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Renewable biomass reinvigorates sustainable water-energy nexus

Science Bulletin 2024年第16期69卷 2543-2554页

作者： Hongxu Chen Jiatao Xu Zhiyong Jason Ren Hailong Lin Leli Zhang EReaihan Yanhao Yuan Zihan Wang Zhidan Liu Laboratory of Environment-Enhancing Energy(E2E) College of Water Resources and Civil EngineeringChina Agricultural UniversityBeijing 100083China Key Laboratory of Agricultural Engineering in Structure and Environment Ministry of Agriculture and Rural AffairsBeijing 100083China Department of Civil and Environmental Engineering Princeton UniversityPrinceton NJ 08544USA Andlinger Center for Energy and the Environment Princeton UniversityPrinceton NJ 08544USA Department of Earth and Environmental Engineering Columbia UniversityNew York NY 10027USA State Key Laboratory of Efficient Utilization of Agricultural Water Resources Beijing 100083China

The water-energy nexus has garnered worldwide *** dual-functional research aimed at coproducing freshwater and electricity faces significant challenges,including sub-optimal capacities("1+1<2"),poor inter-functional coordination,high carbon footprints,and large *** water-toelectricity conversions are often compromised owing to functionality separation and erratic ***,we present a sustainable strategy based on renewable biomass that addresses these issues by jointly achieving competitive solar-evaporative desalination and robust clean electricity *** hydrothermally activated basswood,our solar desalination exceeded the 100% efficiency bottleneck even under reduced solar *** simple size-tuning,we achieved a high evaporation rate of 3.56 kg h^(-1)m^(-2)and an efficiency of 149.1%,representing 128%-251% of recent values without sophisticated surface *** incorporating an electron-ion nexus with interfacial Faradaic electron circulation and co-ion-predominated micro-tunnel hydrodynamic flow,we leveraged free energy from evaporation to generate long-term electricity(0.38 W m^(-3)for over 14 d),approximately 322% of peer performance *** inter-functional nexus strengthened dual functionalities and validated general engineering *** presented strategy holds significant promise for global human–society–environment sustainability.

关键词： Biomass Water-energy nexus Solar desalination Clean energy Hydrothermal carbonization Sustainable development

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给排水工程仪表与控制课程混合式教学改革研究与实践

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中国现代教育装备 2022年第7期 72-75页

作者：任玉成李俊峰额热艾汗石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832003

针对给排水工程仪表与控制课程的特点,分析教学中存在的问题,采用改进教学模式、优化教学内容、开展案例教学、重视实践环节、优化考核制度、融入思政元素等多种措施,实施混合式教学改革,切实激发了学生学习的积极性和主动性。通过教学... 详细信息

针对给排水工程仪表与控制课程的特点,分析教学中存在的问题,采用改进教学模式、优化教学内容、开展案例教学、重视实践环节、优化考核制度、融入思政元素等多种措施,实施混合式教学改革,切实激发了学生学习的积极性和主动性。通过教学改革与实践,提高了学生的创新能力和团队协作能力,激发学生的专业认同感和责任感。

关键词：给排水工程仪表与控制教学改革混合式教学

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5E教学在《节能技术与废物资源化》课程中的探索

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中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 2022年第9期 66-68页

作者：额热艾汗陈翠忠任玉成汪秋刚石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832000

节能减排与废物资源化是实现“双碳”目标的有效途径之一。通识教育课程《节能技术与废物资源化》利用实践环节引导学生发现周围生活中能源浪费、资源废弃等现象,并找出其解决思路与方法等方面做了一些探索。实践证明该教学环节在激发... 详细信息

节能减排与废物资源化是实现“双碳”目标的有效途径之一。通识教育课程《节能技术与废物资源化》利用实践环节引导学生发现周围生活中能源浪费、资源废弃等现象,并找出其解决思路与方法等方面做了一些探索。实践证明该教学环节在激发学生的创新意识,挖掘学生的发散思维和潜力,引导学生学以致用,提高学生动手能力等方面有极好的效果。这种基于吸引、探究、解释、迁移和评价等5E教学模式,在树立学生节能意识、废弃物资源化意识,倡导绿色、环保、低碳的生活方式,从而助力“双碳”战略方面有一定的积极意义。

关键词：节能减排资源化利用 5E教学模式作品

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碳氮比对SBR系统硝化过程及EPS三维荧光光谱特性的影响

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化工进展 2020年第12期39卷 5275-5282页

作者：陈翠忠李俊峰蓝明菊额热艾汗谢可飞徐威龙刘雅茹孙洪伟石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832000 烟台大学环境与材料工程学院山东烟台264005

