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基于气隙式膜蒸馏的沼液中水回收性能研究

基于气隙式膜蒸馏的沼液中水回收性能研究

作者：罗海华华中农业大学

学位级别：硕士

作为湿式厌氧发酵沼气工程的副产品,沼液中水含量占比超过90%,因而,从沼液中回收水可有效降低沼液的运输处理成本。但经过厌氧发酵后的沼液成分非常复杂,因此对水分离效果有更高的要求,且在实际应用过程中,从沼液中回收水时的运行效率... 详细信息

作为湿式厌氧发酵沼气工程的副产品,沼液中水含量占比超过90%,因而,从沼液中回收水可有效降低沼液的运输处理成本。但经过厌氧发酵后的沼液成分非常复杂,因此对水分离效果有更高的要求,且在实际应用过程中,从沼液中回收水时的运行效率、运行成本以及稳定性都必须考虑。基于此,本文首先在气隙式膜蒸馏(AGMD)技术的基础上,采用单级、多级两种气隙式膜蒸馏体系从沼液中回收水,并以水通量、比热能耗、氨氮截留率和COD截留率等为指标,重点考察了各操作参数对沼液中水回收性能的影响。在此基础上,对气隙式膜蒸馏系统的膜污染进行了探究,研究结果如下:(1)在单级AGMD系统中,随着沼液进料温度的提高,从沼液中回收的中水通量呈现出上升的规律。同样,随着沼液流速的提高,水通量也呈现出上升的规律。在沼液温度为80℃,沼液流速240 m L/min下,获得的最大水通量为5.51kg/mh。沼液温度和沼液流速对比热能耗的影响显著,在沼液温度为80℃时,获得最低比热能耗为1344 k Wh/m。沼液温度对氨氮截留率有显著影响,温度越高,氨氮截留率越低,在进料温度为50℃时,可获得最大氨氮截留率为87.24%。较厚的气隙厚度可以显著降低系统的比热能耗,研究中采用10 mm的气隙厚度时,单级AGMD系统的最低比热能耗为827 k Wh/m。冷凝液入口温度升高可以降低系统比热能耗,但也会引起水通量下降;随着冷凝液流速的增加,水通量与比热能耗均呈现出上升的规律。当进料沼液的氨氮浓度上升到4000 mg/L时,水通量会出现略微下降。采用酸化沼液可以显著提高氨氮截留率,将p H=4的沼液浓缩10倍时,氨氮截留率依然可以达到70.3%。在实验的各条件下,AGMD对COD的截留率均在93.6%以上,渗透液COD浓度低于15 mg/L,小于我国的地标水环境质量标准。(2)在多级AGMD系统中,随着沼液进料温度的提高,从沼液中回收的中水通量呈现出上升的规律。同样,随着沼液流速的提高,水通量也呈现出上升的规律。在沼液温度为80℃,沼液流速为240 m L/min时,多级AGMD的最大水通量为4.2 kg/mh,比单级AGMD(5.51 kg/mh)下降27.8%,但多级AGMD的总膜面积是单级AGMD的4倍,在中水过膜总量上,多级AGMD约为单级AGMD的3倍。带内部热回收的多级AGMD的最大水通量为4 kg/mh,比单级AGMD(5.51 kg/mh)下降27.4%,但带内部热回收的多级AGMD在中水跨膜总量上是单级的2.9倍。相比单级AGMD,采用多级AGMD膜组件可以显著降低比热能耗,在80℃的进料温度下,多级AGMD的比热能耗最低为955 k Wh/m,可比单级AGMD(1344 k Wh/m)降低28.94%。采用内部热回收的多级AGMD系统可以回收蒸汽冷凝的余热,在沼液温度为80℃时,带内部热回收的多级AGMD系统的最高热回收率为83.7%,比热能耗最低为221 k Wh/m,可比单级AGMD降低83.6%,且比无内热回收的多级AGMD降低76.9%。在沼液温度为50℃时,多级AGMD的氨氮截留率最高为88.9%。在带内部热回收的多级AGMD中通过酸化沼液,在沼液浓缩倍数约为1.6倍的条件下,氨氮截留率达到97.2%。(3)在AGMD回收沼液中水的膜污染特性部分,各种测试结果表明,酸化沼液组(p H=5)有利于缓解无机结垢,同时无机污染是膜污染的主要方式。而对于中性沼液组(p H=7)和碱性沼液组(p H=9),无机结垢和有机污染的相互作用导致了复杂的膜污染现象。

