低DO协同负荷引发的黏性膨胀和丝状菌膨胀

为了研究低DO下负荷对污泥膨胀的影响,采用SBR反应器,在DO〈0.5 mg.L-1,pH 7.2~8.0,温度（23±0.5）℃,MLSS 3000~3500 mg.L-1,负荷分别为0.22、0.44、0.66 g COD.（g MLSS）-1.d-1的条件下,研究不同负荷下的SVI变化趋势、污泥膨胀类型、引发原因、耗氧速率、脱氮除磷效果与同步硝化反硝化率。结果显示,低DO下（〈0.5 mg.L-1）,负荷0.22 g COD.（g MLSS）-1.d-1时未发生污泥膨胀,随着负荷升高,污泥沉降性恶化加快。并且不同负荷引发的污泥膨胀类型不同,在负荷0.66 g COD.（g MLSS）-1.d-1时发生黏性膨胀,而负荷0.44 g COD.（g MLSS）-1.d-1时发生丝状菌微膨胀。黏性膨胀时出水氨氮及磷去除效果变差,但丝状菌膨胀时出水水质并没有受到影响,且比吸磷速率更快,出水SS更低。未发生污泥膨胀时同步硝化反硝化率最大,丝状菌膨胀时次之,黏性膨胀时最小。SOUR过高时,很可能伴随着污泥沉降性变差和出水水质恶化。

低DO对活性污泥系统碳和氮去除影响的研究

考察了长期低溶解氧(DO)条件下推流式活性污泥系统碳和氮去除的效果,并从微生物群落结构及动力学特征方面进行了机理分析.结果表明,将DO浓度从2.0mg/L降低至0.3mg/L,系统仍可有效地去除污水中的碳和氮,但当DO降低至0.3mg/L时,系统的脱氮性能波动较大.随着DO浓度的降低,系统中细菌的总体群落结构发生改变,但功能菌群仍为Proteobacteria,约占65%.Nitrosomnas oligotropha、Nitrobacter winogradskyi spp.和GrouplNitrospira等是低溶解氧条件下的主要硝化细菌.qPCR结果显示DO从2.0mg/L降至0.5mg/L时硝化细菌(主要是Nitrospira)得到富集,保证了低DO条件下的完全硝化.硝化反应动力学分析也表明,在一定范围内降低DO可以延迟细菌衰亡以维持活性污泥系统中硝化细菌的生物量.本研究可为污水处理厂降低DO实现节能运行提供理论支持.

分段进水A/O工艺在低DO下处理生活污水研究

采用小试规模的三段进水A／O生物脱氮工艺，在低DO下处理低COD／TN值（2～3）的小区生活污水，考察了对COD、氨氮和TN的去除效果以及污泥的沉降性能。结果表明，系统对COD的去除效果稳定，平均去除率为87．9％。当系统的水力停留时间（HRT）为10h时，对氨氮的去除率〉98％；将HRT缩短至8h后，对氨氮的去除率仍大于95％，出水氨氮〈5mg／L。由于系统内形成了稳定的同步硝化反硝化（SND），使得在进水COD／TN值仅为2～3的条件下，系统对TN的去除率仍可达80％以上，平均去除率为72．4％。此外，在90d的运行中污泥的沉降性能较好，镜检未发现丝状菌。

低DO下的短程硝化及同步硝化反硝化

研究了低溶解氧下序批式反应器(SBR)的短程硝化特征和控制条件以及碳源浓度、投加方式对同步脱氮效率的影响。试验结果表明,保持高、低溶解氧交替的环境是实现短程硝化的关键;当进水NH+4-N为300mg/L、COD为400～600mg/L时,采用半连续碳源投加方式可保证总同步脱氮效率达到80%。

