进水分配比对分段进水PN/A工艺脱氮性能影响

以预脱碳污水和市政污水作为目标污水,建立了好氧段分段进水的新模式,通过调整进水分配比来优化好氧段C/N,以期实现短程硝化-厌氧氨氧化(PN/A)工艺在实际工况下的稳定运行.采用4组以好氧/缺氧/好氧/缺氧(O/A/O/A)模式运行的序批式反应器(SBR),R1、R2、R3及R4以进水分配比(预脱碳污水:市政污水)分别为1:0、2:1、1:1及1:2的分段进水模式运行.结果表明,R1未能实现PN/A工艺,总氮去除率(NRE)仅为60.2%.随着进水分配比不断下降,R2、R3、R4分别在第34,30及36d实现PN/A工艺,NRE分别达到71.8%、80.3%及74.1%.其中R3系统处理性能最好且最稳定,厌氧氨氧化贡献率达到83.9%.污泥沉降性与粒径最佳.此外,高通量结果显示氨氧化菌(Nitrosomonas)和厌氧氨氧化菌(Candidatus_Kuenenia)丰度分别为2.74%和12.17%,且与好氧异养菌(AHB)形成了良好的协同作用.因此,分段进水模式在进水分配比为1:1时有利于实现稳定的PN/A工艺,此时各功能微生物可得到较好富集与平衡.

基于新型PVA/PA/Fe凝胶载体的PN/A工艺研究

部分硝化-厌氧氨氧化(PN/A)是低碳低耗的污水自养脱氮工艺。然而,如何在反应器内有效截留缓慢生长的厌氧氨氧化菌(AnAOB),并创建厌氧菌AnAOB与好氧氨氧化菌(AOB)的共生生境是构建PN/A稳定运行的关键。该研究拟采用负载铁的多孔生物载体PVA/PA/Fe促进AnAOB的截留及与AOB协同共生,实现PN/A的快速启动和高效运行。结果表明,相较于未添加载体和添加PVA/PA载体,PVA/PA/Fe显著促进了AnAOB的截留及与AOB协同共生脱氮,AnAOB丰度相较对照组在Anammox阶段提高5.93%,在PN/A阶段提高7.81%;在Anammox阶段添加PVA/PA与PVA/PA/Fe载体的反应器表现出更良好的抗冲击负荷的性能,NLR可达1.01 kg-N/(m^(3)·d),而对照组只能稳定在0.61 kg-N/(m^(3)·d);加入PVA/PA/Fe载体的反应器在PN/A阶段启动7 d时就达到RETN>85%,而对照组与添加PVA/PA载体的反应器在经过12 d时才达到此处理效果。上述结果为PN/A工艺的实际应用提供了理论和技术指导。

PN/A颗粒污泥-固相反硝化组合工艺研究

本研究为处理PN/A反应出现的硝酸盐残留,把颗粒污泥和SPD系统耦合,用来处理高氨氮废水,并基于提升脱氮效能,考察了多种填料的固相反硝化(SPD)效能。结果显示,共聚酯填料效能最佳,总氮去除率大于93%,远超过其它填料的水平。根据高通量测序可知,溶出水平是决定菌群多样性的主要因素。反硝化菌产生了协作关系,明显提高了功能潜力。以上发现针对系统改进PN/A-SPD组合工艺,并促进其运用有较大的指导意义。

DPF碳载量对重型车PN排放影响研究

从DPF碳载量为0%时开始,直至DPF碳载量为100%,达到后处理再生状态结束共进行了8次PEMS试验。研究DPF碳载量对PN比排放的影响,根据瞬时车速和瞬时机动车比功率等参数对瞬态数据划分Bin网格,计算每次试验各个Bin的PN平均排放浓度和DPF平均温度的关系。试验结果表明,除最后一次发生再生的PEMS测试外,随着DPF碳载量的增大,PN比排放呈现先升高再降低的趋势;随着碳载量升高,Bin0、Bin1、Bin12以及Bin22等区间内每次试验的PN排放浓度相差不多。Bin13区间内的PN排放会随着碳载量的升高整体呈升高趋势。Bin23和Bin33区间内,PEMS试验的PN排放会随着碳载量的升高整体呈降低趋势。

