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Influence of Homogenization Techniques on the Biomass-adsorbent Interaction During Ion-exchange Expanded Bed Adsorption: Zeta Potential Study

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第四届中美化学工程会议和第三届中日化工研讨会合并的三边化学工程大会

作者： Jiannan dong, dongqiang lin, Shanjing yao Zhejiang University, China

Expanded bed adsorption (EBA) is a novel primary recovery technology allowing the adsorption of target proteins directly from unclarified feedstock. Ion-exchange adsorbents are most extensively used due to high capacity and reasonable cost. However, it was found that during ion-exchange EBA the biomass (cells or cell debris) in the feedstock may adhere to the adsorbent, especially to the anion exchanger, which resulted in bad bed stability and low adsorption capacity. Earlier studies revealed that electrostatic forces between biomass and adsorbent were responsible for the adhesion. The adjustment of conductivity or pH could be used to reduce the electrostatic interaction (lin et al., 2001). But the range of control is limited due to the fact that the efficient adsorption of target products always requires specific pH and conductivity environment. It has been found that the homogenization could also weaken the biomass-adsorbent interactions, which seems to be a universal approach because it never conflict with the adsorption conditions. In the present work we thus carried out detailed investigations on the impact of two normal homogenization techniques (sonication and high pressure homogenization with French Press) on the biomass-adsorbent interactions. In order to gain a deeper insight into the mechanisms behind biomass-adsorbent electrostatic interactions, the concept of zeta potential based on colloid science (Hunter, 1981) was introduced to find out the proper control parameter for EBA process design.

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来源： cnki会议评论

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温度示踪界面水文过程研究进展及发展趋势

长江科学院院报 2022年第4期39卷 21-26,33页

作者：董林垚唐文坚陈建耀何敏长江科学院武汉430010 水利部山洪地质灾害防治工程技术研究中心武汉430010 中山大学地理科学与规划学院广州510275 湖北省水利厅鄂北地区水资源配置工程建设与管理局(筹) 武汉430071

界面水文过程涉及不同圈层间物质循环与能量交换,是区域资源-生态-环境保护的关键环节。温度示踪工具具有成本低、易操作、无污染等优点,能够有效示踪水文过程,但界面能量交换机理复杂、影响因素多,温度示踪界面水文过程是研究的重难点... 详细信息

界面水文过程涉及不同圈层间物质循环与能量交换,是区域资源-生态-环境保护的关键环节。温度示踪工具具有成本低、易操作、无污染等优点,能够有效示踪水文过程,但界面能量交换机理复杂、影响因素多,温度示踪界面水文过程是研究的重难点。综述了降水—土壤水—地下水、地表水—地下水和地下水—海水界面水文过程的水热运移机理、温度示踪方法和应用案例,提出今后研究发展趋势:研究应充分考虑温度示踪界面水文过程的尺度效应;温度示踪方法计算结果具有一定不确定性,需多手段进行验证;引入新型温度监测技术,解决界面能量变化的大范围、长时间精准监测是提高示踪结果准确度的有效手段;构建适用于不同尺度、不同类型的多维水热运移模型是今后研究的重点方向。

关键词：温度示踪界面水文过程研究进展复杂环境发展趋势

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乌东德水电站^(#)3泄洪洞进水塔底板二层裂缝成因分析的数值模拟

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水电能源科学 2021年第6期39卷 119-122页

作者：杨思盟方朝阳林东尧武汉大学水利水电学院湖北武汉430072 中水东北勘测设计研究有限责任公司吉林长春130021

针对乌东德水电站^(#)3泄洪洞进水塔底板第二层浇筑完毕后出现贯穿性温度裂缝的问题,采用有限元方法,结合分析该浇筑层混凝土浇筑施工工程、施工温控措施、施工环境因素,使用ANSYS软件探讨了底板贯穿性裂缝形成原因。结果表明,该贯穿性... 详细信息

针对乌东德水电站^(#)3泄洪洞进水塔底板第二层浇筑完毕后出现贯穿性温度裂缝的问题,采用有限元方法,结合分析该浇筑层混凝土浇筑施工工程、施工温控措施、施工环境因素,使用ANSYS软件探讨了底板贯穿性裂缝形成原因。结果表明,该贯穿性裂缝形成的原因为缺乏有效的保温措施,早期环境温度(环境气温高、日照影响大、昼夜温差大)导致温升、温降过快。在此基础上,提出通过单层保温被保温的有效措施,可预防环境温度不利变化、防止温降过快、减小早期温度拉应力,从而避免早期温度裂缝。

关键词：进水塔底板贯穿裂缝早期温度拉应力环境温度保温被保温

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地温示踪技术在地下水科学中的应用研究进展

长江科学院院报 2018年第12期35卷 39-45页

作者：董林垚陈建耀 Jun Shimada 尹政兴长江科学院水土保持研究所武汉430010 中山大学地理科学与规划学院广州510000 熊本大学自然科学研究院日本熊本8608555 长江勘测规划设计研究院市政与交通院武汉430010

