钙离子浓度对混凝沉淀-纳滤膜污染机制的影响研究

膜技术以高效、占地少和工艺洁净等优点在城市污水厂二级出水回用中广泛运用,膜污染问题是膜分离技术现阶段应用的研究重点与难点。该研究采用模拟城市污水厂二级出水作为原水,投加CaCl_(2)改变离子浓度,探究Ca^(2+)浓度对混凝沉淀-NF工艺膜污染的作用机制,通过膜污染模型、膜污染指数等方法对不同浓度条件下的膜污染过程进行分析,结合xDLVO理论在微观层面对膜污染过程中的界面作用机制进行定量分析。研究结果表明:当Ca^(2+)浓度为120 mg/L时,膜比通量降至最低点,膜污染可逆阻力和不可逆阻力均呈现最高值,相应地,此时的膜污染指数达到顶峰,膜表面滤饼层密实程度最高,这显著指示了膜污染程度的严重性。同时,在此浓度条件下,膜进水中污染物与NF膜之间的能量势垒,以及膜进水中污染物与膜表面已存在污染物之间的能量势垒均呈现最低值,这种能量势垒的降低进一步促进了膜污染的形成,使得污染过程在该浓度条件下更易发生。

颗粒活性炭-纳滤对二级出水中条件致病菌和有机物的去除效能

再生水回用是解决水资源短缺的重要途经,被广泛应用于工业生产、城市绿化方面,但其中含有大量的条件致病菌,对环境及人体健康具有潜在威胁。研究拟对污水厂二级出水采用颗粒活性炭(Granular Activated Carbon,GAC)、生物活性炭(Biological Activated Carbon,BAC)两种过滤单元与纳滤(nanofiltration,NF)组合工艺,来达到水中三种条件致病菌(军团菌、铜绿假单胞菌和鸟分枝杆菌)、大肠杆菌和有机物的去除的目的,采用直接NF、GAC-NF和BAC-NF三种处理工艺对去除效果进行分析。结果表明:在GAC过滤的滤速为5 cm/h,NF的过滤压力为0.4 MPa条件下,直接NF及其组合工艺均可实现二级出水中条件致病菌的完全去除,相较于直接NF和GAC-NF,BAC-NF工艺对水中DOC、UV254、微生物代谢副产物类和腐殖酸类有机物的去除率最高,分别为85.2%、74.5%、76.2%和82.0%;水中条件致病菌与大肠杆菌、DOC之间均有显著相关性,可以通过强化水中大肠杆菌和有机物的去除,达到提高不同组合工艺对条件致病菌削减的目的;BAC表面生物膜细菌中的假单胞菌、气单胞菌、硝化螺旋菌和不动杆菌占比最高,上述细菌对条件致病菌的生长繁殖起抑制作用;生物膜真核微生物中的线虫和轮虫占比最高,这两种微生物能通过捕捉的方式实现对水中条件致病菌的削减。

非自喷井测试资料解释新方法应用研究

非自喷井可以采用人工助排方式,实现地层流体持续有效流动,扩大测试探测范围,避免段塞流动,满足传统的现代试井解释方法的使用条件,使获得的储层物性参数更具代表性。针对段塞流测试资料的联合分析方法,可以提高资料解释精度,真实描述储层物性。

非爆炸膨胀式过油管桥塞封堵技术

在不使用火工品情况下,为快速而经济地进行井筒封堵作业,利用测井电缆将膨胀式桥塞以过油管的方式放置到指定位置,根据地面指令,坐封工具完成坐封和丢手动作,将桥塞本体固定在指定井段,再在桥塞上部注入水泥浆,实现了非爆炸膨胀式过油管桥塞封堵作业。经委内瑞拉东部油田FURRIAL区块FUL-121井成功应用,较封堵作业前,增产原油31.05 m^3/d,增加了61%;水产量减少10^4 m^3/d,降低了67%,达到了降水增油效果。该技术不使用火工品,安全系数高,具备较好的推广价值和应用前景。

