生物基功能环保纱线的开发与应用现状

为深入探究生物基功能环保纱线的工艺措施,通过查阅大量有关文献进行归纳总结,得出不同类别生物基纤维的预处理、加工过程工艺参数设定、纺纱环境及工艺原则等。指出:对于强力比较低的生物基纤维需要进行自由开松,以避免损伤纤维;对于回潮率较高的生物基纤维,需控制好车间温湿度,使纤维最好处于放湿状态,以防止纤维缠绕胶辊;对于可纺性能比较差的生物基纤维,为不影响成纱强度,其占比不超过30%;对于易产生静电的生物基纤维,为提高其蓬松性,需对纤维喷洒预处理剂,且密封处理24 h以上;对于长度较长的生物基纤维,为减小纤维损伤,开清棉采用“以梳代打,减少落棉,降低打手速度”的原则,梳棉工序采取“低速度,大隔距,适当增加锡林刺辊线速比”的原则,实现纤维快速转移。

实验室规模大曲发酵虚拟仿真与控制

高温大曲制曲工艺在改造升级时,采用架子曲生产方式下顶温下降且维持困难,而现有控温策略仅考虑散热角度,无法满足生产要求。该研究从产热角度解析大曲升温机理,在20 L固态发酵体系,探讨通气(50、100、200 L/h)对大曲发酵产热的调控效果。基于曲房热量平衡模型,基于COMSOL平台构建虚拟仿真,实现了大曲发酵的热量变化可视化。通过实验室培养箱制曲实验,对照组顶温52.23℃,通气50 L/h组顶温53.63℃,上升2.68%,通气100 L/h组顶温53.90℃,上升3.20%,通气200 L/h组顶温48.10℃,下降7.91%。经验证,对照组虚拟仿真效果较好,平均相对误差2.93%,相关系数R^(2)=0.97。而实验组仿真效果变差,证明了通气操作影响到了微生物代谢产热。研究基于虚拟仿真,结合散热和产热两个角度探讨了大曲温度的调控策略,证明了虚拟仿真技术在调控优化大曲发酵工艺方面具有应用前景,结论可为推进曲房固态发酵过程控制与优化提供参考。

普洱熟茶-荷叶速溶茶浸提工艺优化及其活性成分分析

以普洱熟茶和荷叶为原料,以单因素和响应面法优化浸提工艺,以喷雾干燥加工速溶茶,并感官审评及分析活性成分含量。优化浸提工艺普洱熟茶-荷叶的质量比(m:m)为6∶4,20倍体积的40%食用乙醇浸提48 h,过滤,重复浸提2次,浓缩液喷雾干燥得到速溶茶,收率为18.56%。该速溶茶呈棕黄色,具有滋味醇厚、清香回甘的感官特性。此外,速溶茶含有茶多酚(11.36%)、游离氨基酸(1.61%)、可溶性糖(4.87%)、茶红素(0.91%)、茶黄素(0.74%)、茶褐素(13.19%)、总黄酮(7.70%);高效液相色谱检测到18种游离氨基酸,主要为丝氨酸(8.37 mg/g)、精氨酸(3.07 mg/g),检测到没食子酸(14.67 mg/g)、儿茶素(4.77 mg/g)等11种多酚类物质。本文研究开发了一种风味良好、富含活性成分的普洱熟茶-荷叶速溶茶,具有一定的市场前景。

绿色甲醇生产技术比较研究

随着绿色低碳发展理念在交通运输等领域日益受到重视,绿色甲醇逐渐引起关注,国内外能源企业正积极布局相关生产装置。绿色甲醇生产技术路线包括电甲醇、生物甲醇等,目前均处于工业化应用初期,比较优势仍需要探讨,从而使企业能够结合自身特点做出技术选择。利用多目标决策法,从原料可获性、技术成熟度、政策支持性、技术经济性、碳排放水平等多维度对各技术路线在2030年、2050年的发展前景进行比较。原料可获性始终是绿色甲醇技术选择中最受关注的问题,其次为技术成熟度。现阶段,电甲醇和生物甲醇仍需攻克技术难题,生物甲醇综合优势更强,但原料方面存在不确定性。未来,电甲醇发展更快,原料优势更加明显,到2050年将更具优势。

