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Effects of Interface on the Dynamic Hysteresis Loss and Static Mechanical Properties of Illite Filled SBR Composites

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Chinese Journal of Polymer Science 2022年第11期40卷 1493-1502页

作者： Zhe-Peng Wang Hao Zhang Qiang Liu Shao-Juan Wang Shou-Ke Yan Key Laboratory of Rubber-Plastics Ministry of EducationQingdao University of Science&TechnologyQingdao266042China State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering Beijing University of Chemical TechnologyBeijing100029China

Despite growing interest in nano-sized fillers,micro-sized fillers with desired compatibility are still used for reinforcing rubbers,owing to their lower production cost and easier processing relative to nano-sized fillers.Especially,the abundant and eco-friendly clay minerals are recognized as the materials of the twenty-first century.Herein,illite,a naturally occurring clay having dimension in micrometric scale,has been selected as filler to reinforce the SBR.To improve the compatibility of illite with SBR,the illite was modified by either bis[3-(triethoxysilyl)propyl]tetrasulfide(Si69-illite)or 3-mercaptopropyltriethoxysilane(KH580-illite).The interfacial interactions of SBR composites filled with pristine illite(illite/SBR)and Si69-illite(Si69-illite/SBR),or KH580-illite(KH580-illite/SBR)were characterized by bound rubber content and Payne effect measurements,while dynamic hysteresis losses of these uncured and cured composites were also analyzed under various strain amplitudes.It was found that the filler-rubber interactions were greatly improved for Si69-illite/SBR and KH580-illite/SBR systems compared to the illite/SBR composite.This leads to an increment of modulus at 300%strain of the composites from 3.46 MPa for illite/SBR to 7.70 MPa for Si69-illite/SBR and12.96 MPa for KH580-illite/SBR.Moreover,lower rolling resistance and better wear resistance without compromising wet traction of Si69-illite/SBR and KH580-illite/SBR have been achieved.This demonstrates the high possibility of Si69 and KH580 modified illites as promising alternative fillers for reinforcing rubbers.

关键词： Illite SBR Composite Dynamic hysteresis loss Static mechanical properties

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Higher N_(2)O production in sequencing batch reactors compared to continuous stirred tank reactors:effect of feast-famine cycles

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Frontiers of Environmental Science & Engineering 2023年第4期17卷 143-154页

作者： Xinjie Yan Xunyu Shen Jipeng Wang Jinlong Zhuang Yu Wang Jinchi Yao Hong Liu Yongdi Liu James P.Shapleigh Wei Li National Engineering Research Center of Industrial Wastewater Detoxication and Resource Recovery East China University of Science and TechnologyShanghai 200237China State Environmental Protection Key Laboratory of Environmental Risk Assessment and Control on Chemical Process School of Resources and Environmental EngineeringEast China University of Science and TechnologyShanghai 200237China School of Environmental and Safety Engineering Changzhou UniversityChangzhou 213164China Shanghai Huayi Group Co.Ltd. Shanghai 201108China Shanghai Institute of Pollution Control and Ecological Security Shanghai 200237China Department of Microbiology Cornell UniversityIthacaNY 14850USA

Nitrous oxide(N_(2)O)is a potent greenhouse gas that can be emitted during the biological treatment of wastewater.In this study,a comparison of the long-term performance characteristics and N_(2)O production of sequencing batch reactors(SBR)and continuous stirred tank reactors(CSTR)during nitrite-based denitrification was undertaken.It was found that both reactors had NO_(2)^(-)-N removal efficiencies over 99.9%,but the N_(2)O-N emissions from the SBR reached~2.3%of the removal nitrite-N load,while in the CSTR it never exceeded 0.1%.High frequency sampling during one operation cycle of the SBR demonstrated that the N_(2)O accumulation ratio was~0.1%during the feast period,increased to~1.9%in the first five hours of the famine period,and then gradually reached~2.3%at the end of famine.Batch experiments showed that limiting extracellular electron donor is required for N_(2)O accumulation in cells from the SBR-famine period and that cells from the CSTR do not accumulate N_(2)O when either nitrite or carbon is limiting.Another notable difference in the two reactor communities was the high level of accumulation of intracellular granules,most likely polyhydroxybutyrate(PHB),in cells during the feast period in the SBR.Metagenome assembly and binning found that one genome(PRO1),which is a Thauera,accounted for over half the metagenomic reads in both reactors.Neither shifts in gene regulation nor community composition explained the observed differences in reactor performance suggesting some post-transcriptional regulation obligatorily linked to antecedent conditions underly increased N_(2)O production in the SBR.

