“东数西算”背景下多数据中心联合消纳可再生能源途径研究综述

“碳达峰、碳中和”和“东数西算”战略目标背景下,新能源装机占比和数据中心机架数量持续增长,数据中心的负荷调节能力可有效促进新能源消纳。与传统的可中断、可转移负荷不同,数据中心作为一种用电量可观的新型负荷,在时间、空间尺度上均有调节潜力。因此,立足于现有研究成果,该文首先对数据中心能耗模型进行分析,对比了几种常见的建模方法;其次,通过对数据中心时空转移特性的定性分析和对消纳可再生能源潜力定量评估方法的总结,揭示了数据中心的消纳潜力;再次,分别从技术和管理2个层面梳理了数据中心消纳可再生能源的途径;最后,展望了“东数西算”背景下多数据中心联合消纳可再生能源的途径,为可再生能源消纳提供新的思路,助力我国“双碳”目标的实现。

基于两性离子的纳滤膜抗污染改性方法研究进展

纳滤膜对水中污染物的分离截留性能优异,膜污染控制和抗污染强化是该技术发展的研究热点。纳滤膜改性是强化纳滤膜抗污染性能的方法之一,基于两性离子材料的改性纳滤膜凭借两性离子材料静电作用与水分子结合的特性,在渗透性和抗污性方面表现优秀。系统综述了强化抗污染的两性离子纳滤膜的改性方法,包括涂覆法、接枝法、界面聚合法、自组装和共混掺杂法等,并阐释了各方法所制备纳滤膜的抗污效能和适用条件,最后对各改性方法做出了展望,以期为两性离子材料在纳滤膜改性和实际应用中的研究提供参考。

考虑新能源消纳的黄河上游水电站群生态优化调度研究

为降低黄河上游水电站群调度中新能源消纳对河流径流情势和生态完整度的影响,以河流径流情势变化最小、水电站群发电量最大、发电出力平稳性最高为目标,建立了风水光多能互补系统生态调度模型,采用多目标进化算法求解,探讨了多能互补系统发电出力、新能源消纳及河流生态保护之间的均衡关系。结果表明:水电站群发电量和河流生态保护目标之间呈现明显的竞争关系,多能互补系统的发电出力波动越大,水电站群发电量越大,径流情势变化也越大;入库径流量越大,水电站群生态调度对径流情势的影响越小;多能互补系统生态调度对径流情势的影响主要集中在年发生高/低流量脉冲次数和流量平均增加率/减少率这两项指标,在枯水年发电量最大的调度结果中,年发生低流量脉冲次数和流量平均减少率指标的变化最大。

微纳米气泡强化臭氧氧化降解含酚废水

为了降解毒性强的含酚工业废水,本文将微纳米气泡与臭氧氧化法相结合,探究了处理温度、溶液pH、苯酚初始浓度和臭氧浓度对苯酚降解的影响。结果表明,相较于传统气泡,微纳米气泡破裂可诱导产生更多的·OH,弥补了臭氧传质效率低和氧化性不足等缺点,使反应体系的氧化还原电位明显提高,并在苯酚降解过程中起到主要作用;相比于臭氧氧化法,苯酚降解效果得到显著提升;提升臭氧浓度、溶液pH及降低苯酚初始浓度均可促进反应体系中生成更多的·OH,进而提升除酚率。通过气相色谱-质谱法(GC-MS)检测苯酚降解的中间产物,分析了苯酚降解的可能路径。总体而言,微纳米气泡结合臭氧氧化法是一种有潜力的除酚技术,研究结果对此技术在工业废水降解中的应用和推广具有指导意义。

纳豆菌的功能及其应用研究进展

纳豆菌是从纳豆中分离出的一种无病原性的嗜氧型革兰氏阳性菌,也称纳豆芽孢杆菌。它具有耐酸、耐碱、耐高温、耐压等特性且无毒无害,是微生态制剂的理想菌株之一,现已作为绿色饲料添加剂广泛应用于养殖业中。本综述从纳豆芽孢杆菌产生的活性成分,代谢产物的具体功能以及其在动物饲料、食品保鲜和水质净化等方面的应用进行了详细介绍,并对纳豆芽孢杆菌的广阔开发前景进行了展望。

