“金课”建设背景下“油气集输”课程教学改革探索与实践——以兰州理工大学为例

“金课”建设背景下,为了提高“油气集输”课程教学质量和人才培养质量,文章结合该课程的教学实践,总结了该课程教学过程中出现的问题,以“两性一度”为标准,提出了相应的教学改进措施,主要包括优化教学内容,改革教学方法;转变教师的课程思政育人理念,提升课程思政能力;加强教师的工程实践能力;建立课内实验、课外自主实验、校外实习和设计大赛四位一体的课程实践教学体系等四个方面。旨在增强学生学习的主动性和积极性,提高学生的综合能力,提升课程的育人能力,落实高校立德树人根本任务。

环境工程专业创新创业教育与专业教育深度融合实践研究——以兰州理工大学“环境化学”课程为例

专创融合的教育模式要求将学生创新创业能力的培养融入到专业教学过程中,符合国家对复合型人才能力培养的要求.结合专创融合的思维模式,以能力培养为目标,从专创融合教学改革思路、课程内容设计、课程实施路径、课程运行方法四个方面,对“环境化学”课程专创融合教学改革进行了实践.

环境工程专业实践教学体系改革与探索——以兰州理工大学环境工程专业为例

实践教学是环境工程专业教学的重要环节之一,对于培养学生解决问题以及实践能力的培养起着举足轻重的作用。以兰州理工大学环境工程专业实践教学体系改革为例,从实验室建设,课程设计内容以及实习环节等方面入手,分析了实践教学环节存在的主要问题,并结合实际提出了相应的措施,对环境工程专业实践教学改革进行了深入探讨。

“无机及分析化学”双语教学设计与实践——以兰州理工大学为例

“无机及分析化学”是化学化工及相关专业的第一门重要的专业基础课程,对于学生学习后续课程及解决科学技术问题如催化剂的制备及催化原理分析、能源电池相关问题、环境问题等,具有重要支撑作用。针对以学生为主体的教育理念,为契合国际化人才培养的需求,结合兰州理工大学学情特点,设计并实践了个性化“无机及分析化学”双语教学方案,旨在增加学生的自信心和学习热情,为祖国培养具有家国情怀、科学创新品质的合格人才。

城市地表径流内涝关系与排洪道优化设计研究——以兰州市为例

为探究暴雨后地表径流与城市内涝关系,以兰州市为例,利用ArcGIS软件对其数字高程模型进行水文分析,获得了兰州市地表径流空间分布。根据地表径流空间分布规律,从城市全局视角分析了兰州市城市内涝问题,并对兰州市现有排洪道进行了优化。结果表明:易涝路段与径流路径具有高度相关性,地表径流流经大部分内涝路段,导致内涝发生,且径流路径的密集程度与内涝的严重程度相关,其中城关区最为严重,七里河区与西固区次之,安宁区相对轻微,符合兰州市现实情况,说明了该模型方法的正确性;内涝点集中分布在建筑用地、裸地(水泥地面等)区域,表明城市下垫面的高不透水率是造成道路积水的原因之一;优化后的排洪道使易涝区域的雨水就近排入洪道,减少了薄弱地区洪水冲入城市街道的可能性,减轻了地下排水设施的排水压力,在一定程度上能够解决城市内涝问题;将山地原始沟渠巩固、加宽、延长为新建排洪道,减少了发生山洪的风险。因该研究区域黄河穿城而过,地表径流最终通过排洪道汇入黄河,故该方法可为我国后续整个黄河流域、长江流域“一河一盘棋”的整体防洪研究提供参考。

课程思政背景下化工原理教学的思考与实践

化工原理课程是高校化工及其相关专业开设的一门专业基础课程。本文在课程思政背景下,将思政元素融入到化工原理课程的教学中,在爱国敬业、理想信念、使命感的培养,强化环保、健康和安全理念及法律规范等意识的培养,在践行绿色发展观,科学方法论等哲学思维的运用等几方面入手,将课程内容与课程思政元素有机结合,不仅使学生对课程内容能够理解通透,而且对树立科学的人生观、价值观起到积极作用。