短周期PN序列水声直扩系统抗单频干扰能力的变化规律与试验验证

对无法定量分析短周期PN序列直扩系统抗单频干扰性能的问题,首先通过理论推导得到单频干扰经相关处理产生的干扰分量;然后,结合直扩系统对单频干扰的处理增益,针对水声系统扩频序列周期较短的现实情况,提出了周期性PN序列水声直扩系统抗单频干扰性能定量分析的理论表达式;最后,通过仿真和试验验证了理论表达式的正确性。结果表明:单频干扰经相关处理后得到的干扰序列呈直流或正弦分布;单频干扰对系统误码率的影响与信干比、干扰频偏、相位偏差以及扩频码本身结构有关,误码率随干扰相位偏差变化呈周期分布;在干扰频偏值为整数倍码元带宽的所有工况中,频偏为一倍码元带宽的单频干扰对系统影响最大;简明的理论表达式,对快速预报现实短码水声系统抗单频干扰性能的变化规律具有重要意义。

基于MATLAB的PN结形成过程蒙特卡罗程序研发

本文基于蒙特卡罗随机行走的思想,用概率和随机抽样模拟PN结形成过程中载流子的运动以及动态分布,解决平衡态PN结电势所满足的泊松方程过于复杂、难以计算以及模拟的问题.利用MATLAB软件将演化过程中的载流子的运动过程可视化,并且将平衡态PN结的电势分布可视化.该方法可通过模拟载流子的运动规律及分布了解PN结的形成过程,进而及时对物理模型进行修正.该程序实现手段简便,物理图像清晰,可以用于半导体物理等相关课程的课堂教学.

一种基于传输线理论的pn结二极管小信号模型

为了精确表征毫米波频段pn结二极管的特性,提出了一种基于传输线理论的pn结二极管小信号模型。该模型包括表征pn结的本征部分和寄生部分。以量化的pn结耗尽区串联电阻作为中间项,通过非线性传输线理论近似方法,推导出全新的pn结二极管小信号模型的拓扑结构。通过导纳参数和阻抗参数的参数解析提取方法,提取等效电路中各元件参数值。使用某磷化铟(InP)工艺线加工所得2×3μm、8×8μm、4×16μm二极管的散射参数数据进行验证。结果表明,在1~110 GHz频率范围内,不同偏压的模型仿真结果与测试结果均吻合较好,同时也能表明模型在毫米波频段内有良好的适用性。

环保型粘合剂PN760对丁苯橡胶胶料性能及其与聚酯帘线粘合性能的影响

采用间甲酚-甲醛-胶乳(CFL)浸渍体系和封端水性聚氨酯胶乳(WPUL)浸渍体系对聚酯[聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)]帘线进行表面改性处理,探究环保型粘合剂PN760(简称PN760)对丁苯橡胶(SBR)胶料性能及其与PET帘线粘合性能的影响。结果表明:PN760对SBR胶料的加工安全性能和物理性能影响不大,但使SBR胶料的硫化速率降低;PN760对SBR胶料与CFL和WPUL浸渍体系处理的PET帘线粘合性能均有明显的改善效果,PN760用量为4份时,SBR胶料与PET帘线的粘合性能最好;与采用CFL浸渍体系处理的PET帘线相比,SBR胶料与采用WPUL浸渍体系处理的PET帘线的粘合性能稍差。

栅控内嵌反偏PN结的单器件同或门电路的研究

在实现同或门电路时,为减少器件的使用以及使用简便,提出了栅控内嵌反偏PN结的单器件同或门电路(GPN-XNOR)。通过silvaco软件建模与仿真,分析其工作原理。GPN-XNOR是通过控制栅极电压来控制其下方体硅区的多数载流子类型,利用漏极电压实现PN结的正偏与反偏,进而实现器件的导通与截止。在漏极电压为正,栅压的极性相同时,器件可以正常导通,进一步实现同或功能。如果栅压极性不同,器件不会导通。GPN-XNOR结构与传统的MOS场效应晶体管不同之处在于源区采用了N型重掺杂区,漏区采用了P型重掺杂区,源漏掺杂类型不相同。相比于CMOS工艺实现同或功能来说,该设计具有材料用量少,占用芯片面积少的特点,只需要一个器件就可以实现同或XNOR逻辑功能,并且不用转换栅极电压的极性就可以实现同或门电路。

PN结光电子器件:科研创新与教学融合

阐述了低维材料在光电子器件领域的创新发展,设计了以PN结光电探测器为核心的本科生实验模块.通过光电测试系统获得了PN结光电探测器的光电流响应,并对其机理进行了深度分析.学生在教师的指导下完成材料制备、器件测试以及理论分析,促进了科研成果向本科教学的转化,也增强了学生对PN结关键概念的理解.