以人工模拟废水为研究对象,采用4组间歇式活性污泥(SBR)反应器(R0、R5、R(10)和R(15)),探究了硝化过程中碳氮比(C/N)对NH4+-N去除和胞外聚合物(EPS)含量的影响。同时采用三维荧光光谱技术(3D-EEM)结合积分区域法(FRI),分析进出水时EPS... 详细信息

以人工模拟废水为研究对象,采用4组间歇式活性污泥(SBR)反应器(R0、R5、R(10)和R(15)),探究了硝化过程中碳氮比(C/N)对NH4+-N去除和胞外聚合物(EPS)含量的影响。同时采用三维荧光光谱技术(3D-EEM)结合积分区域法(FRI),分析进出水时EPS各组分所占比例及变化情况。结果表明,4种C/N系统均获得了较高的NH4+-N去除率,且氨氧化速率与C/N呈负相关;C/N升高(0→15),进出水时的EPS及其组分含量随之增大,其中C/N对PS含量影响尤为显著,且硝化过程中多糖(PS)积累。根据荧光区域积分法(FRI)分析,不同C/N条件下EPS各荧光区域强度百分比存在显著差异,其中荧光区域V(腐殖酸类物质,46%~57%)的强度百分比值(P(i,n))最高。此外,蛋白质类物质酪氨酸和色氨酸以及溶解性微生物代谢产物在硝化过程中均被微生物所利用。

关键词：硝化污泥碳氮比氨氧化胞外聚合物三维荧光光谱荧光区域积分

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间歇式活性污泥法(SBR)系统碳氮比对同步硝化反硝化微生物群落分布及脱氮效能的影响

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环境化学 2021年第11期40卷 3598-3607页

作者：陈翠忠李俊峰刘生宝蓝明菊额热艾汗王一凯孙洪伟石河子大学水利建筑工程学院石河子832000 烟台大学环境与材料工程学院烟台264005

同步硝化反硝化(simultaneous nitrification and denitrification,SND)是一种节能型废水处理工艺,但C/N对SBR系统SND及活性污泥微生物种群的影响机理尚不清楚。本试验以人工模拟废水为研究对象,采用4组不同碳氮比(C/N)系统(R_(0)、R_(5... 详细信息

同步硝化反硝化(simultaneous nitrification and denitrification,SND)是一种节能型废水处理工艺,但C/N对SBR系统SND及活性污泥微生物种群的影响机理尚不清楚。本试验以人工模拟废水为研究对象,采用4组不同碳氮比(C/N)系统(R_(0)、R_(5)、R_(10)和R_(15))对比分析了C/N对SBR系统SND及活性污泥微生物种群的影响,并通过高通量测序测定了SBR活性污泥系统微生物多样性。结果表明,C/N与SND效能的实现及提高显著正相关,随着C/N的升高,SBR系统SND率(19.2%→25.7%→35.0%→74.0%)和SND反应速率[(16.1→21.4→30.2→57.2)mg·(gSS·d)^(–)]显著升高,且R_(10)和R_(15)系统分别在第215和120周期后,SND对总氮去除贡献率达到63.7%和89%。高通量测序结果表明,门水平微生物具有较高的多样性,达到19门,主要包括变形菌门(55.10%),拟杆菌门(17.40%),蓝细菌门(7.90%),疣微菌门(5.00%)和硝化螺旋菌门(2.80%),其中变形门是优势菌种,并且属水平上也具有较高的多样性,数量达到112种以上,其中动胶菌属为优势菌属,且R_(0)系统内硝化螺旋菌属的相对丰度是R_(5)、R_(10)和R_(15)的106倍。此外,SBR活性污泥系统中包含反硝化菌的门和属主要由变形门、拟杆菌门和厚壁菌门中的22个菌属所组成。

关键词：碳氮比活性污泥同步硝化反硝化微生物多样性好氧反硝化菌

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铁对厌氧氨氧化过程及脱氮性能的影响

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环境科学与技术 2021年第5期44卷 14-24页

作者：陈翠忠额热艾汗刘洪光王健康蓝明菊刘生宝杜可清李俊峰石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832000

文章从微生物活动和脱氮性能等角度出发,综述铁对厌氧氨氧化过程的影响。结果表明,适量铁的添加不仅能促进厌氧氨氧化菌的生长及繁殖,提高Anammox活性,且有利于污泥颗粒化改善沉降效果,同时形成的EPS有助于污泥絮体凝聚,进而显著提高厌... 详细信息