山西省露天煤矿复垦区典型人工林凋落物持水性能研究

为了探究煤矿排土场人工林凋落物持水性能对矿区水土保持及生态系统恢复的重要作用,本研究采用野外调查和室内浸提相结合的方法,测定了山西省安太堡露天煤矿排土场4种典型人工林(小叶杨、榆树、油松和刺槐)不同分解阶段凋落物蓄积量、持水率、持水量、吸水速率等持水特性。结果表明:小叶杨和油松凋落物蓄积量显著高于刺槐和榆树(P<0.05);4种人工林不同分解阶段凋落物持水率和持水量与浸水时间均呈极显著对数关系(P<0.01);凋落物吸水速率呈现刺槐>榆树>小叶杨>油松,且吸水速率与浸水时间均存在极显著幂函数关系(P<0.01)。凋落物最大持水量和有效拦蓄量分别为:4.59~8.94 t·hm^(-2)和3.42~7.31 t·hm^(-2),顺序均为:小叶杨>油松>刺槐>榆树。小叶杨凋落物的持水能力最强,而刺槐凋落物吸水速率最快。因此,优先栽植小叶杨,并与刺槐适当混交,对山西省露天煤矿复垦区水源涵养有积极作用。

使用科式力质量流量计的多相流量计的研制

常规多相流量计在不使用放射源时计量精度不足。通过分析多相流量计的相关技术难点,以及科式力质量流量计的计量原理和技术优势,研发的使用科式力质量流量计的多相流量计,解决了传统多相流量计小产量下计量精度差的问题。在华北油田某采油厂进行了多井次测试施工,与传统的三相分离器的计量结果进行对比,其误差均小于5%,达到了计量作业的要求。该设备在中低产量井况下可以代替三相分离器,减少复杂设备配置,具备一定的推广价值。

过油管桥塞封堵工艺改进

过油管打塞作业所形成的水泥塞长度较短,造成可靠性差、密封性不好,施工成功率相对较低。根据水泥塞封堵高压的原理,分析影响水泥塞胶结强度的诸多因素,以及造成施工成功率低的原因,通过配套使用膨胀式水泥和套管清洁剂,有效地改善了过油管打灰作业的封堵能力、可靠性,提高了作业成功率。在某国东部油田67口井的应用,成功率由89.5%提高到98.5%。该技术改进有效可靠,具有一定的市场前景和推广价值。

刺槐纤维素合酶基因(RpCesA2)克隆、表达及SNP分析

利用同源克隆及RACE结合方法,首次从刺槐(Robinia pseudoacacia)茎部cDNA中获得纤维素合酶基因RpCesA2并获取基因组DNA序列。通过生物信息学分析,发现该基因内部含有3 291 bp完整编码区,编码1 097个氨基酸残基的蛋白;包含纤维素合成酶蛋白典型结构域:如1个锌指结构(zinc finger)及8个跨膜区(Transmembrane domain),与拟南芥纤维素合成酶基因CesA1至CesA10蛋白序列相似性达56.27%(At CesA8)~79.67%(AtCesA2)。通过构建系统进化树,发现RpCesA2基因与CesA5、CesA6、CesA9基因亲缘关系较近。组织特异性Realtime-PCR结果表明,RpCesA2基因在刺槐根、茎、叶片、叶柄4个组织部位具有不同的表达模式:第一时期、第三时期均在叶片中表达量最高,第二个时期茎中表达量最高。在此基础上,对10个刺槐无性系单株RpCesA2序列进行测序比对分析,检测到50个单核苷酸多态性(SNP)位点,其出现频率为1/130。CDS区域共有22个SNPs,其中15个是同义突变,7个为错义突变,非同义突变与同义突变比率为0.47。该研究结果为RpCesA2基因进一步连锁不平衡作图与关联研究提供理论依据,并最终有助于刺槐纤维素合成途径研究、标记辅助分子育种。

基于SSR分子标记的刺槐遗传多样性分析及核心种质的构建

刺槐(Robinia pseudoacacia)是一种极具发展利用潜能的林业生物质能源树种。为了解决刺槐林业生物质能源面临的原料短缺问题,本研究选取了中国北方7个地区的96个刺槐种质资源,运用筛选出的14对SSR引物进行标记,分析了其遗传多样性并构建核心种质。结果表明:刺槐种质资源的平均等位基因数(Na)为3.2143;平均有效等位基因数(Ne)为2.1840;平均Shannon’s信息指数(I)为0.8831;平均观测杂合度(Ho)为0.4055;平均预期杂合度(He)为0.5149,收集的刺槐种质存在丰富的遗传多样性。采用逐步聚类法进行核心种质构建,最终确定的核心种质共包含23份种质。通过t检测,核心种质遗传多样性与原始种质无显著差异,可以充分地代表原始种质资源。核心种质纤维素含量提高了2.17%,平均达到33.42%,适宜作为纤维素生物质能源原料。研究结果为刺槐种质资源的保护,管理和纤维素生物质能源化利用提供了丰富的理论依据和优良的种质材料。