TRIZ理论在提高石油钻井平台涂料耐腐蚀性方面的应用

目的提高石油钻井平台防腐涂料的耐腐蚀性,减少由于石油钻井平台防腐涂层失效造成的经济损失。方法本文以石油钻井平台漆装系统为研究对象对其进行系统分析,并基于TRIZ理论(Teoriya Reshenivya Izobreatatelskikh Zadatch,TRIZ,译为发明问题解决理论)中的功能分析、因果分析、裁剪、九屏幕法、物理矛盾等工具对石油钻井平台漆装系统中涂料的组成成分进行创新设计。结果本文共得到了12个方案,通过初步分析选用了其中的5个方案构成解决问题的最优方案:首先在聚氨酯面漆中加入共轭结构的邻羟基苯甲酸甲酯,同时加入对苯醌自由离子捕捉剂,捕捉二氧化钛分子因吸收紫外线产生的自由基,防止面漆老化。此外还在面漆中加入OTS-SiO_(2)超疏水材料,阻止微生物附着。然后将环氧树脂中间漆中的不锈钢鳞片由不导电的玻璃鳞片替换。最后在底漆中加入弹性材料(微米级橡胶粒子),改善涂层易剥落的问题。结论该研究成果为提高防腐涂料的耐蚀性和环保性提供了参考。

3株高效石油降解菌对SBR处理含油废水的强化作用

研究了3株不同高效石油降解菌株用于序批式活性污泥法(SBR)处理含油废水的效果。结果表明,投加菌液苍白杆菌FP1、假单胞菌X1、红平红球菌KB1的SBR,COD平均去除率分别为90.8%、92.8%、98.2%;石油类物质平均去除率分别为79.1%、80.0%、92.8%;NH_(4)^(+)-N平均去除率分别为87.5%、91.4%、94.7%;TP平均去除率分别为23.8%、30.9%、44.4%。与未投加石油降解菌相比,投加石油降解菌株能显著提高SBR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。实验结果还表明在SBR中投加Fe Cl3利用化学除磷协助生物除磷可提高系统对TP的去除率,同时提高活性污泥的絮凝沉降性能,增加系统内活性生物量。该研究为生物强化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技术有望应用于含油废水生物处理。

园林垃圾对市政污泥热解过程减量及含碳物质变化的影响

市政污泥(SS)的高含水率、高灰分、高热解耗能、低产物品质等特点,制约其热解资源化技术的应用。向SS中添加比自身热值和有机物含量更高的园林垃圾(GW)进行共热解,通过热重分析仪、气相色谱质谱仪等测定其减量效果与物质组成,并采用Coats-Redfern法分析了热解动力学。结果表明,SS与GW共热解过程中主要分为失水、挥发分分解、难降解有机物分解3个阶段;GW和SS共热解后可以降低活化能,热解反应向低温段偏移,当GW掺入量为50%时,挥发分分解阶段(155~380℃)活化能为4.64 kJ/mol,比SS单独热解减少10.25%;此外,共热解还可减少二次污染物的产生,在GW掺入量为50%时,热解后热解油中的有机碳氧化合物、脂烃类质量分别由单独热解的376和94 mg/g降为252和30 mg/g。基于以上研究结果,GW可以减少SS热解的能源投入,降低污染物的产生,为SS与GW减量化及资源化实际工程提供理论支撑。

青藏铁路沿线湖泊及其与铁路最小距离演变研究

受全球气候变化影响,青藏高原湖泊近年来变化剧烈,充分了解湖泊演变特征及其驱动因素对保护沿湖重大工程设施有重要意义。基于青海湖与错那湖的Landsat遥感影像、面积数据和水位观测数据,本文对两湖演变及其与青藏铁路最小距离变化进行了细致研究,进一步结合中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集(CMFD)和气象站的气象数据,揭示了影响两湖水位变化的主要气象因子,结果表明:(1)1956-2004年青海湖呈退缩态势,2004年水位和面积达到最低值后转为逐渐增加,2004-2020年水位年均增长率为0.20 m·a^(-1),2004-2022年面积年均增长率为19.20 km^(2)·a^(-1)。2000-2018年的错那湖水位与从20世纪70年代至2022年的面积均呈轻微波动变化,水位和面积的年际最大变化值分别为0.60 m和9.98 km^(2)。(2)1990-2022年青海湖与青藏铁路最小距离先增加后减小,2004年后二者最小距离以19.6 m·a^(-1)的速率缩短,至2022年最小距离为74.3 m;2004-2022年错那湖与青藏铁路最小距离变化趋势不明显,至2022年二者最小距离为32.3 m。(3)青海湖的水位变化受风速、年降水量、向下短波辐射、向下长波辐射和比湿影响,贡献率分别为38%、24%、20%、14%和4%;错那湖水位变化主要受年降水量影响,其余气象因子与水位变化相关性不显著。