面向微纳遥感星座构建的阻力差分控制方法

基于整星质量、功耗、体积和成本考虑,一些微纳卫星通常不加装推进系统。为满足这类微纳遥感卫星构建星座的要求,提出采用阻力差分控制(无动力控制)技术实现星座构建的方法。通过调整太阳翼迎风面积,利用星间阻力差增大或减小2颗卫星轨道半长轴之差,在不改变卫星飞行姿态、不影响有效载荷应用的情况下实现微纳遥感星座相位控制。利用20颗微纳遥感卫星构建星座对阻力差分控制方法进行验证,结果表明:将阻力差分控制技术应用于微纳遥感星座相位控制,能顺利完成微纳遥感卫星同一轨道面的等相位部署,并成功实现星座构建。

具有界面复合活性层的高效纳滤膜构筑与性能

纳滤膜技术已广泛应用于水处理过程,但在长期运行过程中仍面临渗透通量下降和污染结垢等问题。 本研究在多孔基材上将氨基功能化类沸石咪唑酯骨架-8(AZIF-8)与海藻酸钠(SA)水凝胶网络结合,构筑有机-无机纳米复合活性层高效凝胶网络,制备渗透性强、抗污染性能优异的复合纳滤膜(SAZM)。AZIF-8与SA水凝胶结合可以很好地克服纳米材料的团聚与相容性问题。杂化纳米凝胶网络赋予纳滤膜强的亲水性和抗污染性,为水分子的传输提供便捷路径。研究表明,SAZM对二价盐Na_(2)SO_(4)表现出稳定的截留性能,渗透通量从4.1×10^(-2)L/(m^(2)·h·k Pa)增加到16.3×10^(-2)L/(m^(2)·h·k Pa),提升297.6%。在牛血清白蛋白污染性实验中, SAZM表现出优异的抗污染性能,通量恢复率达95.1%。

我国典型地区水厂纳滤净化系统产生浓水的水质特征及处理需求分析

近年,纳滤净化技术在我国城镇水厂得到一定规模的推广应用,普遍取得了较好的净化效果,但在净化过程中生成了一定量的浓水,其净化处理和资源化回用受到人们关注,并制约了纳滤净化工艺的推广应用。论文基于国内纳滤净化工艺应用目标的调研结果,分析了纳滤浓水的产生、影响因素及其典型水质特征,论述了浓水排放和处理处置方面的典型研究进展,探讨了纳滤浓水处理处置的优化策略。论文可为纳滤净化系统在国内的推广应用提供一定的指导和借鉴。

脱酚棉籽蛋白替代豆粕对凡纳滨对虾生长、饲料利用和免疫应答的影响

为研究脱酚棉籽蛋白替代凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)饲料中豆粕的效果,以初始体质量为(0.81±0.01) g的凡纳滨对虾为研究对象,进行6周的养殖实验。对照组饲料中豆粕含量为25%(编号为S0),分别用4.93%、10.06%、14.80%、19.73%的脱酚棉籽蛋白等蛋白替代25%、50%、75%、100%的豆粕(分别编号为S25, S50, S75, S100)。每个处理3个重复,每个重复70尾对虾。实验表明,与对照组相比,脱酚棉籽蛋白替代100%豆粕对对虾的生长和饲料利用无显著影响,但显著降低了胰蛋白酶和淀粉酶活性,显著降低了干物质和粗蛋白表观消化率。与对照组相比,脱酚棉籽蛋白替代75%豆粕时,对虾肠道中免疫相关基因的表达显著升高。肠道组织形态学观察实验表明,脱酚棉籽蛋白替代100%豆粕会影响对虾的肠道健康,肠道绒毛高度显著降低。结果表明,脱酚棉籽蛋白替代饲料中100%的豆粕不会对凡纳滨对虾的生长和饲料利用产生显著影响,但会影响对虾的消化、免疫应答以及肠道健康。

