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基质填充方式及曝气位置对铁碳-沸石人工湿地水质净化和温室气体排放的影响

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基质填充方式及曝气位置对铁碳-沸石人工湿地水质净化和温室气体...

作者：涂婷婷西南大学

学位级别：硕士

人工湿地作为一种绿色生态的水处理技术,具有较好的污染物去除效果、生态效益和景观价值,已经被世界各国大力推广使用。然而,人工湿地在运行过程中会导致温室气体的排放,从而引起全球气候变暖。如何既能达到良好的污水处理效果,又能减... 详细信息

人工湿地作为一种绿色生态的水处理技术,具有较好的污染物去除效果、生态效益和景观价值,已经被世界各国大力推广使用。然而,人工湿地在运行过程中会导致温室气体的排放,从而引起全球气候变暖。如何既能达到良好的污水处理效果,又能减少温室气体排放,一直是环境研究者关注的焦点。铁碳和沸石作为基质组合填充在人工湿地中能提高污水中有机物和总氮的去除效果,当二者填充方式及湿地中曝气位置改变就能通过影响系统内部溶解氧(DO)分布进而改变微生物特别是与脱氮相关微生物的群落结构,实现不同的脱氮效率。目前,关于铁碳-沸石人工湿地的填充方式以及曝气位置对污水的去除效果以及温室气体的排放影响研究尚不清楚。因此,从生态效益和经济效益来探究铁碳-沸石的最佳填充方式与最适曝气方式,在水质净化的基础上达到最有利的温室气体减排效果,是将铁碳-沸石人工湿地投入实践应用的当务之急。本研究以铁碳-沸石垂直潜流人工湿地为研究对象,建立了两个连续阶段的实验周期。第一阶段,构建了7种类型的人工湿地,分别是F8T2和T2F8(沸石/铁碳体积比均为8:2,前者表层沸石+底层铁碳,后者基质填充位置相反)、F6T4和T4F6(沸石/铁碳体积比为6:4,前者表层沸石+底层铁碳,后者基质填充位置相反)、F4T6和T6F4(沸石/铁碳体积比为4:6,前者表层沸石+底层铁碳,后者基质填充位置相反)、F(对照组,全沸石填充)。为了便于数据分析,把上述7种类型的人工湿地分为两类:第一类湿地中基质体积比相同但填充位置不同,包括A组(F8T2、T2F8)、B组(F6T4、T4F6)、C组(F4T6、T6F4);第二类湿地中基质填充位置相同但体积比不同,包括Ⅰ组(F8T2、F6T4、F4T6)、Ⅱ组(T2F8、T4F6、T6F4)。第二阶段为优化阶段,选取第一阶段中水质净化及温室气体减排效果较好的人工湿地填充方式,在此基础上构建铁碳-沸石半程曝气人工湿地(湿地F8T2-P、T2F8-P、F6T4-P、T4F6-P)。通过监测各组人工湿地系统中污染物(COD、TN、NH-N、NO-N、NO-N)的去除效果和温室气体(CH和NO)的排放情况,探究铁碳-沸石填充方式及曝气位置对铁碳-沸石人工湿地水质净化和温室气体排放影响,并结合该湿地系统中微生物群落结构、功能基因丰度的差异初步分析影响机制,结果表明:(1)基质填充方式对铁碳-沸石人工湿地水质净化的影响底层铁碳+表层沸石的填充方式显著提高了人工湿地pH和DO含量(P0.05);此外,铁碳的填充位置在底层及铁碳-沸石体积比为2:8的填充方式均显著提高了铁碳-沸石人工湿地对NH-N和TN的去除(P填充方式对铁碳-沸石人工湿地温室气体(CH和NO)排放的影响铁碳填充在底层及铁碳占比减少均显著实现了人工湿地中CH、NO的减排(P0.05),却显著减少了NO的排放(P填充在底层和铁碳体积占比低显著提高了人工系统中微生物的丰度和多样性,对微生物群落结构产生了较大的影响。在属水平上,湿地F8T2-P中与反硝化作用密切相关的Thauera菌属、Denitratisoma菌属、硫杆菌属(Thiobacillus)、Zoogloea菌属、尿杆菌属(Uliginosibacterium)及与硝化作用相关的硝化螺菌属(Nitrospira)的相对丰度显著高于其他处理湿地(P<0.05)。此外,湿地F8T2-P中pmoA/mcrA及nosZ/(nirK+nirS)的比值最高,从而得到了最低CH及NO的排放通量。(5)最佳水质净化和温室气体减排效果人工

关键词：铁碳-沸石人工湿地填充方式曝气位置水质净化温室气体

多孔材料填充方式对通道传热效果影响的数值研究

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核动力工程 2011年第5期32卷 83-88页

作者：张红军邹正平叶建刘火星北京航空航天大学航空发动机气动热力国家级重点实验室北京100191

基于结构/非结构同位网格的SIMPLE算法,编写了多孔材料内部流动和传热计算程序。程序中多孔区域动量方程采用Brinkman-Forchheimer拓展Darcy模型,能量方程采用局部热平衡模型。对恒热流边界条件下平行通道沿中心及壁面区域填充多孔材料... 详细信息