生物干化餐厨垃圾堆肥腐殖化过程及其腐植酸活性评价

为探究最佳产率途径,并评价其生化腐植酸的活性,对生物干化餐厨废弃物通过堆肥制备生化腐植酸过程进行研究。以经生物干化初始发酵后的餐厨废弃物为主料,木屑为辅料,设置C/N为25(CN25)、20(CN20)、15(CN15)3组堆肥处理,选取堆肥中腐植酸产率最大的处理,提取腐熟度为50%、80%[即种子发芽指数(GI)为50%、80%]的生化腐植酸,按不同施用浓度[0(Y)、20、40、80 mg·L^(-1)]应用于水培试验,以40 mg·L^(-1)矿源腐植酸为对照(H),通过测定堆肥腐殖化指标及玉米农艺性状指标,探究腐植酸产生规律、最大产率以及该体系的生化腐植酸的生物活性。结果表明:3个堆肥处理均满足基本腐熟要求(GI≥50%),腐殖质、胡敏酸、富里酸含量均呈下降趋势;在堆肥结束时,CN20处理腐殖质含量分别比CN25和CN15处理高155.6%和91.7%,胡敏酸含量分别比CN25和CN15处理高170.3%和98.0%,富里酸含量分别比CN25和CN15处理高150.0%和57.9%,且均达到显著差异水平(P<0.05)。CN20处理的胡富比分别比CN25、CN15高9.0%和23.4%,胡敏酸百分比分别高1.2%和3.1%。低腐熟度(GI-50%)下有最大的腐植酸产率,堆肥腐殖质、胡敏酸、富里酸含量比高腐熟度(GI-80%)高64.3%、57.6%、73.5%。施用浓度为40 mg·L^(-1)时,与矿源腐植酸相比,生化腐植酸显著促进了玉米地上部干质量、株高、叶绿素含量和叶面积、地下部干质量及总根尖数(P<0.05);玉米综合长势顺序依次为GI-50%-20>GI-50%-40>GI-80%-40>GI-50%-80>GI-80%-20>H>GI-80%-80>Y,即施用腐植酸均能促进玉米的生长,其中,施用20 mg·L^(-1)低腐熟度的生化腐植酸对玉米促生效果最佳(P<0.05)。综上所述,调节C/N为20进行堆肥腐植酸产率最大,堆至基本腐熟(GI-50%)时,提取其生化腐植酸以20 mg·L^(-1)施用于玉米促生效果最好、生物活性最高。

生物质油与蜡油在FCC装置中共炼产汽柴油的研究进展

将农林废弃物、藻类等生物质原料通过热化学转化和加氢裂化后可以制成生物汽柴油产品,因其具有可持续性和可再生性,可部分代替化石燃料。生物炼厂所得汽柴油产品的生产成本较高,如何降低其生产成本仍是目前研究的热点问题。由于生物炼厂和传统炼厂均具有裂化和加氢装置且生物质油与蜡油理化性质相似,因此可考虑将生物质油与蜡油在流化床催化裂化(FCC)装置中共同炼制。本文围绕共炼过程的研究和相关的模拟研究,介绍了共炼过程、生物质的来源、生物油的制备方法、共炼机理,总结了共炼比例的影响、其技术放大现状以及生物质油氧含量对产品的影响,结合模拟研究,对其过程优化与评价作了说明,最后对存在的问题及未来的发展作了讨论。由此可知,共炼技术是一项具备技术可行性和经济可行性的绿色技术。

重力驱动超滤技术处理高浊水的效能及机制研究

重力驱动超滤工艺(GDM)具有低维护、免清洗等特点,是农村净水的实用技术;然而,季节型高浊/暴雨型高浊给GDM系统稳定性造成了巨大挑战。研究构建了间歇曝气耦合GDM工艺直接过滤高浑浊度水,并探究了GDM工艺长期运行的通量稳定机制和净水效能。结果表明,GDM工艺可在无反冲洗条件下长期稳定运行,且耦合曝气后显著提升GDM稳定通量(38.81%),对UV254、氨氮、高锰酸盐指数的平均去除率分别达62.22%、31.04%、33.86%。间歇曝气可促使滤饼层变得疏松多孔,提升滤饼层内的微生物多样性,强化了生物滤饼层对污染物的降解效能。因此,GDM工艺可有效应对水源水季节型高浊/暴雨型高浊问题。