利用PN/PN-Coupler提升车辆控制码自动读写成功率

传统汽车生产线在不同线体之间传输车辆控制码时主要采用RFID的方式,受线体速度、现场信号干扰等客观因素影响,往往会出现数据读取失败率高(3%~4%)的问题。利用PN/PN-Coupler等技术,建立一种新的数据交互结构,取代RFID实现车辆控制码准确传输。通过实际生产验证,该方式极大提高了车辆控制码读取的成功率,有效节约了生产成本,提升生产效率。

国六柴油机PN排放试验研究

为探究国六柴油机开式排放循环中PN排放的影响因素,本文以某国六轻型柴油机为研究对象,研究不同漏气量下WHTC开式排放循环中PN排放量级,以及开式循环管路加热装置、冷态WHTC试验前的不同凉车时间、呼吸器内部毛毡结构等参数条件对排放循环PN尾排的影响。研究结果表明:(1)柴油机本体漏气量对开式PN排放的影响较显著;而呼吸器内部毛毡结构对开式PN排放影响较小;(2)开式循环下,开式管路的加热装置对冷态WHTC的PN排放的影响较显著;而对热态WHTC的PN排放影响较小;(3)开式冷态WHTC试验前凉车时间的增加,会导致冷态WHTC的PN排放增加。

电子学仿真在PN结教学中的运用探析

在PN结等半导体器件中,载流子浓度表现出复杂的时空演化特征。目前,普遍采用理论分析的教学方法,虽然使学生感受到了复杂问题处理的技巧,却失去了对器件工作过程的全面认识。提出在器件教学过程中融入电子学仿真的研究方法,使学生掌握理解和探索器件的有力工具。比较了理论分析与数值仿真两种方法的优点和缺点,阐述了电子学仿真软件在PN结教学中的作用,并举例运用仿真手段剖析了教材中的疑点。相信仿真工具将激发学生的学习兴趣,促进从注重知识积累的学习习惯到自主探索的学习范式的转变,提升课程教学效果,并缩短从课程学习到科研实践的路径。

柴油机PN排放在极限环境下的变化趋势研究

PN颗粒是国六法规中明确规定的排放污染物,柴油机的PN排放受多种耦合因素影响。文章系统分析了柴油机PN排放的影响因素,并将影响因素与极限环境变化因素相耦合,通过设计试验进行验证,探究了环境温度、环境湿度、排气温度以及海拔对柴油机PN排放特性的影响。由试验结果可知,PN值随着试验环境温度、湿度的上升大幅度增加,平均温度每升高10℃,PN值增加约30%,湿度每升高10%,PN值增大约6%。温度的升高会极大促进再生反应速率,将碳烟氧化为小颗粒物排放到空气中,导致PN值升高,而湿度对PN排放的影响主要是由于湿度对于小颗粒聚集作用和水煤反应所致。其次,对在PEMS循环排温边界范围内,探究了进气压力减小与排气温度升高耦合条件下的PN排放规律。试验发现排气温度低于350℃时,随进气压力降低,PN值减小;排气温度高于350℃时,PN值随进气压力的减小而降低。此外,采用相同路谱,在不同海拔条件下探究了排气温度对PN排放特性的影响,结果表明在路谱50℃温升范围内,高原PN排放不会高于平原。最终得出结论为:以PEMS工况为边界,高寒、高原地区柴油机的PN排放风险均小于平原常温。最终得出结论为:以排放风险均小于平原常温。