关键词：膜蒸馏沼液中水水通量能耗膜污染

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沙波演化的数值模拟研究及神经网络预测

沙波演化的数值模拟研究及神经网络预测

作者：罗海华大连理工大学

学位级别：硕士

海底沙波在潮流、波浪作用下会发生迁移和增长,这可能导致管线悬跨,从而引发管线疲劳破坏,也可能导致海洋平台发生倾斜,威胁海洋平台生产安全。因此,研究沙波的迁移和增长具有十分重要的工程意义。本文基于Xbeach模型,开展了潮流作用下... 详细信息

海底沙波在潮流、波浪作用下会发生迁移和增长,这可能导致管线悬跨,从而引发管线疲劳破坏,也可能导致海洋平台发生倾斜,威胁海洋平台生产安全。因此,研究沙波的迁移和增长具有十分重要的工程意义。本文基于Xbeach模型,开展了潮流作用下的海底沙波演变数值模拟研究。分析了不对称系数、沙波波长、相对水深、泥沙粒径对沙波迁移和增长的影响,并比较了模型参数影响程度的相对大小。研究发现,沙波在沙波坡度较缓、相对水深较大、泥沙粒径较粗时演变缓慢,反之则变化迅速。对沙波迁移而言,相对水深的影响最大,不对称系数的影响则可以忽略不计。对沙波增长而言,各参数影响均不能忽略。随后,建立BP(Back Propagation)神经网络模型和GAN(Generative Adversarial Network)模型,并基于数值模拟获得的分析结果对BP神经网络模型和G AN模型进行训练以预测沙波的迁移和增长。BP神经网络模型预测结果与数值模拟计算结果的相关系数r大于0.95,平均相对误差小于6.5%,GAN模型平均相对误差小于7.5%,表明BP神经网络模型和GAN模型可以较好的预测沙波的迁移和增长,并且,GAN模型在预测结果的准确性变化不大的情况下提高了模型的泛化能力。采用MIV(Mean Impact Value)算法量化不对称系数、沙波波长、相对水深、泥沙粒径与沙波迁移率和增长率的相关性,MIV绝对值的大小与正负和数值模拟结果吻合较好,说明MIV算法可以较好的量化参数相关性。

关键词：沙波演化 Xbeach BP神经网络 GAN模型 MIV算法

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回热器孔隙率对VM循环热泵性能的影响分析

热科学与技术 2022年第5期21卷 491-496页

作者：董益华李建设罗海华浙江浙能技术研究院有限公司浙江杭州311121 浙江省能源集团有限公司浙江杭州310007

孔隙率是表征回热器结构和效率的重要参数,影响整个系统的流动和传热特性。以热驱动斯特林循环的VM(Vuilleumier,VM)循环热泵为研究对象,建立了其内部回热器的模型,研究了在不同的热源温度、系统压力、转速、容积比和工质的情况下,孔隙... 详细信息

孔隙率是表征回热器结构和效率的重要参数,影响整个系统的流动和传热特性。以热驱动斯特林循环的VM(Vuilleumier,VM)循环热泵为研究对象,建立了其内部回热器的模型,研究了在不同的热源温度、系统压力、转速、容积比和工质的情况下,孔隙率对整个热泵系统性能的影响。结果表明:随着孔隙率的增加,系统性能系数先增加后减小,在0.6左右达到最佳。在相同孔隙率的情况下,系统性能系数随着热源温度、系统平均压力、容积比、转速的增加而分别增大,并且增加的幅度是越来越小的。对于工质而言,氦气和氢气的性能较优,而氮气的性能较差。综合考虑安全等因素,宜选氦气作为工质。