1,4-丁二醇、聚四氢呋喃、乙二醇生产废水处理工艺优化工程实例

某化工企业原污水处理工艺在运行过程中,UASB反应器出水COD偏高,波动较大,造成MBR出水的COD偏高,深度处理臭氧用量增大、生物活性炭滤池中活性炭更换频繁,导致运行成本较高,有必要对其工艺优化。结果表明,使COD值较低的废水直接进入水解酸化池,而不经过UASB厌氧反应器,增加高COD废水在UASB反应器中的停留时间,同时在A/O生化池中投加生物促生剂,可大大降低UASB厌氧反应器出水和MBR出水的COD值,减轻了后续深度处理的负担,在节约成本的同时,实现废水稳定达标排放。

武汉市某污水处理厂地下式扩建设计案例

武汉市S污水处理厂已建规模为35万m^(3)/d,规划规模为60万m^(3)/d,扩建规模为10万m^(3)/d,出水标准高于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。厂内有多套处理工艺、多处进水入口和排放出口,改造难度较大。经论证,扩建工程选用地下式构筑物,最大限度节约现有用地,并为远期扩建预留条件。工艺流程采用“多级预处理+改良AAO生化池+膜生物反应器(MBR)池+次氯酸钠接触消毒”,运行至今出水稳定达标。S污水处理厂是武汉市唯一一座兼有地上式及地下式处理构筑物的污水厂,文章总结了污水厂地下式扩建的设计思路、设计参数和设计经验,作为同类污水厂改造的参考。

生物基耐高温PA5T/56的高效制备及表征

目前,耐高温尼龙(PA)的生产主要采用“预聚合+固相后聚合”法,然而固相后聚合过程中存在的制备周期长、副反应多等技术难题长期得不到有效解决。笔者以生物基戊二胺(PDA)、对苯二甲酸(TPA)和己二酸(AA)为原料,通过在固相后聚合过程前期加入适量水,高效制备了生物基耐高温PA5T/56。研究了TPA与AA的物质的量比对产物熔点的影响,结果表明当其物质的量比为6∶4时,产物(P64)的熔点为309℃,可以作为耐高温工程塑料使用。考察了固相后聚合阶段用水量、反应温度、保温时间和预聚物粒径对固相后聚合产物相对黏度的影响,确定了优化工艺条件:用水量与设备的体积比为1∶300、反应温度为260℃、保温时间为6h、预聚物粒径<0.1mm。通过傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振氢谱确认了产物的分子结构。热性能测试结果表明,P64的熔点为309℃,起始热分解温度为375℃,即样品具有很宽的温度加工区间和良好的熔融加工温度窗口。力学性能测试结果表明,P64拉伸强度为85.7 MPa、断裂伸长率15.4%、缺口冲击强度为5.56kJ/m^(2),这与商品化PA6T共聚物的性能相近,表明该样品可以部分代替PA6T共聚物使用,拓宽了应用领域。

曝气生物滤池影响因素及脱氮除磷研究进展

曝气生物滤池(BAF)是一种集吸附、过滤和生物氧化为一体的新型污水生物处理技术。本文介绍了影响BAF运行效果的因素(如填料、水力负荷、气水比、反冲洗、C/N和温度等),综述了BAF在去除水中各类污染物质的最新研究进展,并就该工艺在有机及悬浮物去除、硝化除氨、脱氮除磷、耦合其他工艺等方面所具备的优势与不足进行了阐述,为BAF的发展与应用研究提供一定的科学参考。