关键词： Denitrifying N_(2)O mitigation SBR CSTR Meta-omics PHB

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基于分子动力学模拟的高黏沥青改性与再生研究

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东南大学学报（自然科学版） 2022年第4期52卷 736-743页

作者：朱雅婧徐光霁马涛范剑伟东南大学交通学院南京211189

为明确高黏剂对基质沥青的改性效果,以及各类再生剂组分对老化高黏沥青的再生效果,基于分子动力学模拟研究了SBS-SBR复配高黏剂与基质沥青的相容性、扩散状态与高黏沥青力学性能,以及3种代表性再生剂分子与老化SBS-SBR高黏沥青的相互扩... 详细信息

为明确高黏剂对基质沥青的改性效果,以及各类再生剂组分对老化高黏沥青的再生效果,基于分子动力学模拟研究了SBS-SBR复配高黏剂与基质沥青的相容性、扩散状态与高黏沥青力学性能,以及3种代表性再生剂分子与老化SBS-SBR高黏沥青的相互扩散与混溶修复作用.结果表明,高黏剂掺量(质量分数)为12%时,4%SBS+8%SBR高黏剂向基质沥青的扩散状态最佳,且最有利于二者间交联结构形成;6%SBS+6%SBR高黏剂与基质沥青的相容性最佳,且高黏沥青体积模量最大;加入8%SBS+4%SBR的高黏沥青剪切模量最大.再生过程中,对二甲苯与老化高黏沥青的相互作用与渗透性最强,壬醛改善老化高黏沥青中沥青质自聚集的效果最好,正己烷分子更易出现在老化高黏沥青分子周围.SBS-SBR复配高黏剂的改性效果优于单一组分高黏剂,且多组分复配再生剂对老化高黏沥青的再生效果最好.

关键词：分子动力学 SBS SBR 高黏沥青再生

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A/O与SBR工艺处理猪场废水厌氧消化液对比研究

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农业环境科学学报 2022年第3期41卷 648-657页

作者：蔡英英韩志刚邓良伟王文国农业农村部沼气科学研究所农业农村部可再生能源开发利用重点实验室成都610041 福州共创环保技术有限公司福州350000

缺氧/好氧工艺(A/O)与序批式活性污泥法(SBR)是应用最为广泛的猪场废水厌氧消化液好氧处理工艺,但两者的处理性能孰优孰劣,目前尚无定论。基于此,本研究对比了实验室规模的A/O与SBR工艺处理猪场废水厌氧消化液的性能。结果表明:两种工... 详细信息

缺氧/好氧工艺(A/O)与序批式活性污泥法(SBR)是应用最为广泛的猪场废水厌氧消化液好氧处理工艺,但两者的处理性能孰优孰劣,目前尚无定论。基于此,本研究对比了实验室规模的A/O与SBR工艺处理猪场废水厌氧消化液的性能。结果表明:两种工艺直接处理猪场废水厌氧消化液,出水pH值下降至6以下,平均NH_(4)^(+)-N去除率均低于50%,但SBR的NH_(4)^(+)-N去除率略高于A/O。补充碱度后,4个氮负荷(0.02,0.04,0.06,0.08 kg∙kg^(-1)∙d^(-1))下,两种工艺的NH_(4)^(+)-N去除率提高到99%以上,但对COD、TN和TP去除的改善不明显,并且A/O与SBR对COD、NH_(4)^(+)-N、TN、TP去除效果无显著差异。活性试验表明,SBR的氨氧化活性和厌氧氨氧化活性高于A/O,但是反硝化活性要显著低于A/O。Stover–Kincannon模型与试验数据拟合良好(R^(2)>0.9),A/O和SBR对COD、TN、NH_(4)^(+)-N的最大去除负荷(U_(max))分别为7.62、0.28、48.8 g∙L^(-1)·d^(-1)和7.18、0.13、65.4 g∙L^(-1)·d^(-1),说明SBR有利于NH_(4)^(+)-N转化,而A/O有利于COD与TN去除。