关键词： VM循环热泵回热器孔隙率性能系数工质

MRP8/MRP14诱导腹腔巨噬细胞释放炎性细胞因子

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南方医科大学学报 2017年第9期37卷 1164-1170页

作者：王娟李磊罗海华姜勇南方医科大学病理生理学教研室//广东省蛋白质组学重点实验室广东广州510515

目的探讨MRP8/MRP14诱导小鼠腹腔巨噬细胞细胞因子表达效应及其作用机制。方法 Luminex x MAP液相芯片系统检测重组MRP8/MRP14蛋白诱导腹腔巨噬细胞6种细胞因子/趋化因子的水平变化;MRP14不同结构域融合蛋白刺激细胞,检测TNF-α、IP-10... 详细信息

目的探讨MRP8/MRP14诱导小鼠腹腔巨噬细胞细胞因子表达效应及其作用机制。方法 Luminex x MAP液相芯片系统检测重组MRP8/MRP14蛋白诱导腹腔巨噬细胞6种细胞因子/趋化因子的水平变化;MRP14不同结构域融合蛋白刺激细胞,检测TNF-α、IP-10和IL-6表达;Western blot检测MRP8/MRP14刺激细胞p38 MAPK、JNK和ERK激酶磷酸化变化;细胞预先用p38 MAPKs、JNK、ERK激酶抑制剂、TLR4和RAGE受体拮抗剂预处理,之后给予MRP8/MRP14蛋白刺激,检测TNF-α、IP-10和IL-6表达。结果 MRP8/MRP14能显著诱导TNF-α、IP-10和IL-6的表达,与对照组相比,蛋白表达水平分别升高约98.2、378.6和6.3倍(P<0.01),MRP8/MRP14不能诱导IL-2、IL-5和IFN-g的表达;MRP14全长及其结构域EFhand-1、EFhand-2及EFhand-1+2融合蛋白能够诱导TNF-α、IP-10和IL-6的表达(P<0.01),CT末端结构域不具有诱导活性;MRP8/MRP14刺激细胞后1 h p38 MAPK、JNK及ERK激酶发生显著磷酸化变化,持续至2 h;与单纯MRP8/MRP14组相比,p38 MAPK抑制剂SB203580显著抑制TNF-α、IP-10和IL-6的表达(P<0.05);JNK抑制剂SP600125显著抑制TNF-α和IP-10的表达(P<0.05),对IL-6的表达无影响;ERK及其上游MEK1/2的抑制剂PD98059和U0126显著抑制IL-6的表达(P<0.05);TLR4抑制剂TAK242抑制了MRP8/MRP14诱导的TNF-α、IP-10和IL-6的表达(P<0.05),而RAGE中和性抗体仅部分抑制MRP8/MRP14诱导的IL-6的表达(P<0.05)。结论 MRP8/MRP14能够诱导小鼠腹腔巨噬细胞TNF-α、IP-10和IL-6的表达;MRP蛋白以包含有钙离子结合基序的结构域具有诱导细胞因子表达的活性;TNF-α和IP-10的表达与TLR4受体及其下游的p38 MAPKs、JNK通路有关,IL-6的表达则同时由TLR4和RAGE受体介导,继而激活下游的p38 MAPKs和ERK信号通路。

关键词：髓样相关蛋白8/14 p38 MAPK JNK ERK TLR4

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蒸汽加热熔盐换热试验研究

锅炉技术 2023年第1期54卷 27-33页

作者：沈强顾晓鸥翁建明张艳梅罗海华浙江浙能嘉兴发电有限公司浙江嘉兴314000 上海电气集团股份有限公司中央研究院上海200070 浙江浙能技术研究院有限公司浙江杭州311100