低DO下曝气方式对分段进水脱氮工艺的影响

采用分段进水生物脱氮工艺处理小区生活污水，考察了在低DO条件下，不同曝气方式对硝化率及污泥沉降性能的影响。结果表明，在曝气量为0．27m^3／h、MLSS平均为2700mg／L左右、好氧区的DO为0．26～2．5mg／L的条件下，当进水氨氮为44～55mg／L时，对氨氮的去除率保持在95％以上，对COD的去除率〉90％；当控制好氧区第1、2格室的DO分别为0．5～0．7和1．0～1．2mg／L时，系统的硝化率维持在90％以上，出水中的氨氮〈2mg／L；在恒定曝气量下，向进水中投加有机碳源，当水质改变较快时，容易引起丝状菌污泥膨胀，但通过恒DO曝气控制，可使污泥的沉降性能得到改善。

低DO硝化耦合内碳源反硝化脱氮处理生活污水

为了进一步合理利用碳源,降低曝气能耗,有效解决低C/N生活污水的脱氮问题,采用2个串联的SBR在无外加碳源的条件下处理低C/N实际生活污水,分别启动内碳源反硝化反应器(ED-SBR)和低DO硝化反应器(LDON-SBR),并按照厌氧(ED-SBR)-好氧(LDON-SBR)-缺氧(ED-SBR)的方式运行,综合考察各反应器处理性能,并探讨低DO硝化耦合内碳源反硝化工艺脱氮的可行性.结果表明:LDON-SBR反应器在DO浓度为0.3～0.5mg/L的条件下能够成功实现90%以上的硝化并稳定维持,同时反应器存在明显的同步硝化反硝化(SND)现象,SND率可达29.6%;ED-SBR反应器在厌氧阶段能够将进水中的有机物转化为内碳源并储存,在缺氧阶段能够进行内源反硝化,使NO_3^--N平均浓度从27.3mg/L降低至3.9mg/L,NO_3^--N平均去除率为86.5%;系统整体COD去除率为80%左右.

“双碳”目标下煤炭绿色低碳发展新思路

在“双碳”目标背景与当前技术条件下,“煤”“废”“碳”构成了煤炭的“不可能三角”,严重制约着煤炭行业的绿色低碳可持续发展。秉持“以废治废”“从哪里来到哪里去”的原则,着眼“煤”的减损化开采、“废”的功能化利用、“碳”的低碳化处置三维视角,探索“煤”“废”“碳”协同发展路径,为破解煤炭“不可能三角”和推动煤炭绿色低碳发展提供全方位解决方案。具体包括:①阐明了“煤”的减损化开采科学内涵,明确了生态脆弱区含(隔)水层空间组合特征、采煤减损技术应用下的覆岩移动规律和覆岩采动损伤下的地表变形规律等减损化开采科学问题,提出了面间煤柱“掘-充-留”一体化、窄条带式充填开采和综采架后充填开采等减损化开采技术;②阐明了“废”的功能化利用科学内涵,明确了固废功能化利用的科学问题,包括镁-煤基固废原材料改性方法与机理、多元固废协同作用机制、全固废充填材料性能调控理论3个方面,形成了以固废原材料改性、固废基胶凝材料研发、全固废充填材料制备为核心的固废功能化利用关键技术体系;③阐明了“碳”的低碳化处置科学内涵,提出了“碳”的低碳化处置科学实践框架和实施路径,厘清了在“碳”的低碳化处置过程中关于矿化材料制备、封存空间构筑、CO_(2)封存机理与调控、CO_(2)封存长期环境效应和储库稳定性等方面的科学问题,明确了碎胀空间CO_(2)封存、煤矿CO_(2)固碳充填等关键技术,形成了利用煤矿采空区实现CO_(2)低碳封存的新模式。立足煤炭绿色低碳可持续发展,协同推进“煤”的减损化开采、“废”的功能化利用与“碳”的低碳化处置,对推动煤炭行业“双碳”目标实现具有重要意义。

考虑源荷不确定性及用户响应行为的电力系统低碳经济调度

电力系统是未来实现碳中和目标的重要领域,随着源-荷不确定性的加剧,基于确定性模型的低碳经济调度方法无法准确描述不确定因素对碳排放的影响。针对上述问题,该文首先从系统层面构建考虑不确定性的低碳鲁棒优化模型,利用概率模型对源荷不确定因素进行建模,并采用机会约束对目标满足期望的显著性水平进行描述,通过最大化不确定因素的置信水平得出风险规避策略下的鲁棒调度方案。接着从用户层面构建基于事件驱动的用户低碳响应模型,根据系统层计算结果,通过设定事件触发的碳排放阈值定义碳排放超额事件,并以价格形式引导用户的低碳用能行为。最后通过算例分析,验证所提模型能有效量化评估系统的低碳经济调度不确定性水平,充分发挥用户侧降碳能力,实现源荷双侧低碳目标的协同。