关键词：猪场废水厌氧消化液 A/O SBR Stover–Kincannon模型

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中试SBR处理鸭场沼液过程中脱氮除碳效能及微生物群落演替

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环境工程技术学报 2023年第2期13卷 669-678页

作者：文红平杨小明成郁楠刘梦雪罗子锋李强李永涛张振华南农业大学资源环境学院中英环境科学研究中心温氏食品集团股份有限公司农业农村部环境保护科研监测所

通过在鸭场搭建中试规模的序批式反应器(SBR),以稀释鸭场沼液作为进水,并用蔗糖调节进水COD,评估SBR处理鸭场沼液过程中的脱氮除碳效能和微生物群落演替。结果表明:阶段Ⅰ(1~20 d)为污泥接种及水质适应阶段,进水碳氮比(C/N)小于2,COD和N... 详细信息

通过在鸭场搭建中试规模的序批式反应器(SBR),以稀释鸭场沼液作为进水,并用蔗糖调节进水COD,评估SBR处理鸭场沼液过程中的脱氮除碳效能和微生物群落演替。结果表明:阶段Ⅰ(1~20 d)为污泥接种及水质适应阶段,进水碳氮比(C/N)小于2,COD和NH_(4)^(+)-N浓度约为200 mg/L,COD和NH_(4)^(+)-N去除率在第8天分别达到80%和90%;阶段Ⅱ(21~55 d)为系统稳定运行阶段,进水C/N小于2,COD和NH_(4)^(+)-N浓度分别为200~500、200~400 mg/L,COD去除率约为60%,NH_(4)^(+)-N去除率超过80%;阶段Ⅲ(56~95 d)为模拟有机物浓度变化阶段,进水C/N为1.2~5.5,COD和NH_(4)^(+)-N浓度分别为300~1 400、150~400 mg/L,COD和NH_(4)^(+)-N的去除率均大于80%,同时发现低温是SBR脱氮除碳的主要限制因素之一。通过微生物16S rRNA全长测序发现,Proteobacteria和Gammaproteobacteria分别为系统中门和纲水平下的优势微生物菌群。从属水平分析,试验期间系统内微生物发生了明显演替,在运行稳定后均形成了具有脱氮除碳功能的优势微生物群落。表明SBR可以实现对低C/N鸭场沼液的高效脱氮除碳,对高NH_(4)^(+)-N浓度和低C/N的鸭场沼液具有较好的应用潜力。

关键词：鸭场沼液中试规模 SBR 脱氮除碳微生物群落演替

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纳米ZnO颗粒对SBR活性污泥硝化作用的影响及机制研究

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功能材料 2022年第8期53卷 8134-8139页

作者：宋旸梁宏宝陈忠喜马骏东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318 大庆油田有限责任公司第一采油厂黑龙江大庆163000 大庆油田有限责任公司油田建设设计研究院黑龙江大庆163712

以乙酸锌为锌原,通过水热法制备了纳米ZnO颗粒,通过XRD、SEM、FT-IR等分析了样品的晶格结构、微观形貌和光谱特性。采用序批式活性污泥工艺(SBR),研究了纳米ZnO颗粒对活性污泥硝化作用的影响。结果表明,合成出的纳米ZnO颗粒为标准的纤... 详细信息

以乙酸锌为锌原,通过水热法制备了纳米ZnO颗粒,通过XRD、SEM、FT-IR等分析了样品的晶格结构、微观形貌和光谱特性。采用序批式活性污泥工艺(SBR),研究了纳米ZnO颗粒对活性污泥硝化作用的影响。结果表明,合成出的纳米ZnO颗粒为标准的纤锌矿结构,具有较高的结晶度,分散性较好,呈现颗粒状,粒径尺寸在25~45 nm之间;随着纳米ZnO颗粒添加量的增加,SBR溶液中的Zn^(2+)浓度逐渐上升,活性污泥吸附纳米ZnO颗粒前后形态变化表明,颗粒污泥在吸附前表面较为光滑,吸附后表面呈现出较多的凸起状斑点,纳米ZnO颗粒在污泥表面分布不均匀;随着纳米ZnO颗粒添加量的增加,亚硝化颗粒污泥的硝化抑制作用逐渐增大,当纳米ZnO颗粒的添加量为50 mg/L,在270 min时,颗粒污泥对NH_(4)^(+)-N的去除率最低为52.35%,对NO_(2)^(-)-N和NO_(3)-N的生成量最低为98.5和11.9 mg/L,相比不添加纳米ZnO颗粒的生成量分别降低了38.93%和42.79%。