电力系统新形势要求火电机组实施灵活性改造,其中一种有效方式是增加储热装置。为提高系统效率,研究了利用蒸汽直接加热熔盐的储热方案,通过熔盐储换热试验平台,对不同工况下的系统充热流程、蒸汽加热熔盐的传热特性和能量转换效率进行... 详细信息

电力系统新形势要求火电机组实施灵活性改造,其中一种有效方式是增加储热装置。为提高系统效率,研究了利用蒸汽直接加热熔盐的储热方案,通过熔盐储换热试验平台,对不同工况下的系统充热流程、蒸汽加热熔盐的传热特性和能量转换效率进行了试验研究。结果表明:蒸汽加热熔盐储热方案是可行的,单向循环模式和连续循环模式都可以稳定地加热各个温度段的熔盐;低温时熔盐泵功耗比中高温时增加约6%;高温时换热器的总传热系数比低温时增加约15%。

关键词：灵活性改造深度调峰熔盐储换热系统蒸汽加热

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鄱阳湖区赣北棉田地表径流氮磷流失特征研究

中国农业科技导报 2022年第6期24卷 166-175页

作者：张丽娟秦宇坤程慧煌李永旗罗海华江西省棉花研究所江西九江332105

为明确鄱阳湖生态区赣北棉田地表径流氮磷流失特征,探究氮肥减施和部分有机肥替代化肥对氮磷流失的影响,采用田间径流池法,在自然降雨条件下,连续4年进行定位监测。结果表明,试验区域暴雨主要出现在5~7月,该时期为径流发生的高风险期;... 详细信息

为明确鄱阳湖生态区赣北棉田地表径流氮磷流失特征,探究氮肥减施和部分有机肥替代化肥对氮磷流失的影响,采用田间径流池法,在自然降雨条件下,连续4年进行定位监测。结果表明,试验区域暴雨主要出现在5~7月,该时期为径流发生的高风险期;棉田总氮和总磷年度累积流失量分别为7.59~22.49 kg·hm^(-2)和0.43~1.61 kg·hm^(-2),地表径流以颗粒态氮和可溶性磷为主,硝态氮是无机氮流失的主要成分。地表径流、养分流失时间、流失量与降雨量之间具有显著的相关性;在常规施肥处理下,径流量和氮、磷流失量呈极显著的幂函数相关。与常规施肥相比,减氮20%基础上配施部分(10%)有机肥的施肥措施有利于减少地表径流、降低径流系数、减少氮流失,且对磷的流失和棉花产量无显著影响。

关键词：赣北棉田地表径流氮磷流失定位监测

HuR蛋白118位苏氨酸对热应激状态下的双特异性磷酸酶1的转录后调控

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南方医科大学学报 2014年第6期34卷 766-770页

作者：张传丽罗海华姜勇南方医科大学病理生理教研室//广东省蛋白质组学重点实验室广东广州510515

目的探讨RNA结合蛋白HuR 118位苏氨酸对热应激状态下的双特异性磷酸酶1(DUSP1)转录后调控机制。方法构建HuR 118位苏氨酸突变体真核表达质粒,并用脂质体转染NIH 3T3细胞,Real-time PCR检测其对DUSP1 mRNA水平的影响,Western blotting检... 详细信息

