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长距离调水水源中溶解性有机物特征及消毒副产物生成势的变化解析

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环境工程学报 2024年第6期18卷 1550-1558页

作者：付蔚梁建奎吴胜念李珏纯季闻翔董慧峪于建伟张洪刚张颖苗钦奎强志民南开大学环境科学与工程学院天津300350 中国科学院生态环境研究中心饮用水科学与技术重点实验室北京100085 中国南水北调集团中线有限公司北京100083

水体中溶解性有机物(dissolved organic matter, DOM)是消毒副产物的重要前体物,本研究考察了季节变化对长距离输水干渠中DOM特征及消毒副产物生成势(disinfection by-products formation potential, DBPsFP)的影响。发现类芳香蛋白和... 详细信息

水体中溶解性有机物(dissolved organic matter, DOM)是消毒副产物的重要前体物,本研究考察了季节变化对长距离输水干渠中DOM特征及消毒副产物生成势(disinfection by-products formation potential, DBPsFP)的影响。发现类芳香蛋白和类富里酸是主要荧光类物质,而夏季类可溶性微生物产物组分的比例显著上升,且自生源指标表明夏季样本具有更强的内源特性。体积排阻色谱耦合有机碳检测器(high-performance size exclusion chromatography coupled with an organic carbon detector, HPSEC-OCD)分析显示输水过程中水质稳定,腐殖质(humic substances, HS)组分在总有机碳中所占比例超过60%,而分子质量大于20 kDa的生物大分子聚合体(biopolymers, BP)在夏季有所增加。不同季节DOM的氯反应活性也不同,夏季反应性更强,导致更高的DBPsFP。夏季温度升高,间接促进浮游生物繁殖和微生物活动,进而改变了DOM的组成结构和反应性。此外,由于HPSEC-OCD几乎可以表征所有类型的有机碳,因此它所表征的组分与DBPsFP的相关性更好,其中三卤甲烷生成势与BP组分呈高度正相关,卤乙酸生成势则与HS组分关联更紧密。了解DOM的时空变化特征及其与DBPsFP的相互关系,将有助于更好地优化水处理方法以获得更稳定的水质。

关键词：溶解有机物消毒副产物生成势三维荧光光谱荧光区域积分高效体积排阻色谱

氯化过程次生有机氯胺的稳定性及其与酚类化合物的反应活性

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环境科学学报 2024年第7期44卷 213-221页

作者：赵茜英浩刘航刘超山东建筑大学市政与环境工程学院济南250100 中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049

氯消毒过程中,氯会与水中的溶解性有机氮反应生成有机氯胺.本文研究了以脂肪胺、氨基酸和酰胺为前体物次生有机氯胺的稳定性及其与酚类化合物的反应活性.结果表明,以乙胺、甘氨酸、尿素为前体物生成的有机氯胺在接近中性p H条件下可稳... 详细信息

氯消毒过程中,氯会与水中的溶解性有机氮反应生成有机氯胺.本文研究了以脂肪胺、氨基酸和酰胺为前体物次生有机氯胺的稳定性及其与酚类化合物的反应活性.结果表明,以乙胺、甘氨酸、尿素为前体物生成的有机氯胺在接近中性p H条件下可稳定存在.有机氯胺与间苯二酚、邻苯二酚的反应活性高于苯酚.在20℃、p H 8的反应条件下,对于间苯二酚,反应活性遵循:N-氯代乙胺(二级反应速率常数k=1.82×10^(-1)L·mol^(-1)·s^(-1))>N-氯代甘氨酸(k=7.05×10^(-2)L·mol^(-1)·s^(-1))>无机一氯胺(k=5.25×10^(-2)L·mol^(-1)·s^(-1))>N-氯代尿素(k=4.21×10^(-3)L·mol^(-1)·s^(-1));对于邻苯二酚,反应活性遵循:N-氯代尿素(k=1.28×10^(-1)L·mol^(-1)·s^(-1))>无机一氯胺(k=6.10×10^(-2)L·mol^(-1)·s^(-1))>N-氯代乙胺(k=3.96×10^(-2)L·mol^(-1)·s^(-1))>N-氯代甘氨酸(k=2.88×10^(-3)L·mol^(-1)·s^(-1)).随p H值升高(p H 6~10),N-氯代乙胺与间苯二酚、N-氯代尿素与邻苯二酚的k增大.尽管有机氯胺通常被认为是“伪氯胺”,但以胺类、尿素为前体物的有机氯胺与酚类化合物的反应活性高于无机一氯胺,因此,氯化水处理过程中次生有机氯胺可与水中基质反应,影响水质安全,需予以关注.