高氨氮PN/A脱氮工艺:亚硝态氮抑制后的恢复策略

高氨氮短程硝化厌氧氨氧化一体化(PN/A)工艺的稳定性受亚硝态氮影响显著。考察了高氨氮PN/A工艺受亚硝态氮短期抑制后,系统脱氮性能快速恢复的策略。稳定运行的PN/A污泥在ρ(NO^-_2-N)=200 mg/L条件下抑制2 h后,首先考察厌氧氨氧化菌在不同初始亚硝态氮浓度下的活性变化。此外,考察了受抑制后的PN/A工艺在不同DO浓度(0.05～1 mg/L)下的脱氮性能,结果表明:当NO^-_2-N浓度降低至50 mg/L以下时,厌氧氨氧化菌才明显表现出活性;受抑制后的PN/A工艺中,厌氧氨氧化菌对DO敏感度增加,恢复时系统的DO宜低于正常运行时浓度。综上所述,受NO^-_2-N抑制的PN/A工艺要恢复脱氮性能,宜降低亚硝态氮浓度同时控制DO浓度。在连续运行的PN/A反应器(200 L),诱发NO^-_2-N浓度提高到160 mg/L时,TN去除负荷从0.57下降至0.2 kg/(m^3·d)。通过合理控制DO和NO^-_2-N浓度,系统负荷在30 d内即可恢复至原有水平,验证了以上恢复策略的可行性。

天津津南污泥处理厂两段式PN/A工艺处理污泥脱水液的成功启动与运行分析

污泥脱水液的经济高效脱氮处理已成为污水处理中的重要环节。依托天津津南污泥处理厂采用两段式部分亚硝化/厌氧氨氧化(PN/A)脱氮工艺处理污泥脱水液,在35℃下,对工程规模的工艺启动和稳定运行特性进行了研究。结果表明:接种活性污泥可成功启动部分亚硝化(PN)反应器,PN反应器出水NO_(2)^(-)-N/NH_(4)^(+)-N为1.1时,可实现anammox系统的快速启动与稳运行;出水NO_(2)^(-)-N/NH_(4)^(+)-N过高会造成anammox系统的不稳定行和厌氧氨氧化菌的抑制;anammox系统在进水TN为(821±102)mg·L^(-1),氮负荷为0.16 g·(L·d)^(-1)的条件下可实现86.0%的稳定脱氮率;出水NO_(2)^(-)-N为35 mg·L^(-1)可作为anammox系统稳定运行的调控依据。以上研究结果可为两段式PN/A工艺在污泥脱水液脱氮处理的工程应用提供参考。

短期低温冲击对PN/A颗粒污泥脱氮效能及微生物性能的影响

常温部分亚硝化/厌氧氨氧化(partial nitritation/anammox,PN/A)颗粒污泥中不同功能菌群对温度的响应机制不同,在低温条件下易导致脱氮系统失衡。为此,探讨PN/A颗粒污泥系统在温度冲击下的应激效应,包括脱氮性能、微生物活性和EPS对温度冲击的响应,并考察了温度冲击后系统性能恢复的可行性。结果表明:PN/A颗粒污泥在25~30℃时脱氮性能最佳,平均总氮去除率可达到73.48%;低温冲击会抑制PN/A的脱氮性能,温度越低,其对总氮去除率影响越大,12℃以下的低温冲击导致平均总氮去除率下降至40.6%,且即使温度回升至30℃,平均总氮去除率只能恢复至66.27%。SGompertz模型可有效拟合温度与系统总氮去除负荷以及温度降幅与总氮去除负荷变化的关系,拟合所得可决系数R2均在0.995以上。通过分析温度对微生物活性影响发现,温度对PN/A颗粒污泥中AOB、AnAOB以及NOB菌群活性影响不同,AnAOB对低温更加敏感。在12℃和7℃时,总氮比降解速率q(TN)分别为0.40 mg·(g·h^(-1)和0.74 mg·(g·h^(-1),相对于30℃时,q(TN)下降了93.42%和87.83%。在20~30℃时,EPS总量和TB、LB、SB组分基本稳定,温度降至12℃以下,EPS总量及各组分均会大幅增加。EEM检测结果表明,低温可刺激TB-EPS分泌更多色氨酸类蛋白质。

