污水处理厂反硝化深床滤池跌水复氧控制措施的工程实践

反硝化深床滤池一般为露天池体,污水在跌落过程中,与大气充分接触,会使滤池中溶解氧增加,而溶解氧是导致反硝化深床滤池碳源利用率低的一个主因。选取大清河流域某污水厂为研究对象,开展反硝化深床滤池跌水复氧控制的工程研究。通过检测反硝化深床滤池溶解氧、水温、碳源利用效率等变化情况,发现反硝化深床滤池全年溶解氧均处于较高值,且夏季溶解氧、碳源投加量均低于冬季。通过对反硝化深床滤池顶部加盖密封进行复氧控制的工程改造实践,冬季运行结果表明,密封良好的加盖措施能有效控制滤池跌水复氧,滤池上层进水溶解氧由8.90 mg/L降至4.80 mg/L,且还具有一定的保温效果。污水厂在冬季运行时碳源投加量由191 mg/L减少至170 mg/L,平均每去除1 mg/L的总氮需投加碳源23.68 mg/L,碳源利用效率提高了约10%。

双底物指数流加和双阶段溶氧控制对谷氨酸棒状杆菌生产L-异亮氨酸的影响

为了实现L-异亮氨酸的高效生产,提高谷氨酸棒状杆菌YILW生产L-异亮氨酸的产量和生产强度,在详尽分析磷酸盐和玉米浆初始浓度对L-异亮氨酸发酵影响的基础上采用了双底物(玉米浆、磷酸盐)指数流加与双阶段溶氧相结合的控制策略进行L-异亮氨酸发酵。结果表明,最佳磷酸盐和玉米浆浓度分别为1.5 g/L和35 mL/L,此条件下分批补料发酵菌体生物量和L-异亮氨酸产量分别为27.66 g/L和25.89 g/L。在生长阶段进行双底物指数流加并结合双阶段溶氧控制,发酵60 h菌体生物量和L-异亮氨酸产量分别为32.29 g/L和31.32g/L,较优化前分别提高16.73%和20.97%。

溶氧控制对氨基酸发酵的影响

对溶氧控制对氨基酸发酵工艺的影响及增加溶氧的一些方法进行了综合分析与探讨。

动态结构优化神经网络及其在溶解氧控制中的应用

提出一种神经网络结构动态优化设计方法,其实质是通过判断隐含层神经元在学习过程中对输出的影响,利用竞争机制在信息处理过程中增加或删减隐含层神经元,实现神经网络结构的动态优化调整.将结构动态优化设计神经网络应用于污水处理过程中溶解氧的控制,实验结果表明该控制器较之固定结构神经网络控制器在超调、调节时间、自适应能力方面都更优.

谷氨酸棒杆菌合成新型生物絮凝剂分批发酵过程的溶氧控制模式

在3L发酵罐上系统研究溶氧水平对谷氨酸棒杆菌菌体生长及新型生物絮凝剂REA 11合成的影响,提出生物絮凝剂REA 11合成的分阶段供氧控制策略:发酵过程0～16h维持体积传氧系数kLa为100h-1,16h后降低kLa为40h-1至发酵结束,整个发酵过程通气量保持在1L·L-1·min-1.采用该分阶段供氧控制策略,生物絮凝剂最终产量达到900mg·L-1,发酵周期缩短到30h,比恒定kLa为40h-1条件下的REA 11产量(549mg·L-1)提高了64%,产率提高了45%,生产强度也比kLa恒定为40h-1,100h-1和200h-1的分批发酵过程分别提高了81 2%,120%和420%,实现了高细胞生长速率和高产物产率的统一.

半胱氨酸添加与溶氧控制及pH胁迫相结合促进产朊假丝酵母合成谷胱甘肽

采用产朊假丝酵母,在细胞高密度培养基础上,考察了半胱氨酸添加与溶氧控制及低pH胁迫对谷胱甘肽(GSH)合成的影响.结果表明,细胞高密度培养结束时(45h),一次性添加50mmol/L半胱氨酸,第60h时GSH产量达1534mg/L.添加半胱氨酸后的3h内溶氧控制在5%,之后的12h将溶氧控制在20%,可减少半胱氨酸添加量,而GSH产量却提高13%.将30mmol/L半胱氨酸分2次添加并与pH胁迫和溶氧控制相组合,发酵结束时(78h),GSH终产量达1936mg/L.

