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Purification and characterization of Al_(13) species in coagulant polyaluminum chloride

Journal of Environmental Sciences 2009年第1期21卷 18-22页

作者： GAO Baoyu chu yongbao YUE Qinyan WANG Yan School of Environmental Science and Engineering Shondong University Jinan 250100 China. School of Environment and Safety Engineering Qingdong University of Science and Technology Qingdao 266042 China Key Laboratory of Colloid and Interface Chemistry Minstry of Education Shandong University Jinan 250100 China

Nano-Al13 was separated and purified by four methods to investigate its characteristic, and was analyzed by Al-Ferron timed complexation spectrophotometer, ^27Al-NMR （nuclear magnetic resonance）, and transmission electron microscopy （TEM）. Coagulation efficiency of nano-Al13, polyaluminum chloride （PAC）, and AlCl3 in synthetic water were also investigated by jar test. The dynamic process and aggregation state of kaolin suspensions coagulating with nano-Al13, PAC, and AlCl3 were also investigated. The experimental results indicated that the efficiency of gel column chromatography method was the highest for separating PAC solution with low Al concentration. Ethanol and acetone method was simple and could separated PAC solution with different Al concentrations, while silicon alkylation white block column chromatography method could separate PAC solution only with low Al concentration. The SO4^2-/Ba^2＋ displacement method could separate PAC solution with high Al concentration, but extra inorganic cation and anion could be introduced into the solution during the separation. The coagulation efficiency and dynamic experimental results showed that nano- Al13 with a high positive-charged species was the main species of electric neutralization in coagulation process, and it could reduce the turbidity and increase the effective particles collision rate efficiently in coagulation process. Its coagulation speed and the particle size of coagulant formed were of greatest value in this study.

关键词： nano-Al13 separation and purification coagulation dynamic processes

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Investigation of dynamic processing on aluminum floc aggregation:Cyclic shearing recovery and effect of sulfate ion

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Science China Chemistry 2008年第4期51卷 386-392页

作者： chu yongbao GAO BaoYu YUE QinYan WANG Yan School of Environment and Safety Engineering Qingdao University of Science and TechnologyQingdao 266042China School of Environmental Science and Engineering Shandong UniversityJinan 250100China

The floc formation and re-aggregation potential and the effects of sulfate on coagulation by AlCl3, polyaluminum chloride (PAC), and Al13 species using a photometric dispersion analyzer (PDA) are in- vestigated. It is found that the recovery level from shearing is the highest for the Al13 species. This is likely a result of increased collision efficiency due to more effective charge neutralization. The ex- perimental results show that sulfate has a significant effect on coagulation and promoting aggregation of hydrolyzed species for the Al13 species. It results in significant improvement of the coagulation effi- ciency through an electrostatic patch effect. The results further indicate that zeta potential of the parti- cle suspension is not the only indicator for the coagulant efficiency when precipitate formation sig- nificantly improves coagulation.

关键词： Al13 species coagulation dynamics polyaluminum chloride (PAC) sulfate

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Separating method and dynamic processes of Nano-Al_(13)

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Frontiers of Environmental Science & Engineering 2007年第3期1卷 368-373页

作者： GAO Baoyu chu yongbao YUE Qinyan KONG chunyan WANG Xiaona School of Environmental Science and Engineering Shandong UniversityJinan 250100China College of Material and Environment Qingdao University of Science and TechnologyQingdao 266042China Department of Chemistry Dezhou UniversityDezhou 253023China

In order to investigate the characteristics of pure Nano-Al_(13) ,Nano-Al_(13) was separated and purified from a series of poly-aluminum chloride(PAC)solutions which had the same Al_(13) percentage but different total Al concentrations,by using column chromatography,ethanol-acetone resolving and SO_(4)^(2−)/Ba^(2+)*** Al_(13) species yield was characterized by Al-ferron timed complexation spectropho-tometry and 27Al-NMR(nuclear magnetic resonance).The coagulation efficiency of Nano-Al_(13) ,PAC and AlCl_(3) in synthetic water was also investigated by Jar *** dynamic process and aggregation state of kaolin suspensions coagulating with Nano-Al_(13) ,PAC and AlC_(13) were similarly investigated using a photometric dispersion analyzer 2000(PDA2000).The experimental results indicated that the ethanol-acetone resolving method was simple and could separate the PAC solution at different concentrations,while column chromatography could separate PAC solutions at low *** SO_(4)^(2−)/Ba^(2+)displacement method could separate PAC solutions at high ***,extra inorganic cation and anion could be added in the solution during *** coagulation efficiency and dynamic experimental results showed that Nano-Al_(13) with high positive-charged species was effective in removing turbidity and *** dynamic process results showed that Nano-Al_(13) also had the best recovery capability after shearing compared with PAC and AlCl3 because the Nano-Al_(13) conformation is more effective in charge neutralization.