添加不同形式屎肠球菌对凡纳对虾生长性能、非特异免疫及抗病力影响的比较研究

为了研究饲料中添加不同形式的屎肠球菌(Enterococcus faecium)LYB对凡纳对虾(Penaeus vannamei)生长、免疫及抗病力的影响。本研究设置了5种不同添加形式,分别为屎肠球菌发酵液(FJ)、活菌体(HJ)、发酵上清液(FQ)、超声波破碎菌体(CS)和热灭活菌体(RM),以商品饲料作为对照(Con),实验周期为42 d。研究表明,各处理组对虾成活率在84.0%~96.0%之间,Con组成活率最高且与CS组差异不显著(P>0.05)。从对虾生长情况来看,HJ和CS组对虾末体质量和特定生长率显著高于FQ、RM和Con组(P<0.05),与FJ组差异不显著(P>0.05)。各处理组对虾血清中的超氧化物歧化酶(SOD)、酚氧化酶(PO)、碱性磷酸酶(AKP)、酸性磷酸酶(ACP)、溶菌酶(LZM)活性以及总抗氧化能力(T-AOC)均显著高于Con组(P<0.05),其中CS组的ACP活性最高,HJ、CS、FJ和RM组的AKP活性显著高于FQ组(P<0.05),CS和FJ组的POD活性显著高于HJ和RM组。HJ、CS、FJ和RM组对虾肝胰腺SOD、LZM、proPO、LGBP和HSP70基因表达水平显著高于FQ和Con组,其中CS组的HSP70、LZM和proPO基因表达水平最高,各处理组对虾肝胰腺中Imd、Toll和Relish基因相对表达量显著高于Con组(P<0.05),HJ和CS组的Imd表达量显著高于FQ和FJ组(P<0.05),CS组的Toll和Relish基因相对表达量最高(P>0.05)。在mTOR信号通路中,FJ、CS和RM组对虾肝胰脏TOR和4E-BP基因表达水平显著高于FQ和Con组(P<0.05),HJ、FJ和RM组对虾肝胰脏elF4E1Α和elF4E2基因表达水平显著高于CS、FQ和Con组(P<0.05)。副溶血弧菌(Vibrio Parahaemolyticus)攻毒结果表明,CS组对虾累计死亡率显著低于对照组(P<0.05)。综合各项指标,在凡纳对虾饲料中添加屎肠球菌LYB活菌菌液和超声波破碎菌体可显著提升其生长性能和免疫能力,其中超声波破碎菌体可作为潜在后生元,用于提高凡纳对虾的生长、免疫和抗病力。

富硒纳豆芽孢杆菌发酵鹰嘴豆风味物质和活性成分研究

为了评价富硒纳豆芽孢杆菌发酵鹰嘴豆风味和活性成分,研究了富硒纳豆芽孢杆菌固态和液态发酵鹰嘴豆所产生的挥发性物质、游离氨基酸及其他活性物质组成和含量。结果表明,纳豆芽孢杆菌液态发酵鹰嘴豆(L-SD1)的主要挥发性成分是2-甲基丁酸和3-甲基丁酸,纳豆芽孢杆菌固态发酵鹰嘴豆(G-SD1)、富硒纳豆芽孢杆菌液态发酵(L-Se-SD1)及固态发酵鹰嘴豆(G-Se-SD1)的最主要挥发性成分均为2,5-二甲基吡嗪。液态发酵比固态发酵所产生的挥发性物质种类较多,富硒对主要挥发性物质的种类和相对含量影响较大(P<0.05)。采用氨基酸自动分析仪法检测出L-SD1、L-Se-SD1、G-SD1和G-Se-SD1中均含有16种氨基酸,包括7种人体必需氨基酸和9种其他氨基酸,且苦味氨基酸含量均最高。不同发酵方式对氨基酸种类影响无差异;液态发酵比固态发酵产生的总游离氨基酸含量高。富硒纳豆芽孢杆菌液态发酵鹰嘴豆总黄酮含量为(1.91±0.02)mg/mL,维生素K 2含量为(755.70±0.11)μg/100 g,卵磷脂质量分数为(2.41±0.03)%,相比于未富硒组,分别提高了80.2%、81.6%、10.6%。

纳豆激酶粗提物泡腾片的制备及其质量评价

为开发功能性纳豆激酶粗提物泡腾片,本研究以感官评价为考察指标,采用单因素和Box-Behnken响应面试验对纳豆激酶粗提物泡腾片制备工艺进行了优化。结果表明:纳豆激酶粗提物泡腾片的最佳制备工艺为崩解剂比例(酸源碱源)1.2∶1、崩解剂添加量70%、纳豆激酶粗提物添加量15%、麦芽糊精添加量10%、甜菊糖苷添加量0.9%、聚乙烯吡咯烷酮添加量2.5%,聚乙二醇8000添加量2.5%。在此条件下,所制泡腾片片剂表面光滑、口感良好、具有纳豆激酶粗提物独特气味,感官评价分为92.5±0.012,纳豆激酶活力为(298.20±1.15)U/g,所有质量指标均符合中国药典规定。