基于LabVIEW的模糊PID在黄酒发酵溶氧控制中的应用

文中采用LabVIEW为开发平台,设计并实现了一套黄酒发酵测控系统。在黄酒发酵控制中,溶解氧的浓度(DO)是一个非常重要的参数,与酸度、糖度等其它过程参数的关系极为紧密。针对黄酒发酵溶氧控制非线性,时变性、强耦合等特点,设计了一种基于模糊PID的溶氧控制系统。文中采用LabVIEW与MATLAB混合编程的方法,对发酵罐中的溶氧进行实时检测和控制。结果表明,该控制方法具有动态响应快、超调量小、鲁棒性强等优点,有很好的实用性,可以实现DO值的实时监控。

体视学定量法评估氧控制性再灌注对犬体外循环肺缺血再灌注早期损伤的保护作用

利用体视学定量法,评估氧控制性再灌注对体外循环肺缺血再灌注早期损伤的保护作用。14只健康犬随机分为缺血再灌注组(IR,n=7)和氧控制性再灌注组(OCR,n=7)。IR组全程FiO2 80%;OCR组在主动脉开放即刻调整FiO2至40%,随后每5 min依次上调10%,最后达80%,其余时段均维持FiO2 80%。在开胸后即刻(T1)、主动脉开放25 min(T2)、主动脉开放90 min(T3),留取肺组织标本进行HE染色。每张切片随机取10个视野,用Image-Pro图像分析软件,分别测试肺泡间隔中性粒细胞(PMN)计数、肺泡间隔面积密度(PASAD)、肺泡腔体积密度和肺实质红细胞体积密度,检测肺组织湿干重比(W/D)。两组肺组织各参数在T1差异无显著性(P>0.05),OCR组肺泡间隔中性粒细胞计数、肺泡间隔面积密度和红细胞体积密度在T2和T3时点较IR组降低(P<0.05),OCR组肺泡腔体积密度在T2和T3时点较IR组明显增大(P<0.05)。OCR组肺组织湿干重比(W/D)在T2和T3时点较IR组明显降低(P<0.05)。采用体视学定量法,提示氧控制性再灌注对体外循环肺缺血再灌注早期损伤具有保护作用。

基于遗传算法的FNN-PID控制技术在溶解氧控制中的应用

构建一种基于多层神经网络结构的模糊PID参数自整定系统,将模糊规则和隶属函数的选取转化为神经网络中连接权系数和网络结构的优化问题;以氧化沟内溶解氧偏差最小为目标函数,采用改进的遗传算法作为模糊神经网络的学习算法对网络的参数和结构进行优化,实现PID参数的在线自整定;仿真实验表明此方法较好地提高了氧化沟溶解氧系统的自学习能力和鲁棒性,使控制系统的动、静态性能都有较大的改善。

基于增长型神经网络的污水处理过程溶解氧控制

针对污水处理过程具有非线性、强耦合和大滞后等特性,提出一种基于增长型神经网络的溶解氧控制方法。该控制器可以控制对象特性的变化,自动调整神经网络结构。在满足增长条件时,增加神经网络隐含层神经元数目,从而提高控制器的性能。仿真实验表明该方法具有超调小、调节时间短和自适应能力等特点。

基于代谢通量分析的SAM和GSH联产溶氧控制策略

为了提高S-腺苷甲硫氨酸(SAM)和谷胱甘肽(GSH)的联产量,考察了溶氧条件对Candida utilis CCTCC M209298发酵联产SAM和GSH的影响。采用代谢通量分析方法对不同转速下SAM和GSH联产发酵过程中的物质和能量代谢进行分析,确定了较优的溶氧控制策略:前9 h的发酵恒定转速350 r min 1,9 h后控制溶氧不低于30%。在此策略下,C.utilis CCTCC M 209298分批发酵生产SAM和GSH的联产量为520.7 mg L 1。最后分别从发酵动力学、代谢通量分析以及呼吸商变化规律对该溶氧控制策略促进SAM和GSH联合高产的原因进行了定量解释。