目的探讨RNA结合蛋白HuR 118位苏氨酸对热应激状态下的双特异性磷酸酶1(DUSP1)转录后调控机制。方法构建HuR 118位苏氨酸突变体真核表达质粒,并用脂质体转染NIH 3T3细胞,Real-time PCR检测其对DUSP1 mRNA水平的影响,Western blotting检测其对DUSP1蛋白表达的效应。结果 (1)小鼠HuR不同突变体真核表达载体质粒构建成功;(2)热休克刺激后,HuRT118磷酸化明显增强;(3)过表达HuR(WT)与HuR(T118E),经过热休克刺激后,DUSP1 mRNA水平明显升高,其蛋白表达也有上调;过表达HuR(T118E)时,DUSP1的mRNA水平明显上调,而蛋白水平在热休克刺激前后均上调,其表达变化无差异而过表达HuR(T118A),热休克刺激前后DUSP1 mRNA水平及蛋白表达均下调;(4)热休克刺激下,HuR(WT)可以从细胞核内转位到细胞质并形成颗粒;当过表达HuR(T118E)时,在静息状态下,HuR(T118E)弥散分布于细胞质,热休克刺激会使其在细胞质形成明显的颗粒;而过表达HuR(T118A)时,热休克刺激并不能使其移位出核。结论 RNA结合蛋白HuR参与了DUSP1的转录后调控,可以通过其118位的苏氨酸磷酸化提高热休克刺激后的DUSP1的基因及蛋白水平。

关键词： HuR蛋白双特异性磷酸酶1 转录后调控

TRPM2蛋白在大肠杆菌的表达纯化和多克隆抗体制备

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细胞与分子免疫学杂志 2013年第5期29卷 511-514页

作者：孙宏卫罗海华王妮欧小利温晓梨姜勇梅柱中南方医科大学病理生理教研室广东省蛋白质组学重点实验室广东广州510515

目的获得人瞬时受体电位M2(TRPM2)离子通道蛋白N末端的原核表达融合蛋白,制备兔抗人TRPM2多克隆抗体。方法采用PCR扩增编码人TRPM2蛋白N末端1～334位氨基酸残基(在人与小鼠中高度保守)的cDNA序列,将其克隆至谷胱甘肽硫转移酶(GST)融合... 详细信息

目的获得人瞬时受体电位M2(TRPM2)离子通道蛋白N末端的原核表达融合蛋白,制备兔抗人TRPM2多克隆抗体。方法采用PCR扩增编码人TRPM2蛋白N末端1～334位氨基酸残基(在人与小鼠中高度保守)的cDNA序列,将其克隆至谷胱甘肽硫转移酶(GST)融合蛋白表达质粒pGEX-4T-3上。将原核表达重组质粒转化BL2l(DE3)感受态细胞,IPTG诱导GST-TRPM2N融合蛋白的表达,并纯化获得相对分子质量(Mr)约70000的GST-TRPM2融合蛋白。将此融合蛋白与弗氏完全佐剂混合后采用经典的4次免疫法免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体,用Western blot法对该抗体进行鉴定。结果通过PCR扩增获得编码TRPM2蛋白N末端的cDNA片段并将其定向克隆至原核表达载体pGEX-4T3中,采用IPTG诱导、蛋白质的变性与复性纯化获得融合蛋白GST-TRPM2N,将纯化的融合蛋白免疫新西兰大白兔,制备获得特异性抗TRPM2蛋白的多克隆抗体。结论成功制备了特异性抗人TRPM2蛋白的多克隆抗体。

关键词： TRPM2 原核表达蛋白纯化多克隆抗体

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黄连解毒汤对小鼠肠道菌群的影响

黄连解毒汤对小鼠肠道菌群的影响

作者：罗海华广州中医药大学

学位级别：硕士

目的健康人群的胃肠道内寄居着种类繁多的微生物,这些微生物被统称为肠道菌群。一般情况下,肠道菌群与人体和外部环境保持着一个平衡状态,对人体的健康起着重要作用。过量使用抗生素将造成人体肠道菌群失调,已有不少相关报道。而根据... 详细信息