关键词：有机氯胺脂肪胺氨基酸酰胺氯消毒

连续流动分析技术测定水中阴离子合成洗涤剂方法优化

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中国无机分析化学 2024年第5期14卷 547-552页

作者：金艳丹王占辉薛慧刘康姚梦楠吕亚倩张开天承德市疾病预防控制中心河北承德067000 河北省生活饮用水安全检测技术创新中心河北承德067000 北京海光仪器有限公司北京101312

阴离子合成洗涤剂是洗涤用品的主要成分,属于生物难降解的物质,是当前环境水污染的重要指标,具有较好的去污能力且价格低,广泛应用于餐饮界和工业的消毒,该类物质虽毒性低但降解缓慢,同时还抑制其他有毒物质的降解。为了建立基于连续流... 详细信息

阴离子合成洗涤剂是洗涤用品的主要成分,属于生物难降解的物质,是当前环境水污染的重要指标,具有较好的去污能力且价格低,广泛应用于餐饮界和工业的消毒,该类物质虽毒性低但降解缓慢,同时还抑制其他有毒物质的降解。为了建立基于连续流动分析检测技术的阴离子合成洗涤剂检测方法,对国家标准方法(GB/T 5750.4—2023)连续流动法中的仪器流路进行调整,将酸性亚甲基蓝流路变为碱性亚甲基蓝流路直接进样,优化亚甲基蓝体系配比,蠕动泵方向为反转且泵的转速为12 r/min,注射时间为40 s,管路清洗时间为300 s,积分时间设置为30 ms,于650 nm波长下进行测量,参比波长为490 nm,以阴离子合成洗涤剂浓度值为横坐标,峰高信号值为纵坐标,制作标准曲线,并对方法的线性范围、检出限、精密度、准确度进行验证,在0~0.35 mg/L,阴离子合成洗涤剂的标准曲线方程为y=0.1243 x-0.0012,且相关系数r值为0.9995,检出限为0.003 mg/L,添加回收率98.4%~103%,精密度在0.74%~1.8%。结果表明,方法线性关系良好,精密度和准确度高,操作简单,污染少,适用于生活饮用水中阴离子合成洗涤剂的大批量分析检测。

关键词：阴离子合成洗涤剂连续流动法亚甲基蓝体系

基于协同优化策略和人工蜂群算法的轨道电路邻线干扰防护研究

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中国铁道科学 2024年第1期45卷 178-189页

作者：代萌中国铁路济南局集团有限公司济南电务段山东济南250001

高速铁路车站运营场景复杂,易引发轨道电路邻线干扰,造成信号误解码和误显示,影响列车安全高效运行。基于空间耦合和传导耦合原理,根据高速铁路轨道电路特点和结构,分别建立传输线路阻抗平衡和不平衡条件下的复杂场景邻线干扰计算模型;... 详细信息

高速铁路车站运营场景复杂,易引发轨道电路邻线干扰,造成信号误解码和误显示,影响列车安全高效运行。基于空间耦合和传导耦合原理,根据高速铁路轨道电路特点和结构,分别建立传输线路阻抗平衡和不平衡条件下的复杂场景邻线干扰计算模型;考虑机车动态运行条件,完成最不利情况下邻线干扰量值的定量计算,并利用ANSYS平台完成计算结果的有限元仿真验证;针对邻线干扰还受到发送电平等级、补偿电容数量和容值、线路并行长度、道床电阻、分路电阻、线路间距等参数叠加和相互制约的影响,采用人工蜂群(Artificial Bee Colony,ABC)智能算法,提出基于多参数协同优化策略的邻线干扰防护对策,给出各参数相应最优取值及其对信干比(Signal-to-Interference Ratio,SIR)影响重要度。结果表明:邻线干扰量值超过车载机车信号灵敏度将导致解码错误;应用提出的防护对策对现场邻线干扰工程案例中线路并行长度和发送电平等参数进行优化,SIR可提升14.6 dB。研究结论可用于高速铁路轨道电路配置及优化实践,为防护邻线干扰提供工程参考和分析验证。

关键词：高速铁路轨道电路邻线干扰人工蜂群算法干扰防护协同优化

有机物存在时全程自养脱氮工艺启动及微生物群落结构演变

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济南大学学报（自然科学版） 2024年第2期38卷 156-161页