碎软低渗煤储层强化与煤层气地面开发技术进展

我国碎软低渗煤储层分布广泛,然而由于其煤体松软、破碎、渗透性差,常规的直井/水平井煤储层直接压裂技术应用于碎软低渗煤储层强化及其煤层气地面开发的效果并不理想,碎软低渗煤储层煤层气的高效开发是制约我国煤层气产业大规模发展以及煤矿瓦斯高效治理的重要技术瓶颈。在系统分析我国碎软低渗煤储层特征及煤层气地面开发中存在的问题基础上,以水平井为基础井型,围绕间接压裂、应力释放和先固结后压裂3种不同的技术方向,梳理了目前碎软低渗煤储层强化与煤层气地面开发技术进展。归纳评述了以顶板间接压裂、夹矸层间接压裂以及硬煤分层间接压裂为内涵的间接压裂煤层气开发技术,以水力喷射造穴、气体动力造穴、扩孔+水力喷射+流体加卸载诱导失稳造穴、水力割缝为不同应力释放方式的应力释放煤层气开发技术,以及先微生物诱导碳酸钙固结碎软煤储层再进行水力压裂的先固结后压裂煤层气开发技术。间接压裂技术的工程实践探索已有较多积累,在地质条件适宜地区对碎软低渗煤储层强化取得了较好效果,而以应力释放为代表的碎软低渗煤储层强化新技术探索已取得重大进展,并进入工程试验和验证阶段。水平井应力释放技术针对碎软低渗煤储层特性和新的开发原理,其对储层改造潜力更大、煤层气开发效果会更好。基于水平井应力释放技术,围绕扩大应力释放范围、提高煤层气开发效果以及实现煤与煤层气共采3个方面,对碎软低渗煤储层强化及煤层气地面开发技术的发展趋势进行了展望,以期为改善我国碎软低渗煤储层增产改造效果以及提高煤层气单井产量提供参考。

高海拔地区低温成型磷酸镁水泥砂浆力学与抗冻性能

磷酸镁水泥(MPC)砂浆因其低温下卓越的强度发展潜力和免于蓄热保湿养护的特性,特别适用于高寒地区破损混凝土结构的修补工作。研究采用现场试验的办法,以成型温度、镁磷质量比、养护制度为变量,跟踪不同龄期下不同条件的磷酸镁水泥砂浆的抗折与抗压强度,厘清了高海拔地区低温成型磷酸镁水泥砂浆力学性能的发展规律。研究又以成型海拔、成型温度、镁磷质量比为变量,以气泡结构和水饱和度为中间指标,以单面盐冻中质量剥蚀和快速冻融循环中相对质量及相对动弹性模量的变化为直接指标,剖析了高海拔地区低温成型磷酸镁水泥砂浆抗冻性能的影响因素。研究结果表明,自然养护相较恒定低温养护对早期强度发展有利,但对后期强度发展有不良影响。低温环境下成型有利于自然养护的磷酸镁水泥砂浆的后期强度。成型海拔、成型温度和镁磷质量比与砂浆的含气量呈负相关,与砂浆的气泡间距系数和水饱和度呈正相关。试验条件下,这三个变量的值越小,砂浆的抗冻性越好。-10℃成型,镁磷质量比为4对砂浆强度最有利;而-10℃成型,镁磷质量比为3对砂浆抗冻性最有利。这些研究成果为高寒地区磷酸镁水泥砂浆的工程应用提供了技术建议与理论支持。