生物基尼龙510纤维面料的染色工艺

目前市场上的尼龙纤维主要为尼龙6和尼龙66,主要以不可再生的石油原料合成,且成本较高。随着社会的发展,传统尼龙纤维的生产给环境带来的负荷日益严重。因此,源自可再生资源的生物基尼龙的开发应用对保护环境、可持续发展有着重大意义。生物基尼龙510是通过提取自蓖麻油植物的葵二酸(生物基葵二酸)和提取自玉米秸秆的戊二胺(生物基1,5-戊二胺)聚合得到的,对尼龙510面料的整色工艺进行了基础研究,为尼龙510材料的运用奠定了基础。

市政污水处理厂MBR新型精细膜法原位提标扩能方案技术经济分析

某市政生活污水处理厂拟进行提标扩能改造,处理规模由现状5万m^(3)/d扩建至10万m^(3)/d,出水标准由现状一级B标准提升至“地表准Ⅳ类水”标准。为探索节能经济的改造方案,案例针对提标扩能改造中的传统解决方案和新型精细膜法解决方案进行对比分析,结论得出:新型精细膜法解决方案较传统方案施工周期短、施工难度小,在用地紧张的改造项目中有较大优势;新型精细膜法方案在工程总投资节约32.3%的同时,每吨水处理利润可提升30%。由此,新型精细膜法解决方案在国内污水厂提标扩能改造项目中的占比具备较大提升潜力,案例为今后国内污水厂改造工艺的选择提供新的思路。

木质纤维素暗发酵产氢技术研究进展

为了减轻秸秆焚烧处理引起的环境问题,降低清洁能源的生产成本,从绿色、环保、清洁的生物质转化技术方面综述木质纤维素暗发酵产氢过程中的预处理方法、发酵工艺及影响因素。木质纤维素暗发酵产氢技术具有低能耗、环保的优点,经济可行性显著,但木质纤维素作为可发酵糖的重要来源,复杂的组成和结构降低可发酵糖的利用率,对底物预处理成为生物制氢产业的关键研究课题;优化产氢工艺条件,开发新型生物技术,探究纳米材料作用机制是提高木质纤维素生物制氢效率,实现大规模清洁能源生产,缓解化石燃料能源危机的重要研究方向。

某全地埋污水处理厂的设计思考

某全地埋污水处理厂设计规模为5万m^(3)/d,近期按2.5万m^(3)/d实施。根据进出水水质和用地情况,污水处理采用改良AAO+MBR工艺,出水达到“准Ⅳ类”标准后用于周边绿地浇灌、道路冲洗和景观河道补水。污泥经浓缩脱水后达到80%含水率后,送到城市污泥处置中心进行进一步处置。通过详细介绍某全地埋污水处理厂的总体工艺设计路线,并对建设型式、处理工艺、雨季抗冲击负荷、防洪、防淹、消防防火分区的划分、除臭系统设计等重难点问题进行思考总结,为其他类似污水处理厂项目的建设提供借鉴。

无监督学习步态识别综述

在光学技术高速发展的现代,步态特征因非接触、非侵入、难伪造、远距离采集等优势受到了学界的广泛关注。目前步态识别算法主要为依赖标签数据的有监督学习方法,庞大的标签标注量在实际应用中面临多重挑战。无监督学习不需要标注就能完成对数据内在特征的自动分析,更贴合实际应用的需求。为了全面认识无监督学习步态识别发展现状及趋势,对领域相关工作进行了梳理。介绍了步态识别常用数据集、通用制作方式以及主流评价指标。从基于GAN的步态识别方法、基于聚类的步态识别方法、基于无监督域适应的步态识别方法和其他方法四个方向详细介绍了目前基于无监督学习的步态识别相关研究思路;选取了CASIA-B、OU-MVLP和OU-ISIR LP三个典型数据集,对主要无监督算法性能进行综合对比;对各方向研究侧重点进行总结讨论,针对存在的交叉研究情况进行评论综述,为未来研究提供借鉴思路。研究分析了无监督步态识别算法目前面临的挑战,并以此展望步态领域未来的发展方向。