关键词：纳米ZnO SBR 活性污泥硝化作用去除率

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SBR串联小球藻生物反应器高效处理猪场废水

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应用与环境生物学报 2024年

作者：余奕飞柳洋金泽枫梁运祥陈正军华中农业大学生命科学技术学院

猪场废水是养殖废水的重要组成部分。为建立一种高效处理猪场废水至达标排放的生物反应器，本实验比较三个污水处理厂的活性污泥对猪场废水的降解性能，通过响应面实验确定SBR工艺的最适处理条件，最后利用小球藻对SBR出水深度净化。结... 详细信息

猪场废水是养殖废水的重要组成部分。为建立一种高效处理猪场废水至达标排放的生物反应器，本实验比较三个污水处理厂的活性污泥对猪场废水的降解性能，通过响应面实验确定SBR工艺的最适处理条件，最后利用小球藻对SBR出水深度净化。结果显示，汉西污水处理厂的活性污泥对猪场废水的COD和氨氮(NH4+-N)降解效率最高。响应面实验显示，原废水的COD和NH4+-N浓度分别为1547和513 mg L-1，在混合液悬浮固体浓度(MLSS)为5 082 mg/L，曝气启停时间比6.5 h : 1.5 h，温度27.7 ℃的条件下，SBR8 h的TN降解率最高达70.22%。稳定运行的SBR装置出水COD和NH4+-N分别为31和3.5 mg/L。微生物群落多样性分析表明，假单胞菌属(Pseudomonas)、消化链球菌属(Peptostreptococcus)和硝化螺旋菌属(Nitrospira)在SBR驯化过程中被富集，占比分别提高至13.98%、10.79%和6.26%。SBR出水在接种量为0.2的小球藻(Chorella FACHB-9)处理5 d后，藻蛋白得率为0.111 g/L，出水的COD、NH4+-N、TN和TP仅有36、0.5、1.5和0.23 mg L-1，且MPN法测定粪大肠菌群浓度为9143 MPN/L，出水各项指标达到GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水质标准。上述结果表明，优化的SBR串联小球藻生物反应器可以有效净化猪场废水达到直排水质，同时获得有价值的藻蛋白，该结果可对养殖废水的循环利用提供理论依据。(图5表3参42)

关键词： SBR 猪场废水小球藻硝酸盐粪大肠菌群微生物多样性

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三株高效石油降解菌对SBR处理含油废水的强化作用

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工业水处理 2024年

作者：李倩陈吉祥杨轩彭程王天烽兰州理工大学石油化工学院

本文研究了不同高效石油降解菌株对于序批式活性污泥法(SBR)处理含油废水效果的影响。分别将菌液FP1、X1、KB1投加至R1、R2、R3反应器中，以未接入石油降解菌组R0为对照。结果表明负荷冲击阶段，R0、R1、R2、R3的COD平均去除率分别为82... 详细信息

本文研究了不同高效石油降解菌株对于序批式活性污泥法(SBR)处理含油废水效果的影响。分别将菌液FP1、X1、KB1投加至R1、R2、R3反应器中，以未接入石油降解菌组R0为对照。结果表明负荷冲击阶段，R0、R1、R2、R3的COD平均去除率分别为82.2%、90.8%、92.8%、98.2%；石油类物质平均去除率分别为64.4%、79.1%、80.0%、92.8%；NH4+-N平均去除率分别为78.2%、87.5%、91.4%、94.7%；TP平均去除率分别为14.7%、23.8%、30.9%、44.4%。可见，投加菌株对SBR进行生物强化能够显著提高反应器对含油废水中各污染物的去除效率，同时系统运行稳定，耐冲击负荷能力高。其中菌株KB1对有机物的降解能力最强，X1次之，FP1再次之。实验结果还表明对反应器投加FeCl3利用化学除磷协助生物除磷可提高系统对TP的去除效率，同时FeCl3可提高活性污泥的絮凝沉降性能，增加系统内活性生物量。本研究为生物强化SBR处理含油废水的工艺设计与设备运行提供了参考，石油降解菌强化SBR技术有望应用于生物处理含油废水。