文章从微生物活动和脱氮性能等角度出发,综述铁对厌氧氨氧化过程的影响。结果表明,适量铁的添加不仅能促进厌氧氨氧化菌的生长及繁殖,提高Anammox活性,且有利于污泥颗粒化改善沉降效果,同时形成的EPS有助于污泥絮体凝聚,进而显著提高厌氧氨氧化工艺的处理效果。并通过氮源的迁移转化、微生物功能基因丰度及多样性揭示反应过程以厌氧氨氧化为主,Feammox和自养反硝化为辅,发酵型细菌和异养型细菌共同作用实现稳定的脱氮。通过该文介绍将为后续铁元素加强厌氧氨氧化过程的研究提供参考。

关键词：厌氧氨氧化铁污泥特性脱氮转化机制

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多学科交叉背景下的高校教师专业发展

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教育现代化 2019年第64期 121-122页

作者：汪秋刚额热艾汗陈翠忠任玉成石河子大学水利建筑工程学院

近年来,"大类招生"模式不断发展、新工科建设刻不容缓,而学科交叉融合是新工科建设的重要一步,高校教师在该类过程中扮演着最重要的角色。本文对学科交叉背景下高校教师专业发展的现状进行了分析整理,对高校专业教师如何做好教学、科研... 详细信息

近年来,"大类招生"模式不断发展、新工科建设刻不容缓,而学科交叉融合是新工科建设的重要一步,高校教师在该类过程中扮演着最重要的角色。本文对学科交叉背景下高校教师专业发展的现状进行了分析整理,对高校专业教师如何做好教学、科研工作的思路进行了探讨。本文对高校教师跨专业发展的现状进行了分析整理,对跨专业高校教师如何做好教学、科研工作的思路进行了探讨。重点阐述了在这种大背景下,高校教师应当如何尽快完成转型,从而更好地培养适应社会需求的人才。

关键词： “大类招生” 学科交叉高校教师

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回热器对新型混合制冷剂热泵循环性能影响的实验研究

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低温与超导 2018年第6期46卷 66-70页

作者：额热艾汗汪秋刚李靖任玉成王昭阳赵纯李俊峰石河子大学水利建筑工程学院石河子832002 重庆大学三峡库区教育部重点实验室重庆400045 低碳绿色建筑国际联合研究中心重庆400045

以新型混合制冷剂(质量百分比91.83%的R218和8.17%的R846)为实验工质,在板式回热器热泵系统中进行实验,分析实验装置中回热器对热泵循环性能的影响。结果表明,回热器用板式替代套管式后,回热器进出口温差从10℃增加到26℃,回热效果明显... 详细信息

以新型混合制冷剂(质量百分比91.83%的R218和8.17%的R846)为实验工质,在板式回热器热泵系统中进行实验,分析实验装置中回热器对热泵循环性能的影响。结果表明,回热器用板式替代套管式后,回热器进出口温差从10℃增加到26℃,回热效果明显,系统性能得到改善。进一步分析回热量对系统性能的影响,得出随着回热量的增加,压缩机耗功增加30.3%,但系统制热量增加85.5%,制热系数增加41.7%,系统性能显著提高。

关键词：回热器混合制冷剂热泵循环性能制热系数

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北疆地区室内热环境实测及人体热反应研究

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资源信息与工程 2021年第6期36卷 116-121页

作者：汪秋刚李靖额热艾汗任玉成石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832002

为探究北疆地区自然通风状况下的室内热环境及人体热反应,选取一单人宿舍进行约6个月的实测,结果表明,室内温度波动较大,最高与最低温差近17℃,最高温度达35.4℃。以ASHRAE 55—2017为标准,对室内热环境进行评价,室内相对湿度始终满足... 详细信息

为探究北疆地区自然通风状况下的室内热环境及人体热反应,选取一单人宿舍进行约6个月的实测,结果表明,室内温度波动较大,最高与最低温差近17℃,最高温度达35.4℃。以ASHRAE 55—2017为标准,对室内热环境进行评价,室内相对湿度始终满足标准要求,室内温度是唯一的影响因素,4、5、9及10月满足热舒适的要求,但要注意保暖,6、7和8月室内温度过高,即使完全打开门窗形成对流,对室内热环境的改变也是微弱的,需采取其他降温措施。线性回归结果显示,室内环境对人体皮肤温度的影响随室内环境温度的升高而减小。

关键词：北疆地区线性回归 ASHRAE标准热舒适区域人体热反应

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基于综合素质培养的公选课教学实践——以“室内装饰与装修”课程为例

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西部素质教育 2020年第9期6卷 57-59页

作者：任玉成额热艾汗谷天天李靖汪秋刚江煜石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832003 石河子大学化学化工学院新疆石河子832003

文章先分析了公选课课程现状,接着阐述了“室内装饰与装修”公选课课程背景,再以“室内装饰与装修”课程为例提出了基于综合素质培养的公选课教学实践策略,最后论述了“室内装饰与装修”课程课堂教学反馈评价。

关键词：综合素质公选课教学 “室内装饰与装修”课程

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