基于结构/非结构同位网格的SIMPLE算法,编写了多孔材料内部流动和传热计算程序。程序中多孔区域动量方程采用Brinkman-Forchheimer拓展Darcy模型,能量方程采用局部热平衡模型。对恒热流边界条件下平行通道沿中心及壁面区域填充多孔材料时的流动和传热特性进行数值分析。分析结果表明,与不填充多孔材料相比,填充多孔材料能有效地强化换热,但同时也造成比较大的压降,其传热性能与多孔材料填充方式以及填充比密切相关。在本文所研究的条件下,在较低雷诺数时,采用大填充比的填充方式更有利于增强平行通道的综合换热性能,且沿通道壁面填充比沿通道核心区填充的效果更好。

关键词：多孔材料填充方式边界流核心流传热强化

焊丝熔化填充方式对激光焊接熔池影响的数值模拟

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红外与激光工程 2018年第3期47卷 99-105页

作者：彭进张文洁王星星郭国全张芙蓉华北水利水电大学机械学院河南郑州450045 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

结合激光深熔焊的焊接特性,建立焊丝熔化后进入熔池过程的三维瞬态激光焊接热-流耦合模型。研究了焊丝熔化填充方式对匙孔三维形态、熔池流动行为的影响,最后分析了焊丝熔化填充对匙孔稳定性的影响机制。计算结果表明,焊丝熔化以自由过... 详细信息

结合激光深熔焊的焊接特性,建立焊丝熔化后进入熔池过程的三维瞬态激光焊接热-流耦合模型。研究了焊丝熔化填充方式对匙孔三维形态、熔池流动行为的影响,最后分析了焊丝熔化填充对匙孔稳定性的影响机制。计算结果表明,焊丝熔化以自由过渡的形式落入熔池对匙孔的形态影响较大,对匙孔前壁的挤压作用非常明显,造成了匙孔闭合、倒塌的情况;焊丝熔化沿熔池边缘流入熔池对匙孔的形态影响相对较小,匙孔下部会出现内凹的现象。焊丝熔化进入熔池之后在匙孔后方的熔池会产生两个顺时针的流动漩涡,流动漩涡的存在会使熔池内部流动行为更加复杂。

关键词：激光焊接焊丝熔化填充填充方式匙孔与熔池数值模拟

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填充方式对熔融沉积成型试件力学性能的影响

塑料 2020年第4期49卷 37-40,54页

作者：邓海峰杨林陆德光贵州装备制造职业学院贵州贵阳551499

在将聚乳酸(PLA)作为原料的熔融沉积成型(FDM)实验中,分别研究了10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%10种填充率,与直线型、斜线型、蜂窝型、三角型和波浪型5种填充路径对试样拉伸强度和断裂伸长率的影响。研究结果表明... 详细信息

在将聚乳酸(PLA)作为原料的熔融沉积成型(FDM)实验中,分别研究了10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%10种填充率,与直线型、斜线型、蜂窝型、三角型和波浪型5种填充路径对试样拉伸强度和断裂伸长率的影响。研究结果表明,随着试样填充率的增加,拉伸强度逐渐增大。当填充率> 60%时,拉伸强度的提升效果更显著。随着填充率的提高,试样的断裂伸长率呈先增加,后降低,再增加的趋势。当试样采用斜线型填充路径时,试样的拉伸强度的提升效果最佳。此外,可以通过材料力学构建的理论模型计算得到试件的拉伸强度。

关键词：填充方式 PLA 熔融沉积成型力学性能填充率填充路径

基质组配、填充方式及水力负荷对生态滤坝净化效果的影响

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河海大学学报（自然科学版） 2023年第6期51卷 37-43页

作者：沈志伟张晓雷余亮熊壮郭梓越华祖林王鹏刘晓东中交上海航道局有限公司江苏交通建设工程分公司江苏南京210019 河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育重点实验室江苏南京210098 河海大学环境学院江苏南京210098

为提升生态滤坝净化能力,选取砾石、沸石、陶粒、蛭石4种基质,进行基质组配、填充方式及水力负荷等多情景下的污染物(COD、氨氮、总磷)去除效果试验。试验结果表明:砾石+陶粒组配方式去除COD效果最好,而去除氨氮和总磷效果最好的组配方... 详细信息

为提升生态滤坝净化能力,选取砾石、沸石、陶粒、蛭石4种基质,进行基质组配、填充方式及水力负荷等多情景下的污染物(COD、氨氮、总磷)去除效果试验。试验结果表明:砾石+陶粒组配方式去除COD效果最好,而去除氨氮和总磷效果最好的组配方式是砾石+沸石;砾石和沸石均匀混合有利于COD的去除,而砾石在前沸石在后的填充方式是去除氨氮和总磷最高效的填充方式;随着水力负荷的增大,3种填充方式下COD和总磷的去除率均呈现递减趋势,均匀混合填充方式下氨氮的去除率呈现递减趋势而分层填充方式下氨氮的去除率呈现先增大后减小趋势。