低碳矿区综合能源系统经济运行优化研究

针对煤矿开采过程中碳排放量高以及乏风、瓦斯、矿井涌水等伴生能源得不到及时有效利用的问题,提出一种低碳经济运行的矿区综合能源系统(coal mine integrated energy system, CMIES)。首先,为使矿区伴生能源得到充分利用,搭建了一个包含燃气轮机、乏风氧化发电单元、水源热泵等设备的CMIES模型。其次,为降低矿区碳排放量,在CMIES中加入光伏、风电、电转气与氢燃料电池等设备。同时,引入阶梯式碳交易机制与绿色证书交易机制(green certificate trading, GCT),通过“双机制”模型来约束系统碳排放、激励新能源设备出力。最后,调用CPLEX商业求解器,以购能成本、新能源设备运行成本、碳排放成本最小为目标函数进行求解。结果表明:优化后的CMIES碳排放量显著降低,运行成本大幅减少。

国有企业的低碳双元战略发展路径——基于上海申通地铁集团的案例研究

在中国特色社会主义经济制度下,国有企业始终肩负着发展经济和服务社会的双重使命。根据企业所处的行业特点与所承担的业务特征,国有企业很可能面临高耗能的挑战。选取上海申通地铁集团有限公司作为典型案例,基于双元理论探究国有企业低碳双元战略的动态发展路径。研究发现,国有企业的低碳发展首先是将低碳理念融入其“经济—社会”双元目标,形成具有经济属性的成本性和效益性低碳导向,以及具有社会属性的政策性和公益性低碳导向。基于此,国有企业开发低碳双元战略实践,包括具有经济属性的低碳成本管理和低碳业务投资,以及具有社会属性的低碳政策落实和产业低碳引领。此外,知识和资源开发促进了低碳双元战略实践的相互转化,实现了低碳双元战略的协调统一。研究结论既为国有企业低碳发展中的协同辩证关系提供了新的理解,又拓展了双元理论在企业低碳管理领域的应用。

我国航运业绿色低碳发展的需求、路径与展望

为探讨航运业在综合运输体系中的重要性,并针对加速航运业绿色低碳发展对实现交通运输行业双碳战略目标的意义展开分析。通过考察航运业当前的碳排放状况,分析我国在绿色低碳发展方面存在的问题,对国内外绿色航运政策需求及其对航运业的影响进行综合评估。在此基础上,研究我国航运业绿色低碳发展的路径,包括总体思路、基本原则,以及相应的策略与实施措施,展望航运业绿色低碳发展的技术创新方向,提出从能源替代和运营管理两个方面促进航运业绿色低碳发展。

含碳捕集电厂与氢能多元利用的综合能源系统低碳经济调度

随着中国“碳达峰·碳中和”战略的不断推进,综合能源系统的绿色低碳转型迫在眉睫。针对传统碳捕集电厂灵活性较差、风电并网难以消纳等问题,提出一种含碳捕集电厂与氢能多元利用的综合能源系统低碳经济调度模型。首先,引入储液罐对传统碳捕集电厂进行改造,提高电厂应对风电波动的运行灵活性;其次,构建含两段式电转气、氢燃料电池、储氢罐和掺氢热电联产在内的氢能多元利用结构,以充分挖掘氢能利用与碳捕集电厂的协同运行潜力。在此基础上,引入阶梯碳交易机制,建立以碳交易、碳封存、燃煤及购气成本之和最小为优化目标的低碳经济调度模型。算例结果表明,文中模型能够有效提高系统的风电消纳水平和能源利用效率,具有显著的低碳经济效益。此外,碳交易基准价格的合理设定能够引导系统提高碳捕集水平。

新疆油田浅层超稠油SAGD高效低碳开发技术研究与展望

针对“双碳”目标背景下超稠油开发高能耗与油田高质量发展矛盾日益加剧的问题,新疆油田通过SAGD机理研究与现场实践,在维持蒸汽腔高效扩展,突破储层渗流屏障遮挡,提高浅薄层驱泄复合效率,实现水平井长水平段高效均衡产液等方面持续攻关,取得显著效果。采用气体辅助技术,实现蒸汽腔隔热保压增能,油汽比可提高20%;利用立体井网及储层升级扩容技术,改善Ⅲ类超稠油油藏渗流特征,泄油速度可增大20%~40%;采用全密闭生产方式,VHSD产液温度由100℃上升至150℃,采油速度提高50%;深化热采流量控制器(FCD)机理研究,完善油藏-井筒耦合优化设计方法,水平井水平段动用程度可提高20%。“十四五”期间,新疆油田将深化溶剂辅助SAGD、无水SAGD和控温水热裂解等技术研究,逐步完善浅层超稠油低碳高效开发技术系列,该研究可为稠油油藏开发提供借鉴。