目的健康人群的胃肠道内寄居着种类繁多的微生物,这些微生物被统称为肠道菌群。一般情况下,肠道菌群与人体和外部环境保持着一个平衡状态,对人体的健康起着重要作用。过量使用抗生素将造成人体肠道菌群失调,已有不少相关报道。而根据中医理论,过量或长期服用苦寒的清热解毒的中药将损伤脾胃、耗伤正气,也有报道部分苦寒中药例如黄连解毒汤有抑菌杀菌作用,而如果滥用苦寒中药是否有类似于抗生素的破坏作用还未见报道。本研究用高低剂量黄连解毒汤处理正常小鼠,观察其对小鼠肠道菌群中益生菌、条件致病菌数量、比例的影响,以及对肠壁组织的损伤情况,以期为临床合理使用清热解毒中药提供参考资料。方法 1.建立生理盐水灌胃的正常组。小鼠每天以0.6ml生理盐水灌胃,共灌胃14天。 2.构建林可霉素造成的小鼠肠道菌群失调模型作为抗生素组。小鼠每天以盐酸林可霉素60mg灌胃,共灌胃14天。 3.建立不同剂量黄连解毒汤灌胃小鼠的高剂量组和低剂量组。高剂量组小鼠每天以0.15g黄连解毒汤灌胃,共灌胃14天。低剂量组小鼠每天以0.075g黄连解毒汤灌胃,共灌胃14天。 4.观察各组小鼠外形、活动、饮食等情况。 5.取盲肠内容物涂片革兰染色显微镜下计算球菌杆菌比,按称量、均质化、稀释、滴板涂布、培养计数的流程检查各组小鼠盲肠内容物中的双歧杆菌、乳酸杆菌、肠球菌、大肠埃希菌数量,从肠道菌群变化方面研究黄连解毒汤对小鼠肠道的影响。 6.分别研磨脾脏和肠系膜淋巴结,培养检查是否有细菌移位现象。 7.称量各组小鼠盲肠重量,计算盲肠指数,取回肠作病理切片,从肠组织损伤方面研究黄连解毒汤对小鼠肠道的影响。 8.统计方法采用SPSS 13.0软件包的方差分析(ANOVA)模块进行数据分析,多组间两两比较Student-t检验。结果 1.正常组小鼠饮食正常,行动活跃,被毛平整光滑,粪便正常,体重增加,肠道菌群比例正常,回肠黏膜和盲肠均正常,无水肿现象。 2.抗生素组小鼠摄食量下降,精神萎靡,行动迟缓,被毛无光泽,畏寒扎堆,排稀便,体重下降,有50%小鼠出现细菌移位至肠系膜淋巴结,小鼠肠道菌群球菌杆菌比大于1/3,双歧杆菌、乳酸杆菌、肠球菌和大肠埃希菌均与正常组有差异,出现菌群失调现象,双歧杆菌和乳酸杆菌较正常组明显减少,而肠球菌和大肠埃希菌较正常组明显增加。本组小鼠回肠黏膜损伤脱落,盲肠明显水肿。 3.高剂量组小鼠摄食量下降,行动较迟缓,被毛无光泽,大便稀湿,体重下降,有20%小鼠出现细菌移位至肠系膜淋巴结,小鼠肠道菌群球菌杆菌比大于1/3,双歧杆菌、乳酸杆菌、肠球菌和大肠埃希菌均与正常组有差异,出现菌群失调现象,双歧杆菌和乳酸杆菌较正常组明显减少,而肠球菌和大肠埃希菌较正常组明显增加。回肠黏膜损伤脱落,盲肠水肿。 4.低剂量组小鼠饮食正常,行动活跃,被毛平整光滑,粪便正常,体重增加,肠道菌群比例正常,无细菌移位现象,回肠黏膜和盲肠均正常。双歧杆菌和乳酸杆菌等益生菌与正常组相似,维持很高数量,但条件致病性肠球菌和大肠埃希菌较正常组明显减少。结论抗生素组小鼠肠道菌群失调,黄连解毒汤高剂量组小鼠出现类似抗生素组小鼠的症状,提示长期大量使用黄连解毒汤有类似抗生素的破坏作用。黄连解毒汤在低剂量使用时使肠球菌数量减少,或许有调节肠道菌群平衡的作用。

关键词：黄连解毒汤肠道菌群菌群失调