UASB和MBR组合工艺处理生活垃圾焚烧发电厂渗滤液的研究

上升式厌氧污泥床(Upward Anaerobic Sludge Bed,UASB)和膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)是目前较为流行的渗滤液处理技术,其组合工艺可有效处理渗滤液。生活垃圾焚烧发电厂可以综合运用两种技术,提升渗滤液处理能力,降低渗滤液对环境的危害。本文结合生活垃圾焚烧发电厂渗滤液产生量与设计进出水水质,设计渗滤液处理工艺,确定关键构筑物和设备参数,然后开展应用案例分析,验证渗滤液处理效果。经现场测试,UASB和MBR组合工艺可有效降低渗滤液的氨氮浓度,明显改善出水水质。

臭氧/陶瓷膜/除臭处理核酸药物废水应用

针对核酸类药物生产废水中高浓水废水生物毒性强的特点,首先采用臭氧氧化大幅度消减毒性后和低浓度废水混合,采用水解+A/O+浸没式MBR组合处理工艺进行处理。水解过程中加入零价铁来提高水解效率;浸没式MBR采用多巴胺修饰的纳米平板陶瓷膜,具有亲水性强,膜通量大,化学清洗频率低等优点。整个污水站除臭系统采用碱喷淋+生物除臭+活性炭吸附的组合工艺。长期工程调试运行效果表明,出水水质优于《废水综合排放标准》(DB 12/356-2018)(天津市地方标准)表2中的间接排放标准,即COD≤500 mg/L,BOD5≤300 mg/L,氨氮≤45 mg/L,总氮≤70 mg/L,SS≤400 mg/L。经过核算,水处理运行费用为9.8元/m^(3)。

北方农牧交错区沙漠化的生物过程研究

通过对不同土地利用 /覆盖下 4种类型沙漠化土地的土壤与植被特征、变化规律、动因和互动关系的调查研究 ,结果表明土地沙漠化导致了土壤环境和植被的明显退化。其中严重沙漠化农田和非沙漠化农田相比 ,土壤有机质含量、速效氮、生长季土壤含水量分别下降 6 6 2 %、6 9 0 %、74 8% ,地温由 2 1 5℃上升到 2 2 4℃ ,其中干旱期严重沙漠化农田土壤含水量仅为 2 3% ,已无法满足作物生长需要。土壤环境恶化首先威胁土壤微生物和土壤动物的生存 ,使土壤微生物和动物数量分别下降 95 0 %和 75 9% ,酶活力下降 39 5 %～ 90 6 %。同时植物多样性、种的饱和度和初级生产力大幅度下降 ,如严重沙漠化草地和非沙漠化草地相比 ,3项指标分别下降 85 5 %～88 3% ,87 5 %～ 95 0 %和 80 6 %～ 96 7% ,植被开始发生逆向演替 ,群落优势种不断更替 ,最终形成耐牧耐风沙的沙生植物群聚。旱作农田虽采取了施肥、中耕等管理措施 ,但光合转化效率和初级生产力还是下降了 5 6 7%和5 7 4%。这一过程因其动因不同可分为植被退化 (如放牧 )引起的土地沙漠化和裸露地表风沙流活动直接导致的土地沙漠化 (如农田风蚀和流沙迁移 ) ,前者是植被先行退化进而影响到土壤环境 ,其过程较为缓慢 。

硫酸盐还原过程中碱度的平衡与调节

为探讨硫酸盐还原过程中碱度的变化规律 ,采用产酸脱硫反应器通过连续流运行处理硫酸盐废水 .在硫酸盐去除率达到最大并稳定时 ,探讨硫酸盐还原反应体系碱度的组成和计算方法 ,挥发酸 (VFA)与 pH值对碱度平衡的影响 ,体系中各种碱度形式的相互转化等 .试验结果表明 ,硫酸盐还原过程碱度增加 ,各种形式的碱度之间会发生相互转化 ;碱度组成与体系 pH值直接相关 ,pH =6 0～ 6 2时 ,产酸脱硫反应器中硫酸盐去除率和体系中的碱度值最大 ;产酸脱硫反应器中的总碱度大部分以Ac-碱度形式存在 ,但反应体系的缓冲能力由H2 CO3 /HCO3 -控制 ;进水碱度控制在 30 0～ 5 0 0mg/L 。