关键词： Nano-Al_(13) separation and purification coagula-tion dynamic processes

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短程硝化–厌氧氨氧化在实际垃圾渗滤液处理工程中的启动运行研究

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北京大学学报（自然科学版） 2021年第2期57卷 275-282页

作者：初永宝赵少奇刘生赵华章青岛科技大学环境与安全工程学院青岛266042 北京大学环境科学与工程学院北京100871 北京市新型污水深度处理工程技术研究中心北京100871

针对新型脱氮工艺短程硝化‒厌氧氨氧化(ANAMMOX)过程中亚硝氮难以稳定生成的难题,设计水解酸化+UASB+好氧氧化的处理工艺,应用于实际垃圾渗滤液处理工程。结果表明,当进水氨氮浓度为610~1900 mg/L,C/N比为1.8~3.5时,在进水量为100 m3/d... 详细信息

针对新型脱氮工艺短程硝化‒厌氧氨氧化(ANAMMOX)过程中亚硝氮难以稳定生成的难题,设计水解酸化+UASB+好氧氧化的处理工艺,应用于实际垃圾渗滤液处理工程。结果表明,当进水氨氮浓度为610~1900 mg/L,C/N比为1.8~3.5时,在进水量为100 m3/d,回流比为2:1,pH值为7.5~8.0,DO为2.0 mg/L的调试条件下,O池发生短程硝化,积累200 mg/L的亚硝氮,积累率最高达78%。微生物DNA检测发现,O池中AOB物种丰度是NOB的10倍以上。水解酸化池中存在COD、氨氮和总氮同时去除的现象,COD去除量不能满足全部总氮反硝化,剩余的总氮通过厌氧氨氧化过程去除,通过ANAMMOX反应去除的总氮占水解酸化池总氮去除量的35%~67%。在实际垃圾渗滤液处理工程中,通过控制进水量、回流比、pH和溶解氧等条件,成功地启动短程硝化‒厌氧氨氧化工艺。

关键词：垃圾渗滤液短程硝化厌氧氨氧化脱氮水处理工程

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Characterzation and separation of Al_(13) species using gel-filtration chromatography

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Science China Chemistry 2006年第4期49卷 326-331页

作者： chu yongbao1,2, GAO Baoyu1, YUE Qinyan1, WANG Yan1 & WANG Shuguang1 1. School of Environmental Science and Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China 2. College of Material and Environment, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China School of Environmental Science and Engineering Shandong University Jinan China College of Material and Environment Qingdao University of Science and Technology Qingdao China

A polyaluminum chloride (PAC) sample was prepared using a slow alkalinetitration method. The Bio-Gel P-100 gel column chromatographic technique was used to separate andcharacterize the various forms of aluminum present in the prepared PAC solution. The effluents froma gel column were monitored using online chemical method: AI-Ferron timed complexationspectropho-tometry and by ^(27)Al nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Effects ofdifferent experimental conditions such as eluent flow rate, ionic strength and pH on separation ofAl_(13) were investigated. Experimental results indicated that molecule size exclusion was not theonly parameter affecting the column chromatographic separation efficiency of Al_(13) but moleculecharge as well. Reducing the eluent flow rate, increasing the ionic strength and suitable pHresulted in increase in the separation efficiency. Experimental results clearly indicated that byvarying the experimental conditions, it is possible to produce pure Al_(13) species using a gelcolumn chromatographic technique.

关键词： Al13 species, column chromatography, polyaluminum chloride (PAC), separation and purification.