对含水层流场与温度场耦合作用原理及地温示踪技术在地下水科学中的应用进行评述,总结了地温示踪技术在前沿地下水科学中的应用进展:(1)探究地表暖化-地下水流动对地温的影响;(2)计算含水层水文地质参数;(3)解析滨海含水层地下水循环过... 详细信息

对含水层流场与温度场耦合作用原理及地温示踪技术在地下水科学中的应用进行评述,总结了地温示踪技术在前沿地下水科学中的应用进展:(1)探究地表暖化-地下水流动对地温的影响;(2)计算含水层水文地质参数;(3)解析滨海含水层地下水循环过程。温度示踪法具有低成本、无污染、易于连续观测等优点,在地下水科学研究中具有广阔的前景,但利用温度示踪技术解析地下水科学问题目前仅适用于各向同性含水层,关于地下水气相和固相的交互过程中温度变化的研究亟待加强。

关键词：地下水流场温度场示踪技术含水层水文地质参数

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冰水堆积体隧道施工过程变形与受力分析

铁道标准设计 2017年第1期61卷 65-71页

作者：严健何川李栋林姚志军西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031 西南交通大学峨眉校区土木系四川峨眉614202 中铁一局集团有限公司西安710054

为探明冰水堆积体公路隧道施工期间围岩变形和支护体系特性,以在建国道317线雀儿山隧道为工程依托,通过现场实验对冰水堆积体围岩物理力学参数及施工特性进行分析,采用现场测试方法对施工过程中隧道地表下沉和洞周变形,锚杆轴力、钢拱... 详细信息

为探明冰水堆积体公路隧道施工期间围岩变形和支护体系特性,以在建国道317线雀儿山隧道为工程依托,通过现场实验对冰水堆积体围岩物理力学参数及施工特性进行分析,采用现场测试方法对施工过程中隧道地表下沉和洞周变形,锚杆轴力、钢拱架内力、围岩-初期支护接触压力等支护体系特性进行研究。结果表明:(1)冰水堆积体围岩隧道粒度粗细悬殊且粗细混杂岩性变化大,垂直方向上主要分为冰水积含碎石砂卵砾石层和冰漂砾块碎石层;(2)水平方向上围岩构成和分布是影响锚杆轴力、拱架内力、围岩与初支的接触压力变化及分布的主要影响因素;(3)采用三台阶预留核心土法施工安全可控。

关键词：隧道工程冰水堆积体物理力学参数三台阶预留核心土法现场测试

TRMM和GPM卫星降水数据在中国三大流域的降尺度对比研究

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长江流域资源与环境 2021年第6期30卷 1317-1328页

作者：崔路明王思梦刘轶欣蒋娅董林垚黄昌西北大学城市与环境学院陕西西安710127 长江科学院湖北武汉430010 西北大学陕西省地表系统与环境承载力重点实验室陕西西安710127 西北大学地表系统与灾害研究院陕西西安710127

以中国三大流域为研究区域,分别针对TRMM 3B43和GPM IMERG降水数据,构建基于归一化植被指数(NDVI)和数字高程模型(DEM)数据的地理加权回归(GWR)模型,以2014年夏季(6-8月)数据为例,得到了三大流域1 km分辨率的降尺度降水数据,并进一步通... 详细信息

以中国三大流域为研究区域,分别针对TRMM 3B43和GPM IMERG降水数据,构建基于归一化植被指数(NDVI)和数字高程模型(DEM)数据的地理加权回归(GWR)模型,以2014年夏季(6-8月)数据为例,得到了三大流域1 km分辨率的降尺度降水数据,并进一步通过气象站点数据对降尺度结果进行验证。研究表明:(1)GPM原始数据整体精度优于TRMM数据,两种数据在黄河流域的精度评价指标优于长江流域与珠江流域;(2)经降尺度计算,两种数据空间分辨率得到了显著提高,且表现出更多降水变化的细节与趋势,但精度指标对原始数据依赖性大,导致提升并不显著;(3)当联合使用NDVI及DEM作为GWR降尺度模型的辅助变量时,两种降尺度结果的差异值在长江流域与珠江流域的高海拔地区中更为显著;(4)黄河流域中,使用不同辅助变量下的降尺度结果在空间分布上总体相似。TRMM数据使用地形作为单独辅助变量的降尺度结果最佳,而GPM数据不同辅助变量下降尺度结果差异并不明显。

关键词：降尺度地理加权回归 NDVI DEM 中国三大流域

珠三角滨海小流域土壤水分吸力及特征曲线研究

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中国生态农业学报 2010年第3期18卷 507-513页