关键词：生态滤坝基质组配填充方式水力负荷净化性能砾石沸石陶粒蛭石

填充方式对泡沫材料填充钢管构件阻尼性能影响的研究

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煤矿机械 2009年第7期30卷 53-54页

作者：屠永清邵国鑫北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

通过自由振动衰减试验,研究了填充方式对泡沫材料填充钢管构件阻尼性能的影响,填充方式包括全填充、部分填充和夹心填充。试验结果表明,与空钢管构件比较所有填充方式都显著提高了构件的阻尼水平,其中尤以夹芯填充获得的效果最佳,可将... 详细信息

通过自由振动衰减试验,研究了填充方式对泡沫材料填充钢管构件阻尼性能的影响,填充方式包括全填充、部分填充和夹心填充。试验结果表明,与空钢管构件比较所有填充方式都显著提高了构件的阻尼水平,其中尤以夹芯填充获得的效果最佳,可将阻尼水平提高4倍以上。

关键词：钢管阻尼填充方式

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EDI膜堆填充材料及其填充方式的研究进展

水处理技术 2007年第11期33卷 6-10页

作者：刘国昌刘红斌吕晓龙马军龚承元天津工业大学生物化工研究所天津300160 军事医学科学院卫生装备研究所天津300161

介绍了EDI膜堆填充材料的研究现状,认为离子交换树脂仍是今后填充材料的主要研究对象,离子交换纤维和其它新型填充材料的研究亟待有新的突破。同时,以树脂为例,对离子交换材料的3种填充方式(混合填充、分层填充、分置式填充)进行了系统... 详细信息

介绍了EDI膜堆填充材料的研究现状,认为离子交换树脂仍是今后填充材料的主要研究对象,离子交换纤维和其它新型填充材料的研究亟待有新的突破。同时,以树脂为例,对离子交换材料的3种填充方式(混合填充、分层填充、分置式填充)进行了系统介绍。最后对EDI膜堆填充材料及其填充方式的研究与发展作了展望。

关键词：电去离子填充材料填充方式

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人工湿地沸石填充方式研究

环境科学研究 2006年第3期19卷 91-95页

作者：卢少勇张彭义余刚清华大学环境科学与工程系

针对传统的沸石湿地系统中沸石用量大,与沸石相关的费用高的缺点,提出采用前置沸石和表铺沸石填充方式来改善湿地中的污染物去除效果.对比研究了人工湿地中3种沸石填充方式(底铺、前置和表铺)对农田排灌水中污染物的去除效果.结果表明:... 详细信息

针对传统的沸石湿地系统中沸石用量大,与沸石相关的费用高的缺点,提出采用前置沸石和表铺沸石填充方式来改善湿地中的污染物去除效果.对比研究了人工湿地中3种沸石填充方式(底铺、前置和表铺)对农田排灌水中污染物的去除效果.结果表明:茭白-土壤湿地的污染物去除效果优于无植物的土壤湿地系统.沸石-土壤-植物系统比传统的土壤-植物系统有更好的CODCr,总氮和氨氮去除效果.3种不同沸石填充方式中,底铺沸石的总氮和总磷去除效果最好;表铺沸石的总氮、总磷和CODCr去除效果比前置沸石的好,有植物和土壤的湿地系统增加前置沸石段后CODCr的去除率升高3.4%,增加表铺沸石后CODCr去除率提高12.3%.

关键词：人工湿地沸石填充方式去除率

FDM工艺中填充方式对塑料制品力学性能的影响

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塑料 2017年第2期46卷 47-49,88页

作者：马昊鹏迟百宏李飞焦志伟杨卫民北京化工大学机电工程学院北京100029

采用熔融沉积成型方式制备ABS力学测试样条,通过拉伸和冲击测试研究不同填充方式对塑料制品拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度的影响。实验表明,对于方格填充呈现出随填充角度增大,拉伸强度和断裂伸长率增大,冲击强度减小的现象。直线填充... 详细信息

采用熔融沉积成型方式制备ABS力学测试样条,通过拉伸和冲击测试研究不同填充方式对塑料制品拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度的影响。实验表明,对于方格填充呈现出随填充角度增大,拉伸强度和断裂伸长率增大,冲击强度减小的现象。直线填充与45°方格填充实测结果近似相同,蜂窝填充拉伸强度和断裂伸长率与15°方格填充近似相同,冲击强度与30°方格填充近似相同。在实际生产中,需根据制品力学性能要求在其不同区域选择合适的填充方式,以提高制品整体力学性能,降低生产成本。

关键词： 3D打印 FDM工艺填充方式力学性能支撑梁 ABS样条