丙酮酸分批发酵的供氧控制模式

以一株光滑球拟酵母的多重维生素营养缺陷型为研究菌株,考察了分批发酵中不同体积传氧系数(KLa)对其产丙酮酸性能的影响.高KLa(450 h-1)下,丙酮酸产率较高(0.797 g·g-1),但葡萄糖消耗速度较慢(1.14 g·L-1·h-1);低KLa(200 h-1)下,葡萄糖消耗速度快(1.97 g·L-1·h-1),然而丙酮酸产率(0.483 g·g-1)却明显下降.根据发酵过程主要参数和碳流分配的变化特性提出了发酵前16h控制KLa为450h-1、16h后控制KLa为200 h-1的分阶段供氧控制模式,结果实现了高产量(69.4 g·L-1)、高产率(0.636 g·g-1)和高葡萄糖消耗速度(1.95g·L-1·h-1)的相对统一,丙酮酸生产强度(1.24g·L-1·h-1)比控制KLa恒定为450、300和200h-1的过程分别提高了36％、23％和31％.实验数据表明,供氧良好状态下细胞产丙酮酸性能出现的差异可能是由维生素处于亚适量水平时酵解产生的NADH去路不同,导致细胞处于不同的能量水平而引起的.

苏云金杆菌溶氧控制发酵

利用BIOSTATC10自控发酵罐 ,研究了Bt菌种Gc - 91进行间歇培养时氧的供需特性。研究表明 ,以生产培养基配方进行发酵时 ,生长高峰期的临界氧浓度在DO12 .0 %～ 17.5%之间 ,控制溶氧接近于临界氧浓度进行发酵 ,Bt晶体含量和毒力效价有大幅提高。

氧控制性再灌注抗犬体外循环肺缺血再灌注早期损伤

【目的】探讨氧控制性再灌注(OCR)对体外循环肺缺血再灌注(I/R)早期损伤的作用。【方法】14只健康犬随机分为对照组(I/R,n=7)和实验组(OCR,n=7)。对照组全程FiO2 80%;实验组在主动脉开放即刻调整FiO2至40%,随后每5 min依次上调10%,最后达80%,其余时段均维持FiO2 80%。检测动脉血气,观察两组犬在麻醉后、主动脉开放前、开放后5、10、15、20、25 min以及停机前动脉血氧分压的变化。在开胸后即刻(T1)、主动脉开放25 min(T2)、主动脉开放90 min(T3)分别留取血液标本及肺标本。酶联免疫吸附法检测血清白介素6和肿瘤坏死因子α含量;检测肺组织干湿重比;比色法检测肺组织髓过氧化物酶活性、丙二醛含量;Western Blot检测肺组织核因子kappa B蛋白含量;光镜观察并盲法评分比较肺组织病理学变化。【结果】实验组动脉血氧分压在主动脉开放后5、10、15、20 min均明显低于对照组(P<0.05)。两组相比,实验组血清白介素6和肿瘤坏死因子α含量在T2和T3时点较对照组降低(P<0.05)。实验组肺组织干湿重比、髓过氧化物酶活性、丙二醛含量和核因子kappa B蛋白表达在T2和T3时点较对照组降低(P<0.05)。实验组肺损伤评分在T2和T3时点低于对照组(P<0.05)。【结论】氧控制性再灌注可抑制体外循环肺缺血再灌注早期炎性细胞浸润,抑制核因子kappaB蛋白表达。提示氧控制性再灌注对体外循环肺缺血再灌注早期损伤具有一定的保护作用。

补料培养与溶氧控制联合应用对红豆杉细胞培养的影响(英文)

