和披露，有助于企业正确核算资产、成本和当期费用，为准确、完整地核算人工成本奠定了基础，研发人员职工薪酬符合条件的可准予资本化，可促使企业增加研发经费投入、增强企业发展后劲；有利于提高企业会计信息的质量；有利于引导投资方向，引导优秀人才到国家鼓励的行业。

关键词：职工薪酬辞退福利人工成本资本化