PEFT聚酯的制备及PEFT纳滤膜的截留性能

为了解决聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料制品使用后降解缓慢和聚2,5-呋喃二甲酸二甲酯(PEF)韧性差的问题,开发一种新型嵌段共聚酯聚2,5-呋喃二甲酸-乙二醇-co-对苯二甲酸酯(PEFT),可通过酯交换-熔融缩聚法合成,且PEFT拥有与PEF相媲美的热力学性能。利用FTIR及NMR等对聚酯结构进行表征,结果表明该方法成功制备了PEFT聚酯。通过TG、DSC和紫外光照表征,结果表明PEFT聚酯热学性能优良,且在紫外光照射下可快速降解。又将PEFT聚酯材料通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备了不同铸膜液浓度的PEFT纳滤膜,用于对染料离子及金属盐溶液的截留,而后对其表面粗糙度、水接触角、荷电性、染料和金属盐离子的截留能力等方面进行了测试。结果表明:PEFT纳滤膜对甲基蓝(Mr=799.8)染料、酸性品红(Mr=585.4)染料都具有良好的截留性能,最高截留率可达99%和87.7%,并且纳滤膜经长期循环后仍具有较高的稳定性,但对金属盐(MgSO4)溶液截留性能不佳,截留率最高不超过35%。综合研究发现PEFT纳滤膜在染料截留方面性能突出。

利用纳滤传质模型定量计算迷迭香酸分子状态的实验教学设计

该文设计了利用纳滤传质模型定量计算迷迭香酸分子状态的教学实验。实验以丹参中代表性的酚酸为研究对象,计算了迷迭香酸的纳滤膜通量、传质系数和截留率,构建了迷迭香酸分子态比例定量计算数学模型,对制药过程中的醇沉、树脂吸附、澄清过滤、浓缩、干燥等工艺的转移率和成分存在状态进行了相关性分析,研究了制药工艺成分量值传递的内在机制。实验结果表明,迷迭香酸存在状态对制药工艺中的成分转移率有重要影响。这一结论对提升生产过程的规范化和标准化很有意义。本实验与制药生产热点问题相结合,通过科研反哺教学,有助于增强学生的科研素养和实践能力,并实现科研应用与教学拓展的协同提升。

基于河涌纳污能力的特大城市中心城区初期雨水截流标准

为有效控制和治理特大城市中心城区排水系统溢流的初期雨水污染,选取广州市猎德涌和石井河作为典型河涌,在对初期雨水水质及降雨特征进行分析的基础上,复核水域纳污能力,对比分析截流雨量与污染物削减效率,提出了初期雨水治理的截流标准。结果表明,广州市中心城区合流制区域的初雨截流标准宜为8~10 mm,分流制区域的取值宜为5~6 mm。研究结果可为广州市等特大城市中心城区初期雨水污染治理提供科学依据。

一种微纳卫星的姿态安全控制方案

针对微纳卫星在低冗余度下实现姿态安全控制的问题进行了研究,提出一种占用资源少的姿态安全控制方案,当诊断信息不完备时尽可能切除所有潜在故障源,仅用磁强计和磁力矩器实现卫星姿态控制系统的重构。所提方案可以在卫星任意初始姿态条件下完成角速度阻尼,并可控制卫星机动至对日定向姿态,确保帆板充电效率,从而延长故障条件下的卫星寿命。数学仿真表明,在陀螺、星敏感器、动量轮和推力器等主要控制部件均不使用的条件下,所提方案仍可完成稳定的单轴对日定向安全姿态控制,姿态确定精度优于2°,对日定向精度优于5°,极大地提高了卫星在轨安全运行的能力。

考虑高比例新能源消纳和火电机组调峰补偿的电力现货市场交易机制设计

针对新能源参与市场竞争和保障性消纳的矛盾,设计高比例新能源电力系统现货市场交易机制。首先,考虑到新能源的市场性消纳,对电力现货市场现有出清机制进行改进,在新能源和火电机组共同参与市场竞价的交易环境下建立出现弃风弃光时触发的发电替代模型,调动火电机组调峰能力,由新能源替代火电进行发电;其次,提出激励相容的结算机制,由新增消纳空间的新能源给予火电机组调峰补偿;最后,对不同调度场景进行仿真计算,结果表明所提机制能够在电力现货市场中实现调峰资源的供需匹配,促进新能源市场化消纳的同时补偿火电机组调峰费用,保证市场主体竞争公平、收益合理。