为进一步提高红豆杉 (Taxuschinensis (Pilg.)Rehd .)细胞培养过程中紫杉醇的产量 ,采用细胞悬浮培养方法研究了补料培养与溶氧控制联合应用对紫杉醇产量的影响。 5L反应器中补料培养研究表明 ,培养过程中第 16天添加含 2 0g/L蔗糖的补料培养液有利于细胞的生长及紫杉醇的合成。 2 0L反应器中补料培养的研究结果表明 :2 0 %饱和度培养时紫杉醇含量最高 (0 .98mg/gDW) ,但 4 0 %～ 6 0 %溶氧饱和度能提高紫杉醇的产量。进一步研究表明 ,细胞在 6 0 %溶氧饱和度培养 2 0d后转入 2 0 %溶氧饱和度继续培养 12d ,能显著提高紫杉醇产量。补料培养与溶氧控制联合应用时 ,2 0L反应器中红豆杉细胞培养紫杉醇产量可达 18.7mg/L。

水体工业自动化增氧控制系统的创新设计与开发

为了准确自动地调控养殖水体的溶解氧含量,提高水产养殖的自动化水平,解决养殖水域缺氧与增氧的问题,开发设计了一种基于工业自动化控制的PLC鱼塘自动增氧监控系统。该增氧控制系统的成功开发,有效地解决了农业鱼塘规模化养殖供氧问题,提升整个鱼塘水体的质量以及鱼的生存质量,减少鱼病发生,促进高产增产。

智能模糊残氧控制

针对工业加热炉燃烧系统的多扰动、非线性、大滞后等特性，构造模糊控制器，应用控制系统优化技术，在线搜索最佳调整因子，及更新模糊控制规则，实现低氧控制。现场数据仿真获得较好效果。

基于途径分析的L-异亮氨酸发酵溶氧控制研究

利用途径分析方法对黄色短杆菌(Brevibacterium flavum)TC-21生产L-异亮氨酸的途径进行了分析,确定了黄色短杆菌TC-21生产L-异亮氨酸的最佳途径的通量分布,根据途径分析的结果,发酵过程中的代谢流量对L-异亮氨酸产量有明显影响,而代谢流量与发酵过程中的溶氧密切相关,因此可以通过控制溶氧来提高L-异亮氨酸产量。在发酵过程的不同阶段,根据菌体生长和产酸的需求,改变合成途径的代谢流量,可以有效提高产酸率。实验证明,通过溶氧分阶段控制发酵生产L-异亮氨酸,比溶氧恒定控制方式发酵产率提高了15.77%。实验结果说明,用途径分析的结果指导发酵过程中的溶氧可以大幅度提高L-异亮氨酸的产量。

发酵法生产L-异亮氨酸的溶氧控制策略

研究了溶氧对Brevibacterium lactofermentation分批发酵生产L-异亮氨酸(Ile)的影响,提出了前10h恒700r/min以维持溶氧在35%以上,10h后调至600r/min以维持溶氧在15%～20%的两阶段供氧控制模式。与对照相比,获得了较高的产率(0.094g/g)和糖耗速度(4.76g/L·h),在较短时间内(52h)获得较高的Ile产量(23.3g/L),比结果最好的单一搅拌转速(600r/min)提高11.6%。生产强度(0.448g/L·h)比恒定搅拌转速(500、600、700、800r/min)控制下的过程分别提高了83.6%、28.7%、44.9%、35.7%。最后采用代谢通量分析对该结果产生的原因进行了定量解释。

提高锅炉自动加氧控制装置的精度研究

针对锅炉自动加氧控制装置在应用过程中出现溶解氧含量随机组负荷变化而大幅度波动的问题,分析自动加氧控制技术的关键点,研发出1套新型自动加氧装置。该装置的高压气体微量流量计实现了加氧流量的可视量化,电磁调节阀调节微量加氧量,稳压器稳定电磁调节阀出口压力,复合式PI调节模式克服了热力系统大滞后,有效地提高了加氧控制精度,实现了锅炉加氧的自动化控制。