大型燃煤发电机组低碳技术进展

当前我国碳排放总量约110亿t,其中约40%的CO_(2)由燃煤机组产生,如何降低燃煤发电机组的碳排放是实现双碳目标的关键。针对燃煤发电机组大规模减碳技术,重点介绍低碳/零碳燃料替代技术(生物质、污泥、氢/氨等)和CCUS技术的研究进展:燃煤电厂耦合生物质包括直接耦合和间接耦合,但均受制于生物质原料供应和价格,生物质“种植—收割—转运—储存—预处理—燃烧”全链条控制掺烧模式可有效解决上述问题。660 MW机组掺烧试验表明,CO_(2)排放可减少77.25万t/a;市政污泥含水率高达80%,进入锅炉前需干化处理,目前蒸汽或烟气干化均存在投资运行成本高、干化后的污泥水分较大且有臭气等问题,导致掺烧比例一般低于8%。基于生物质热源的污泥炭化技术可直接在污水厂生产无臭污泥炭,热值达10.26 MJ/kg左右,电厂掺烧比例可提高至20%~30%;掺烧氢/氨燃料需解决大比例掺烧下氨逃逸和NOx排放问题,国内已开展皖能集团300 MW和国家能源集团600 MW氨煤掺烧实验,通过燃烧调控可在NOx排放略微增加的情况下实现较高的NH3燃烬率,但商业化推广还受制于氢/氨成本;燃烧前脱碳技术(IGCC电站)的商业化运行案例极为有限,由于高居不下的成本,国外多个示范项目均已停运,推动该技术商业化需解决建设成本、发电成本和设备可靠性等问题。燃烧中碳捕集包括富氧燃烧和化学链燃烧,由于空分、再循环等过程能耗,常压富氧发电效率比空气燃烧低8%~12%,从常压富氧到加压富氧可进一步提高净发电效率;我国已建成全球最大的4 MW化学链燃烧示范装置,该技术也有望应用于气化领域;燃烧后碳捕集目前以溶液吸收技术为主,固体吸附技术的再生能耗更低,但大规模商业化需要继续降低能耗和成本。

化疗患者行个体化低流率腹部增强CT:双源CT低管电压高管电流的可行性分析

目的 探讨在癌症患者中使用双源CT结合低流速和低管电压方案的可行性。方法 共纳入90名进行上腹部增强CT扫描的患者,并随机分为A组、B组和C组(每组30人)。在A组中,患者使用120kVp和448mgl/kg对比剂量进行扫描。B组患者以100kVp和336 mgl/kg对比剂量进行扫描。C组患者以70kVp和224mgI/kg对比剂量进行扫描。对CT值、标准差、信噪比、对比噪声比、主观评分、对比剂剂量和流速进行测量。结果 在三组中,除了肾脏外,主观图像评分无统计学差异(均P>0.05)。与其他组相比,C组在大多数感兴趣区域(ROIs)中显示出显著更高的CT值、更低的噪声水平以及更高的SNR和CNR值(P<0.05)。与A组相比,C组所用对比剂剂量减少了47.3%(79.2±13.7 vs.41.7±8.9,P<0.01),对比剂注射速率降低了19.2%(2.6±0.5 vs.2.1±0.4,P<0.01)。结论 在化疗后血管受损的患者中使用70kVp管电压结合高管电流的方法,在保证图像质量和诊断信心的同时降低流速是可行的。