低温球罐大流量排液过程的流动特性

低温球罐大流量排液过程出现自由表面漩涡等复杂物理现象,严重影响泵等装置的安全运行及低温液体的稳定输送。针对某2000 m^(3)液氧球罐720 m^(3)/h的大流量排液工况,采用计算流体力学(CFD)方法中非稳态流动及流体体积法(VOF)对排液过程进行数值模拟,通过用户自定义函数(UDF)将初始切向速度与科氏力加载到计算流场,研究了不同初始切向速度及科氏力对排液过程、漩涡夹气的影响规律,并探究了漩涡演化规律。结果表明:初始流体静止时,科氏力是大流量排液过程中形成漩涡的主要原因,但科氏力对临界液位高度影响较小;流体具有一定初始切向速度时,初始切向速度起主导作用,科氏力可忽略;初始切向速度越大,临界液位高度越高,减弱切向速度的发展是抑制漩涡的重要举措;流场初始切向速度为0.003、0.009、0.018 m/s时,其临界液位高度分别低于0.682、0.714、0.848 m,排液管口发生微量空化。该结果可预测球罐大流量排液中漩涡运动,为排液系统优化设计提供数值计算依据。

多孔材料用于废水中放射性核素吸附的研究进展

针对传统吸附剂对放射性元素的去除,存在吸附时间较长以及吸附效果不理想等不足之处;新型多孔吸附材料如共价有机框架(COF)、金属有机框架(MOF)和共轭微孔聚合物(CMP)等,由于优异的物理化学特性,高比表面积、高孔隙率、快速的电荷载流子迁移率和可调的功能性,对于放射性核素的分离有着更高的分离效率。本文针对多种新型多孔吸附材料COF、MOF和超高交联聚合物(HCP)等对放射性元素的去除,通过总结新型多孔吸附材料用于放射性核素吸附分离的最新研究进展;着重讨论了新型多孔吸附材料的设计制备、放射性元素去除性能以及放射性元素去除机理;最后基于上述分析,提出目前新型多孔吸附材料用于放射性核素吸附分离存在的问题,如难以处理粉末状的新型多孔吸附材料,以及在极端化学条件下容易出现结构不稳定的问题,并对未来的相关研究方向进行了展望,例如将研究从纯粹的基础研究扩展到更实用的方面和大力开发有效的合成方法,以获得高产率且无副产物的产品。

玉门油田污染荒漠土壤石油降解菌多样性

为探索石油污染荒漠土壤石油降解微生物多样性、筛选高效石油降解菌,采用涂布平板法从石油污染荒漠土壤分离具有石油降解能力细菌,采用细菌形态观察和16S rRNA基因序列分析其多样性,并设计特异性引物,对分离细菌降解相关基因进行检测.结果表明,分离的37株细菌分别属于放线菌纲(Actinobacteria)、γ变形菌纲(Gammaproteobacteria)、β变形菌纲(Betaproteobacteria)、芽孢杆菌纲(Bacilli)和α变形菌纲(Alphaproteobacteria),分别占35.14%、32.43%、13.51%、13.51%、5.41%,归属于21个属的34个种类.优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas)、红球菌属(Rhodococcus)、微球菌属(Micrococcus)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、无色杆菌属(Achromobacter)和葡萄球菌属(Staphylococcus),占总数的51.35%,其中有36株细菌能以石油为唯一碳源稳定生长,对原油有明显的降解能力.在石油质量浓度为1 500 mg/L的基础培养基中,菌株YM43在培养7d后对石油的降解率达55.47%,另有8株细菌的降解率不低于30.55%,11株细菌的降解率介于10.05%~28.37%,18株细菌的降解率不高于8.05%.PCR检测表明,有25株细菌含有烷烃单加氧酶基因,6株含芳烃双加氧酶基因,6株含联苯双加氧酶基因,4株含萘双加氧酶基因,3株含甲苯双加氧酶基因,2株含邻苯二酚双加氧酶基因.研究显示,石油污染荒漠土壤中可培养细菌具有高度多样性,分离的菌株有较强的石油降解能力,其降解功能与所存在的降解基因有关.

聚酰胺酸-聚氨酯嵌段共聚物及其热亚胺化弹性体的制备与性能

以均苯四甲酸酐(PMDA)、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为原料,合成聚酰胺酸齐聚物(PAA),后与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)和1,4′-丁二醇(BDO)合成的聚氨酯预聚体进行嵌段,合成聚酰胺酸聚氨酯嵌段共聚物(PAA-PU),通过平板硫化仪热亚胺化,制备聚酰亚胺-聚氨酯嵌段共聚物(PI-PU)弹性体。采用红外光谱(FTIR)、核磁共振波谱(NMR)、热重分析(TGA)、X射线光电子能谱(XPS)、力学性能测试、动态热机械分析(DMA)、差示扫描量热分析(DSC)、凝胶渗透色谱(GPC)对齐聚物PAA、嵌段聚合物PAA-PU、PI-PU及PU进行结构表征和性能测试。结果表明,相较于拉伸强度23.8MPa的PU,引入PAA的嵌段聚合物拉伸强度提高到63.7MPa,亚胺化后的聚合物拉伸强度进一步提高到86.4MPa,聚合物最大热分解温度提高到352.6℃,残留质量上升。DMA测试结果表明,随着PI的嵌段引入,嵌段聚合物Tg由37.2℃提升至91.6℃,随着PI含量增加,Tg进一步提升至128.5℃。此外,嵌段聚合物的储能模量增大,损耗模量降低,橡胶平台变宽。