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分体式流化床催化臭氧–絮凝工艺深度处理焦化废水生化尾水

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北京大学学报（自然科学版） 2022年第1期58卷 177-185页

作者：初永宝陈德林刘生徐毅赵华章青岛科技大学环境与安全工程学院青岛 266042 北京大学环境科学与工程学院北京 100871 北京市新型污水深度处理工程技术研究中心北京 100871

采用催化臭氧-絮凝联用工艺处理焦化废水生化尾水,寻求最优处理效果,探究废水中溶解性有机污染物的特征和降解过程.通过自主设计的分体式流化床催化臭氧装置对废水进行处理,结果表明,在30％体积比的催化剂投加量、3 L/min的臭氧流量以及... 详细信息

采用催化臭氧-絮凝联用工艺处理焦化废水生化尾水,寻求最优处理效果,探究废水中溶解性有机污染物的特征和降解过程.通过自主设计的分体式流化床催化臭氧装置对废水进行处理,结果表明,在30％体积比的催化剂投加量、3 L/min的臭氧流量以及700 mg/L的絮凝剂投加量这一最佳反应条件下,焦化废水生化尾水的COD去除率为83.7％,TOC去除率为72.3％.紫外-可见光谱和三维荧光光谱分析结果表明,焦化废水生化尾水中普遍存在的芳香族化合物、腐殖酸类物质、可溶性微生物的代谢产物和富里酸类物质在催化臭氧化阶段被部分降解,最终在絮凝阶段实现残留污染物和惰性中间产物的去除.

关键词：焦化废水催化臭氧化絮凝流化床三维荧光光谱

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沸石的复合改性及其同步脱氮除磷效果

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湖南科技大学学报（自然科学版） 2017年第4期32卷 105-111页

作者：刘含初永宝赵华章青岛科技大学环境与安全工程学院山东青岛266042 北京大学环境科学工程学院北京100871 北京市新型污水深度处理工程技术研究中心北京100871

为了解决污水处理厂后续脱氮除磷处理工艺的占地及成本问题,以廉价天然沸石为原料,制备了能够同步脱氮除磷的复合改性沸石,研究了不同制备条件对吸附效果的影响.研究结果表明,季铵盐-氯化钠复合改性沸石不仅去除氨氮,而且实现了同步去... 详细信息

为了解决污水处理厂后续脱氮除磷处理工艺的占地及成本问题,以廉价天然沸石为原料,制备了能够同步脱氮除磷的复合改性沸石,研究了不同制备条件对吸附效果的影响.研究结果表明,季铵盐-氯化钠复合改性沸石不仅去除氨氮,而且实现了同步去除磷和硝氮,脱氮除磷速度快,效率高,且去除互不影响;对氨氮、磷和硝氮的吸附数据均符合伪二级动力学方程.当该沸石在生活污水中的投加量为50 g/L时,实际出水水质可由一级B一步提高到一级A,对氨氮、硝氮和磷的去除率分别高达71.09%,91.18%,93.11%.吸附饱和后的沸石经单一的NaCl溶液再生后可循环使用,且再生时间短,操作简单.该复合改性沸石在实际生活污水的处理中具有良好的应用前景.

关键词：季铵盐氯化钠复合改性沸石同步去除硝氮再生

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基于FlowCam影像和YOLOv3深度学习模型的多纹膝沟藻检测

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海洋科学 2024年第2期48卷 15-23页

作者：刘扬孔凡洲于仁成初永宝青岛科技大学环境与安全工程学院山东青岛266042 中国科学院海洋研究所中国科学院海洋生态与环境科学重点实验室山东青岛266071 中国科学院大学北京100049

海洋中的有害藻华,包括微藻形成的赤潮和褐潮以及大型藻类形成的绿潮和金潮,已成为一类突出的海洋生态灾害问题。2021年11—12月,山东半岛东北部海域发生多纹膝沟藻(Gonyaulax polygramma)形成的大规模赤潮,导致海带养殖严重受损,亟待... 详细信息