关键词：生物强化含油废水 SBR 石油降解菌

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SBR系统外加磁场对微生物群落多样性和处理效果的影响

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环境科学 2017年第11期38卷 4715-4724页

作者：耿淑英付伟章王静郑书联山东农业大学资源与环境学院泰安271018

SBR反应器的应用越来越普遍,为进一步提高其处理效率,提出在SBR反应体系再外加一个磁场来提高其运行性能.研究了不同磁感应强度对反应系统污染物降解效率的影响,并采用Mi Seq高通量测序技术解析了磁场条件下活性污泥微生物群落多样性变... 详细信息

SBR反应器的应用越来越普遍,为进一步提高其处理效率,提出在SBR反应体系再外加一个磁场来提高其运行性能.研究了不同磁感应强度对反应系统污染物降解效率的影响,并采用Mi Seq高通量测序技术解析了磁场条件下活性污泥微生物群落多样性变化.结果表明,磁场的加入在一定程度上提高了SBR系统的运行性能,且当磁感应强度为7×10^(-2)T时效果最明显.其中,外加磁场对SBR反应系统中总氮去除效果的影响显著,在7×10^(-2)T时脱氮率从无磁场的65.69%提高到85.98%.外加磁场显著提高了污泥脱氢酶活性,因而也会对各种污染物的去除产生积极作用.通过对不同磁感应强度下活性污泥微生物群落多样性的比较发现,7×10^(-2)T磁场下活性污泥微生物丰度及多样性最高.实验SBR反应器中的细菌域共鉴定出14个门,主要以变形菌门Proteobacteria(25.3%~61.5%)、拟杆菌门Bacteroidetes(18.6%~46.2%)、放线菌门Actinobacteria(5.3%~47.2%)、酸杆菌门Acidobacteria(0.4%~4.0%)为主.重要的脱氮细菌:如α-Proteobacteria的Rhodoblastus、Paracoccus;β-Proteobacteria的Alicycliphilus、Comamonas、Xenophilus、Acidovorax、Dechloromonas、Thauera;δ-Proteobacteria的Desulfovibrio;Planctomycetes门等,在中等磁感应强度尤其是7×10^(-2)T时,丰度最高,与脱氮效率增加有内在的联系.典型的PAOs如Acinetobacter、Pseudomonas、Propionicimonas等,在中等磁场条件下含量较高,与除磷率变化趋势相同.活性污泥中细菌群落结构变化与污水处理效率存在一定相关性,外加磁场通过改变微生物群落结构影响污水处理效果.

关键词： SBR 磁场增强作用污染物去除效率微生物群落结构

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SBR复配回收橡胶树脂改性沥青性能研究

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第5期43卷 17-23页

作者：赵洲清鲁浈浈李佳谕李富强重庆交通大学土木工程学院重庆400074 云南省公路科学技术研究院道路技术研究所云南昆明650051

为改善基质沥青的路用性能,结合SBR与回收橡胶树脂两者材料特征,对沥青进行单一改性与两两复配。参考沥青评价指标,利用25℃针入度、软化点、锥入度、10℃延度、旋转黏度等试验,综合评价SBR复配回收橡胶树脂改性沥青性能,探究不同配方... 详细信息

为改善基质沥青的路用性能,结合SBR与回收橡胶树脂两者材料特征,对沥青进行单一改性与两两复配。参考沥青评价指标,利用25℃针入度、软化点、锥入度、10℃延度、旋转黏度等试验,综合评价SBR复配回收橡胶树脂改性沥青性能,探究不同配方复配改性沥青性能差异及影响因素,比选出最佳复配方案。研究结果表明:增加SBR与回收橡胶树脂掺量均能一定程度上提高沥青的高温性能;不同来源SBR对沥青性能影响差异不大,而不同回收橡胶树脂对沥青性能影响有差异,主要原因是不同回收橡胶树脂组成配方对沥青性能产生较大影响所致;SBR对沥青的低温性能改善作用明显,少量SBR即可明显提升沥青延度;随SBR掺量的增加,SBR改性沥青软化点有小幅提升,黏度也随之增加;回收橡胶树脂对软化点提升效果相比SBR更明显,8%掺量最佳;3%SBR、8%回收橡胶树脂为本次复配最佳方案。

关键词：道路工程沥青性能复配改性回收橡胶树脂 SBR

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