黄河兰州段氨氮降解系数的测定

对黄河兰州段氨氮的降解规律进行了室内模拟实验研究,采用稳态一维降解模型进行了分析计算,得出氨氮的室内降解系数为0.014d-1,并根据黄河兰州段的实际情况,对其进行温度和坡度修正,计算出黄河兰州段不同水期时的氨氮降解系数.

黑色二氧化钛纳米材料的构筑及其应用现状

二氧化钛(TiO_(2))是典型的氧化物半导体材料,广泛应用于光催化领域,但其较宽的能量带隙限制了其在实际中的应用。黑色TiO_(2)(B-TiO_(2))纳米材料通过在TiO_(2)表面构筑结构缺陷降低带隙宽度,能够有效提高其可见光响应性能和量子效率。本文总结了B-TiO_(2)的基本特性,包括光学性质、晶型、缺陷与微观结构性质,并对近年来B-TiO_(2)的制备与缺陷构筑方法(如气氛焙烧法、溶胶-凝胶法、化学还原法等)进行了系统总结。同时,本文梳理了黑色TiO_(2)性能提升策略及其在水体净化、有机物降解、能源转换及医疗等领域的应用现状。最后指出B-TiO_(2)研究领域未来需要重点关注的几个方面为:结合理论和实验深入探讨其结构-性能之间的构效关系是合理设计B-TiO_(2)表面缺陷、开发高效合成方法的基础,先进的表征和分析手段有待加强;在保持高活性的同时,开发结构更加稳定的B-TiO_(2)是将其推向实际应用的重要前提;此外,交叉学科的发展应推动B-TiO_(2)的应用范围向更多领域延伸。

兰州市城市生活垃圾清运量影响因素多元统计分析

为了给兰州市城市环境管理、规划及市政建设提供参考依据,在统计分析软件SPSS17.0的技术支持下,运用数理统计方法,对兰州市城市生活垃圾清运量的诸多影响因素进行了统计分析,最终得到兰州市垃圾清运量的增长趋势及其主要影响因素。研究结果表明,兰州市城市生活垃圾清运量的影响因素可归纳为三类主成分:城市发展程度、产业发展情况和居民消费价格总指数;清运量主要受全市人口密度(x1)、人均绿地面积(x2)、城市居民人均消费性支出(x3)等因素的影响;垃圾清运量的回归方程为y=150.473-0.498x1+4.184x2+0.006x3,回归方程通过概率水平0.05的检验,结果证明拟合效果良好。

黄河兰州段水环境风险容量研究

针对河水流量变化大这一特点,采用以对数正态分布理论为指导的随机计算模式,以近十年90%保证率最枯月平均流量为设计流量,确定黄河兰州段主要污染物的容许排污量,即水环境风险容量。

改性凹凸棒土对地下水中石油烃类吸附的影响

以甘肃临泽地区的天然凹凸棒土为原料,采用十八烷基三甲基氯化铵(OTMAC)对其进行有机改性,合成有机凹凸棒土以去除地下水中石油烃类物质.通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对凹凸棒土的结构变化进行表征与分析.对吸附剂投加量、吸附时间、反应体系pH值和温度等因素对去除地下水中石油烃类物质的影响进行研究.实验结果表明,采用经OTMAC有机改性的凹凸棒土处理被石油烃类污染的地下水,其最佳工艺条件:温度为30℃,有机改性凹凸棒土投加量为3g/L,吸附时间为8min,pH值为7.

甜叶菊渣中总黄酮的纯化工艺研究

以甜叶菊渣为原料,采用大孔树脂吸附和溶剂萃取法相结合的方法,得到90%以上纯度的总黄酮。通过对大孔树脂及溶剂萃取法的各影响因素进行研究,确定纯化甜叶菊渣中总黄酮的最佳工艺条件:AB-8型大孔树脂吸附流速为2 mL/min、上样液质量浓度1.5 mg/mL、上样液pH值为3.5、上样量4 BV,解吸液为50%乙醇溶液、解吸量5 BV、解吸流速为1.5 mL/min。优化后的甜叶菊总黄酮平均纯度为50.11%。后经乙酸乙酯在常温条件下萃取5次,得到甜叶菊渣中总黄酮纯度为91.8%。结果表明:通过AB-8型大孔吸附树脂和乙酸乙酯萃取相结合的方法,可以很好地纯化甜叶菊总黄酮。