海洋中的有害藻华,包括微藻形成的赤潮和褐潮以及大型藻类形成的绿潮和金潮,已成为一类突出的海洋生态灾害问题。2021年11—12月,山东半岛东北部海域发生多纹膝沟藻(Gonyaulax polygramma)形成的大规模赤潮,导致海带养殖严重受损,亟待构建有针对性的赤潮监测预警体系。本文以多纹膝沟藻为对象,尝试应用流式影像仪(FlowCam)结合卷积神经网络模型YOLOv3,分别对含有多纹膝沟藻的浓缩海水样品、含有多纹膝沟藻和链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)的浓缩海水样品,以及含有多纹膝沟藻活细胞及空壳的浓缩海水样品进行了检测实验,探究了基于藻种影像的深度学习模型在赤潮原因种检测方面的应用潜力。结果表明,在以FlowCam获取的影像数据集训练3万次后,YOLOv3对多纹膝沟藻表现出较好的识别能力,对浓缩海水样品中目标藻种识别的平均精度为88.2%;当样品中存在与多纹膝沟藻形态相似的链状亚历山大藻时,模型对多纹膝沟藻识别的平均精度下降为76.6%,对两种微藻同时进行训练和检测,可将对多纹膝沟藻识别的平均精度提高至84.6%。对于低温下出现脱壳现象的多纹膝沟藻,模型对海水中活细胞识别的平均精度为86.7%,对空壳识别的平均精度87.8%,将多纹膝沟藻活细胞与空壳分别识别的平均精度均值(87.3%)高于将两者统一作为多纹膝沟藻进行检测的识别精度(84.2%),整体识别精度提升3.1%。综合相关结果可以看出,FlowCam与深度学习模型相结合在赤潮监测和研究中具有重要应用潜力。

关键词：深度学习 FlowCam 有害藻华多纹膝沟藻微藻检测

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纳米Al_(13)的分离方法及混凝效果动态过程的研究

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环境科学学报 2005年第6期25卷 767-772页

作者：高宝玉初永宝岳钦艳孔春燕王晓娜山东大学环境科学与工程学院山东济南250100 德州学院化学系山东德州253023

以相同Al1 3含量、不同浓度的PAC为原料,利用乙醇丙酮混合溶剂法、SO2 - 4 Ba2 + 沉淀置换法以及柱层析法分离提纯纳米Al1 3形态,同时利用Al Ferron逐时络合比色法、2 7Al NMR等多种现代分析手段进行分析鉴定,比较其分离效果,并采用烧... 详细信息

以相同Al1 3含量、不同浓度的PAC为原料,利用乙醇丙酮混合溶剂法、SO2 - 4 Ba2 + 沉淀置换法以及柱层析法分离提纯纳米Al1 3形态,同时利用Al Ferron逐时络合比色法、2 7Al NMR等多种现代分析手段进行分析鉴定,比较其分离效果,并采用烧杯实验法和透光率脉动检测技术对Al1 3形态以及PAC、AlCl3的絮凝效果及絮凝过程中絮集物形成和增长的变化差异作了对比性研究.实验结果表明,乙醇丙酮混合溶剂法对Al1 3分离纯化效果最好,分离所得Al1 3平均粒径大,聚合程度高.柱层析法受柱体积的影响只对低浓度的PAC有较好的分离效果;SO2 - 4 Ba2 + 沉淀置换法虽具有较好的分离效果,但分离过程有其他杂质离子的加入,影响到产品品质.混凝效果和动态实验结果表明,Al1 3形态是在絮凝过程中起电中和作用的主要形态,具有较强的除浊及脱色能力,在混凝过程中当絮体受到剪切力的破坏时Al1

关键词： Al13形态分离纯化混凝动态过程

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Prediction and optimization of flue pressure in sintering process based on SHAP

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International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials 2025年第2期32卷 346-359页

作者： Mingyu Wang Jue Tang Mansheng chu Quan Shi Zhen Zhang School of Metallurgy Northeastern UniversityShenyang 110819China Liaoning Low-Carbon Steelmaking Technology Engineering Research Center Northeastern UniversityShenyang 110819China Engineering Research Center of Frontier Technologies for Low-Carbon Steelmaking(Ministry of Education) Shenyang 110819China

Sinter is the core raw material for blast *** pressure,which is an important state parameter,affects sinter *** this paper,flue pressure prediction and optimization were studied based on the shapley additive explanation(SHAP)to predict the flue pressure and take targeted adjustment ***,the sintering process data were collected and processed.A flue pressure prediction model was then constructed after comparing different feature selection methods and model algorithms using SHAP+extremely random-ized trees(ET).The prediction accuracy of the model within the error range of±0.25 kPa was 92.63%.SHAP analysis was employed to improve the interpretability of the prediction *** effects of various sintering operation parameters on flue pressure,the relation-ship between the numerical range of key operation parameters and flue pressure,the effect of operation parameter combinations on flue pressure,and the prediction process of the flue pressure prediction model on a single sample were analyzed.A flue pressure optimization module was also constructed and analyzed when the prediction satisfied the judgment *** operating parameter combination was then *** flue pressure was increased by 5.87%during the verification process,achieving a good optimization effect.

关键词： sintering process flue pressure shapley additive explanation prediction optimization

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