外源物质对低盐罗非鱼糜蛋白构象及体外消化特性的影响

以微波超声波辅助制备的低盐罗非鱼糜凝胶为研究对象,分析谷氨酰胺转氨酶(TGase)、羟丙基二淀粉磷酸酯(HDP)、结冷胶和三者的复配物(THG)对其水分分布及蛋白质构象的影响;并通过体外模拟消化实验,探究不同外源物质对微波超声波辅助制备的低盐罗非鱼鱼糕体外消化特性的影响。结果表明:添加THG后,鱼糜结合水和不易流动水较空白组分别增加98.71%和14.75%,自由水含量显著减少(P<0.05);THG促进了α-螺旋向β-折叠、β-转角和无规则卷曲结构转化。与空白组相比,添加0.4%TGase和THG对低盐罗非鱼糕的胃排空速度、蛋白体外消化率及蛋白水解度均有正面作用;其中THG可显著促进蛋白质分解成粒径较小的聚集体(P<0.05),经胃-十二指肠消化结束后的消化产物颜色更加透明清晰,从激光共聚焦显微镜可观察到THG组的红色荧光亮点显著减少,反映其蛋白被消化得较为完全。由此可见,在THG的作用下,鱼糜中水分子与蛋白质结合更紧密,相对于单一的外源物质,THG更加明显地改变了蛋白质的构象,且更有利于疏水蛋白基团的暴露和蛋白间的相互作用,且对鱼糕的消化有促进作用。本研究的结果为罗非鱼糜凝胶特性研究及罗非鱼糕类食品的开发与应用提供理论参考。

基于多目标遗传算法的斜盘式轴向柱塞泵低脉动结构优化设计

由于轴向柱塞泵的非对称结构特性,其输出压力和输出流量存在脉动特性,对液压系统的输出稳定性和可靠性造成影响,因此提出了一种基于多目标遗传算法的斜盘式轴向柱塞泵低脉动结构优化设计方法。首先,通过CFD(computational fluid dynamics,计算流体动力学)仿真分析方法,对轴向柱塞泵上/下死点位的压力-流量脉动的产生机理进行了分析;其次,对阻尼槽结构参数对轴向柱塞泵输出压力-流量脉动的影响规律进行了分析,构建了阻尼槽结构的多目标优化模型;最后,求解了低脉动阻尼槽结构。优化后的结构参数:阻尼槽半径为2.21 mm,阻尼槽长度为10.32 mm,阻尼槽错配角为16.54°。优化后压力脉动率为0.59%,相比于优化前的0.75%降低了0.16%,脉动幅值为0.25 MPa;优化后流量脉动率为12.02%,相比于优化前的5.61%降低了43.59%。研究结果为轴向柱塞泵低脉动结构的优化设计提供了有效的理论支持和实践指导。

老年冠心病患者低分子肝素皮下注射后按压与出血发生率的效应研究

目的探讨老年冠心病患者皮下注射低分子肝素后是否按压与皮下出血发生率的相关性。方法纳入2019年1月至2021年12月在南京医科大学附属南京医院行经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention,PCI)后使用低分子肝素皮下注射的老年冠心病患者131例作为研究对象,按照注射后是否按压分为观察组67例和对照组64例。皮下注射低分子肝素的流程均按照本院已纳入规范的“低分子肝素皮下注射法护理质量督查标准”执行,其中观察组要求注射完毕后按压穿刺点3~5 min,力度以皮肤下陷1cm为准,比较两组患者皮下出血的发生率。结果观察组皮下瘀斑发生率(9.0%)与对照组(7.8%)比较差异无统计学意义(P>0.05),观察组皮下硬结发生率(4.5%)与对照组(1.6%)比较差异亦无统计学意义(P>0.05)。患者的年龄、性别、腹围以及体质量指数(body mass index,BMI)与注射低分子肝素后发生皮下出血没有显著相关性(P>0.05),而腹部皮脂厚度与皮下出血存在显著相关性(P<0.05),是预测注射低分子肝素后发生皮下出血的独立预测因子。结论老年冠心病患者低分子肝素皮下注射后按压与出血发生率无相关性,无需按压。患者的腹部皮脂厚度是预测注射低分子肝素后发生皮下出血的独立预测因子,应通过规范操作来避免皮下出血的发生。