作者：翟方帅孙雅萍司光超张馨文乔壮明魏东济南大学水利与环境学院山东济南250022 山东美泉环保科技有限公司山东济南250101

为了实现全程自养脱氮工艺在处理含有机物废水中的应用,考察有机物存在时全程自养脱氮工艺的启动、运行工况与微生物群落结构演变,通过低溶解氧和生物膜菌种富集的控制策略,缓解有机物对厌氧氨氧化菌的抑制,实现全程自养脱氮工艺启动和... 详细信息

为了实现全程自养脱氮工艺在处理含有机物废水中的应用,考察有机物存在时全程自养脱氮工艺的启动、运行工况与微生物群落结构演变,通过低溶解氧和生物膜菌种富集的控制策略,缓解有机物对厌氧氨氧化菌的抑制,实现全程自养脱氮工艺启动和功能微生物的富集。结果表明,当进水化学需氧量质量浓度为600 mg/L时,全程自养脱氮工艺启动,在反应器稳定运行期间总无机氮去除率最高达到79.46%;三维荧光光谱显示腐殖酸类和富里酸类物质是主要的微生物代谢产物;微生物高通量测序显示厌氧氨氧化菌的优势属Candidatus Kuenenia和Candidatus Brocadia的相对丰度分别从0.02%和0.01%增加到10.47%和4.45%,成功实现厌氧氨氧化菌的富集。

关键词：全程自养脱氮工艺有机物微生物三维荧光光谱高通量测序

长期服役BAC滤池的有机物去除效能与运行优化

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长江科学院院报 2024年

作者：张可佳赖浩林岑程周沛璇张孝洪傅舟跃浙江大学建筑工程学院浙江大学浙江省饮用水安全与输配技术研究重点实验室浙江大学长三角智慧绿洲创新中心舟山市自来水有限公司

长期服役的BAC（Biological activated carbon，生物活性炭）滤池（服役周期在7年以上）可能存在有机物去除效能下降甚至失效的风险。为了探究长期服役BAC滤池的有机物去除效能并提出针对性的运行优化方案，选取了Z市LC水厂服役12年的BA... 详细信息

长期服役的BAC（Biological activated carbon，生物活性炭）滤池（服役周期在7年以上）可能存在有机物去除效能下降甚至失效的风险。为了探究长期服役BAC滤池的有机物去除效能并提出针对性的运行优化方案，选取了Z市LC水厂服役12年的BAC滤池作为研究对象，采用总有机碳（Total organic carbon，TOC）去除效果对其运行性能进行分析，并从臭氧(Ozone，O3)投加量和反冲洗手段探究优化方案。结果表明，LC水厂对于有机物的去除效果存在较大波动，失效的风险较高。生物降解是长期服役BAC滤池去除有机物的主要机制，其贡献率约为67%，而吸附作用的贡献率仅为33%。当O3投加量为0.35-0.50 mg O3/mg TOC时，LC水厂BAC滤池的运行性能较优，过低、过高的O3投加量均不利于长期服役BAC滤池运行性能的提高。LC水厂表层和中上层BAC在反冲洗前均存在出水TOC升高的现象，使用含0.5 mg/L有效氯的水进行反冲洗有助于改善长期服役BAC滤池的运行性能。

关键词： BAC(生物活性炭)滤池长期服役去除效果运行性能优化方案

深地煤炭资源安全高效智能化开采关键技术与实践

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煤炭科学技术 2024年第1期52卷 52-64页

作者：李伟孙希奎山东能源集团有限公司山东济南250101

深地煤炭资源地质赋存复杂,智能化开采是深地资源安全、高效、绿色发展的必由之路。智能化开采成套技术与装备能否适应千米深井复杂地质环境、控制围岩稳定并驱动装备跟随煤层自动推进是影响煤炭安全高效开采、减少作业人员、降低劳动... 详细信息