川滇及邻区Pn波速度结构和各向异性研究

川滇地区是中国大陆构造变形及地震活动最强烈的区域之一.本文利用从国际地震中心(ISC)、中国地震台网以及云南、四川、重庆三个省级地震台网的地震观测报告中严格挑选出的53673个Pn波到时数据,用Pn波层析成像方法反演了川滇地区的Pn波速度结构和各向异性.结果表明该地区上地幔顶部速度结构的横向变化与现代构造运动有明显的关联:盆地地区上地幔顶部速度明显高于其周边区域,四川盆地尤为突出,其上地幔顶部P波速度是整个研究区域的高值;上地幔顶部P波速度低值区与研究区现代火山活动区域(如腾冲)及高热泉活动区域(如康定)有明显的相关性.强震大都发生在Pn波速低值区或Pn波速低值边界区.Pn波速度低速带与狭义的南北地震带相吻合,反映出上地幔顶部的流变性对构造应力的传递起着重要作用.Pn波各向异性表明:位于川青块体与四川盆地交界的龙门山地区,快波方向与该区域绝对运动方向不一致,而是基本沿龙门山断裂走向,这表明该地区的各向异性主要受龙门山断裂对Moho面切割变形的影响.而在其他区域的Pn波各向异性方向大体与当地块体的绝对运动方向一致,说明其各向异性主要是由板块运动产生的软流圈变形引起.

南海东北部及其邻近地区的Pn波速度结构与各向异性

利用中国地震台网和ISC台站1980-2004年的地震数据，反演了南海东北部及其邻近地区的Pn波速度结构和各向异性.上地幔顶部的速度变化揭示出区域地质构造的深部特征：华南地区速度较高并且变化平缓，具有构造稳定地区的岩石层地幔特征；华南沿海尤其是滨海断裂带附近出现低速异常，表明该断裂可能穿过壳幔边界深达上地幔顶部.南海北部至台湾海峡较高的速度与华南地区类似，反映出大陆边缘和陆架地区的岩石层地幔性质；西沙海槽附近较高的速度不仅反映了华南大陆向南的延伸，而且与海槽裂谷拉张引起的地幔上拱有关，整个南海北部没有发现大规模地幔热流的活动痕迹.相比之下，南海东部次海盆的上地幔顶部存在明显的低速异常，对应于海底扩张中心的地幔上涌区，表明岩石层地幔强烈减薄甚至缺失；台湾东部-吕宋-菲律宾北部的低速异常与地震、火山活动以及岩浆作用紧密相关，揭示了西太平洋岛弧俯冲带的活动特征；南海东北部的洋-陆边界清晰，南海东部和菲律宾海西部较高的速度代表了海洋岩石层地幔的性质.Pn波各向异性反映出区域性构造应力状态及岩石层地幔的变形痕迹：华南地区的各向异性较小，说明这一构造稳定地区的岩石层地幔变形程度较弱；南海北部的快波方向与地壳浅表层构造的伸展方向一致，主要反映了中、新生代以来的大陆边缘张裂和剪切作用对岩石层地幔结构的影响；琉球-台湾-吕宋岛弧两侧各向异性十分强烈，平行于海沟的快波方向表明菲律宾海板块和欧亚大陆的相互作用导致俯冲板块前缘的岩石层地幔强烈变形；台湾东南海域快波方向的变化可能与欧亚大陆和菲律宾海板块俯冲机制的转换以及岩石层被撕裂有关.

黄海及其邻近地区的Pn波速度与各向异性

利用中国东部地震台网和ISC报告1980～2004年的地震走时数据,反演了黄海及其邻近地区的Pn波速度和各向异性,根据岩石层地幔的横向非均匀性分析了区域地质构造的深部特点.Pn波速度的变化与区域地质构造有一定的对应关系,黄海地区上地幔顶部的P波平均速度较高,没有发现明显的低速异常,表明上地幔顶部不存在大范围的地幔扰动.速度异常的分布表明,南黄海东部和西部有可能分属于不同的构造块体,其间的分界大致对应于南北走向的黄海东部断裂带,具有相对较低的Pn波速度.边界东、西两侧的Pn波各向异性存在明显的差异:南黄海西部Pn波的快波方向以北东—北北东方向为主,反映了海区内部扬子块体向北运动产生的构造变形;南黄海东部Pn波的快波方向为南北方向,与黄海东部断裂带的走向基本一致,说明黄海东部和西部之间存在一个深达岩石层地幔的南北向转换边界.结合相关资料估计黄海东部断裂带在中生代时期发生了右旋走滑运动,以响应中国东部郯庐断裂带的大规模左旋剪切以及南黄海扬子块体的向北嵌入.