面向电力装备自供电传感的微纳能源收集技术

数智化电网的建设依赖于海量分布式电力装备状态监测传感器,提升传感器的供电可靠性进而实现自供电感知,对拓展设备状态感知系统的深度和广度具有重要意义。近年来,以纳米发电机为代表的微纳能源收集方法与器件被广泛关注,其能够将多元、分散的机械能、热能、电磁能等转化为电能,搭配微能量存储元件与低功耗微纳传感器实现自供电传感。该文围绕面向电力装备自供电传感的微纳能源收集方法这一主题,首先介绍了电力装备及其运行环境微能量的分布特性;其次,总结了以热电纳米发电机、摩擦纳米发电机、压电纳米发电机、磁场能收集发电机、水伏发电机为代表的微纳能源收集方法原理及特点,分析了其在电力装备场景下的适用性,同时综述了基于微纳能源器件的电力装备微能量收集与自供电传感最新研究进展,并提出了本领域目前发展面临的主要技术难点和潜在解决方案。最后,展望了微纳能源收集方法及器件的发展趋势,有望为电力装备自供电状态监测和数智化发展提供参考与指导。

凡纳滨对虾白便综合征发生与环境因子、机体免疫酶活性和微生物的相关性

为系统解析凡纳滨对虾白便综合征(white feces syndrome,WFS)的发生与环境因子、微生物因子、宿主免疫力和水体微生物群落组成的关系。实验利用水体理化因子、可培养细菌、对虾机体免疫酶活性以及高通量测序等检测技术对健康与患WFS的池塘养殖凡纳滨对虾进行比较分析。结果显示,与健康组相比,患病池塘的水温、溶解氧(DO)、pH、盐度等水质理化因子波动趋势相似,波动范围分别为26.1~29.0℃、4.26~6.08 mg/L、8.39~8.73和40~49,患病组DO和盐度比健康组高;健康组对虾肝胰腺内可培养细菌和弧菌含量为1.19×10^(5)~7.70×10^(5)和8.8×10^(3)~1.96×10^(4) CFU/g,弧菌占比为2%~16%,患病组对虾肝胰腺内可培养细菌和弧菌含量在3.80×10^(5)~2.51×10^(6)和2.02×10^(5)~1.49×10^(6) CFU/g范围内,比健康组高15~113倍,弧菌占比在55%~70%。碱性磷酸酶(AKP)、酸性磷酸酶(ACP)、溶菌酶(LZM)、超氧化物歧化酶(SOD)和酚氧化酶(PO)活性在健康组内为1.21~5.64、9.17~15.25、3.56~7.43、4.83~6.70及3.10~4.55 U/mg,在患病组内为2.12~5.39、19.22~26.96、19.73~26.85、3.00~4.14及7.76~9.21 U/mg。比较分析表明,WFS的发生与可培养细菌含量、弧菌占比、ACP、LZM、PO的相关性较强。高通量测序分析表明,患病组水体菌群结构的Ace和Chao指数呈一定程度下降趋势,PCoA指数偏离度较高,放线菌门、变形菌门相对丰度降低,拟杆菌门、蓝藻门相对丰度显著升高;RDA关联分析表明,盐度、溶解氧、虾体细菌、虾体弧菌、水体细菌是影响患病对虾水体菌群结构组成的重要因子。相关研究结果为解析养殖生产中对虾WFS发生机制提供数据支撑,并为WFS的临床防控奠定理论基础。

高密度聚乙烯三维网状纳微米纤维的强伸性能

为实现高密度聚乙烯三维网状纳微米纤维(PENFs)的自主化规模化生产,以高密度聚乙烯和二氯甲烷为原料,通过高压闪喷纺丝设备成功制备了性能优异的PENFs,采用响应面法对纺丝过程中各工艺参数进行优化,并对其力学性能和耐候性能进行分析。结果表明:PENFs的最佳制备工艺条件为纺丝温度176.3℃、纺丝压力8.6 MPa、纺丝溶液质量分数8.0%,此时制得的PENFs的断裂强度和断裂伸长率分别可达到29.1 cN/dtex和99.9%,优于芳纶和涤纶等常规纤维;定伸长和定载荷条件下,PENFs的弹性回复能力随着拉伸次数和载荷的增加而逐渐降低,拉伸伸长为5%时PENFs纤维的弹性回复率可达到92.8%且拉伸10次后降低至75.5%,拉伸载荷为1.2 N时PENFs纤维的弹性回复率为84.6%;放置在室外20 d内PENFs纤维的强伸性能损失较小,30 d后断裂强度和断裂伸长率明显降低,但纤维外貌并无明显变化。