深地煤炭资源地质赋存复杂,智能化开采是深地资源安全、高效、绿色发展的必由之路。智能化开采成套技术与装备能否适应千米深井复杂地质环境、控制围岩稳定并驱动装备跟随煤层自动推进是影响煤炭安全高效开采、减少作业人员、降低劳动强度的关键。山东能源集团聚焦千米深井智能化开采围岩控制理论,提出了以强度耦合、刚度耦合和稳定性耦合为核心的支架-围岩智能耦合关系,并形成与之相适应的智能耦合控制逻辑;为突破超大采高智能综采开采工艺及超高煤壁围岩控制技术瓶颈,提出了超大采高液压支架工作阻力“双因素控制法”,发明了三滚筒采煤机及其配套开采方法,研制了与超大采高智能综采相匹配的液压支架及配套系统;针对超大采高综放开采智能化放煤理论与围岩控制难题,提出超大采高综放支架-围岩耦合协调采放空间控制方法,创新了超大采高综放“马鞍形”开采工艺,研制了7 m超大采高智能综放开采液压支架及配套系统;研发了无反复支撑、快速循环自移的单元式超前支架,解决了回采巷道超前支护距离长、支护技术与装备适应性差的问题;开发了基于惯导和精准地质模型的智能采煤控制系统,解决了深部矿井工作面设备智能控制及困扰连续生产的难题;搭建了千米深井智能化开采综合管控平台,实现了千米深井重大灾害多源异构数据融合与管控。上述核心技术在山东能源集团赵楼煤矿7302工作面、东滩煤矿3308工作面等多个工作面进行了智能化开采示范建设,取得了良好的应用效果,所获成果整体推动了我国深地煤炭资源安全高效智能化开采水平,可以为类似矿井智能化工作面建设提供理论与技术借鉴。

关键词：千米深井智能化开采支架-围岩关系超大采高液压支架智能采煤控制系统多元灾害

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土质斜坡地层倾斜锚板抗拔承载力分析

铁道工程学报 2024年第7期41卷 1-10页

作者：王洪涛徐涌帅门燕青刘浩高广龙济南轨道交通集团有限公司济南250014 山东建筑大学济南250101

研究目的:合理估算锚板抗拔承载力是保持锚板基础稳定工作的重要保障,本文聚焦土质斜坡地层中埋设的倾斜条形锚板,构造了一种极限状态下非对称的锚板上拔破坏机制,并假设土体破坏服从非线性强度准则与非关联流动法则。基于该破坏机制,... 详细信息

研究目的:合理估算锚板抗拔承载力是保持锚板基础稳定工作的重要保障,本文聚焦土质斜坡地层中埋设的倾斜条形锚板,构造了一种极限状态下非对称的锚板上拔破坏机制,并假设土体破坏服从非线性强度准则与非关联流动法则。基于该破坏机制,利用上限法与变分原理,推导锚板极限抗拔承载力及锚板上方土体破坏面方程的解析表达式,系统研究各参数对锚板抗拔承载力的影响规律。研究结论:(1)推导得到了锚板极限抗拔承载力及锚板上方土体破坏面方程的解析表达式,并与现有文献成果进行了对比分析,验证了本文分析方法的有效性;(2)斜坡倾斜锚板上方土体破坏范围呈现一定的非对称特征,随锚板倾角增大,土体破坏范围逐渐向坡下方向偏移,土体破坏范围与土体剪胀系数、初始黏聚力正相关,与非线性系数、重度、地表荷载负相关;(3)锚板埋深比、埋设角度、地表倾角、土体黏聚力及剪胀系数对锚板抗拔承载力及土体上拔破坏范围会产生显著影响,在工程设计中应予以重视,以实现锚板基础的最优布设与承载能力有效发挥。

关键词：土坡倾斜条形锚板承载力上限法非关联流动法则

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米勒循环对重型柴油机燃烧和排放的影响

内燃机学报 2024年第3期42卷 203-208页

作者：范岚岚王斌杜桂枝李浩中国重型汽车集团有限公司山东济南250000 中国重汽济南动力有限公司汽车研究总院动力总成设计部山东济南250000

基于某重型高压共轨柴油机开展了米勒循环在外特性工况点、排放控制工况点和最低燃油消耗率工况点对发动机性能、燃烧和排放的影响研究.米勒循环依靠进气门晚关来实现,其中进气门关闭时刻分别推迟了30°、50°和70°CA.结果表明:重型柴... 详细信息

基于某重型高压共轨柴油机开展了米勒循环在外特性工况点、排放控制工况点和最低燃油消耗率工况点对发动机性能、燃烧和排放的影响研究.米勒循环依靠进气门晚关来实现,其中进气门关闭时刻分别推迟了30°、50°和70°CA.结果表明:重型柴油机应用米勒循环能够在实现较低缸内压力峰值下,较低燃油消耗率的目标,相同缸内压力峰值下燃油消耗率能够降低约1 g/(kW·h);大的进气门晚关角度能够实现在相同燃油消耗率下,排气温度提升20℃以上,可作为发动机排气热管理的储备技术.大的进气门晚关角度在外特性高转速段会造成功率损失,因而必须与高效增压器配合使用才能保证全局功率不损失,同时降低燃油消耗率,提升排气温度.

关键词：重型柴油机米勒循环排气温度