作者：付丛生陈建耀曾松青董林垚蒋华波中山大学地理科学与规划学院广州510275 广东省水文局汕头水文分局汕头515000

珠三角地区的中山、珠海等地下覆基岩多是花岗岩,花岗岩风化形成的土壤砾、砂含量高,其土壤水分特征曲线特点鲜明,但相关研究较少。本文以中山大学珠海校区滨海小流域为研究对象,利用马尔文粒径分析仪分析了小流域内的土壤质地,得出小... 详细信息

珠三角地区的中山、珠海等地下覆基岩多是花岗岩,花岗岩风化形成的土壤砾、砂含量高,其土壤水分特征曲线特点鲜明,但相关研究较少。本文以中山大学珠海校区滨海小流域为研究对象,利用马尔文粒径分析仪分析了小流域内的土壤质地,得出小流域内土壤基本属于砂壤土或砂土;在此基础上,根据小流域内实测的土壤含水量、土壤吸力数据,分析了土壤含水量、土壤吸力的变化及其对降雨、蒸发的响应特点。通过对野外实测数据的分析,发现小流域内径流试验场中各个深度土壤水分特征曲线(包括吸水过程和脱水过程)总体上呈"L"型,且含较多细小颗粒土壤的水分特征曲线(脱水过程)在"低含水量、高吸力"区呈现出"反S"型,根据此特点提出用Gauss、Dose res ponse(Bi-dose response)等函数对土壤水分特征曲线进行拟合的方法,并取得了良好的拟合效果。

关键词：珠江三角洲砂壤土土壤水分特征曲线土壤含水量土壤吸力 Gauss曲线 Dose response曲线

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气候变化对降雨侵蚀力的影响研究综述

长江科学院院报 2015年第3期32卷 59-63页

作者：董林垚郑艳霞程冬兵张平仓长江科学院水土保持研究所武汉430010 长江勘测规划设计研究院生态产业工程有限公司武汉430010

以全球变暖为主要特征的全球气候变化导致降雨侵蚀力改变,从而影响区域土壤流失过程。因此,研究气候变化对降雨侵蚀力的影响,对适应和预防全球气候变化、争取环境外交主动权、制定农业发展战略具有积极作用。对相关研究成果进行了总结:... 详细信息

以全球变暖为主要特征的全球气候变化导致降雨侵蚀力改变,从而影响区域土壤流失过程。因此,研究气候变化对降雨侵蚀力的影响,对适应和预防全球气候变化、争取环境外交主动权、制定农业发展战略具有积极作用。对相关研究成果进行了总结:国外相关研究由侧重单一的降雨量变化对降雨侵蚀力的影响,发展为气候变暖和土地利用类型的变化对土壤侵蚀环境的综合影响;国内相关研究起步较晚,侧重于不同区域降雨侵蚀力的计算,在长江流域,气候变化对降雨侵蚀力影响的相关研究较少。加强相关研究,既可为长江流域降雨侵蚀力的研究提供理论依据,又可为长江流域降雨侵蚀的防治和气候变化下水保措施的制定提供技术支撑。

关键词：气候变化降雨侵蚀力水土流失长江流域土壤侵蚀环境

三峡蓄水前后宜昌–城陵矶水情多尺度变化特征分析

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长江流域资源与环境 2016年第12期25卷 1870-1878页

作者：董林垚许文盛胡波石劲松朱秀迪长江水利委员会长江科学院湖北武汉430010 水利部山洪地质灾害防治工程技术研究中心湖北武汉430010

采用Morlet小波分解重构和频谱分析等方法,对宜昌、枝城、沙市、监利和城陵矶1997~2014年水位和流量及三峡水库2003~2014年入库、出库流量和库水位数据进行了统计分析,探究了各水文站在三峡建坝前后水情的变化特征及原因。结果表明：各... 详细信息

采用Morlet小波分解重构和频谱分析等方法,对宜昌、枝城、沙市、监利和城陵矶1997~2014年水位和流量及三峡水库2003~2014年入库、出库流量和库水位数据进行了统计分析,探究了各水文站在三峡建坝前后水情的变化特征及原因。结果表明：各观测站的水位和流量沿程递减,水位的年内波动处同一水平,研究河段内上游河段流量年内和年际变化比下游河段剧烈;各水文站水位和流量变化的显著周期为6.05、11.78、21.2、30.29和53个月,各水文站水位1 a周期变化幅度均在2 m以上,其他周期上的变化幅度为0.08~0.82 m;三峡水库蓄水活动对下游水文站水位和流量等水情的影响有限,主要反映在对水情趋势项的影响上,三峡大坝蓄水后,各水文站水位和流量受到一定程度影响,呈波动性递减变化。

关键词：水位流量三峡大坝小波变换长江