浅析当代大学人才科学素养的形成

目前我国高校硕士和博士招生规模相对于往年有大幅增加,人才数量得到迅速提升,但这也让有关科研素养培养的问题凸现出来。针对目前我国高校研究生科研素养的培养问题,追溯求源,从本科生教学的角度,阐述了目前本科生教学中存在的阻碍科研素养培养的一些问题,分析了造成这些问题的原因,也针对这些问题提出了一些解决方案,寄希望于加强本科生通识教育、从初高中入手抓科研素养培养、增强本科生科研参与度和通过课堂引入科研前沿知识等方法来增强本科生科学素养,达到为我国培养科研素养高、创新能力强的新时代领军人才的目的。     

基于单变量理论的非饱和流固耦合模型的推导

岩土介质的应力场和渗流场是是一个相互影响的，互相联系的，统一的系统，岩土介质的应力场和渗流场的相互影响体现了两场之间的耦合关系？本文以新近提出的单变量的Bishop有效应力为基础，假定颗粒不可压缩，水气两相为轻微可压缩的流体且互不相容，推导出了非饱和土流固耦合模型？     

pH值对碱处理污泥厌氧发酵产氢的影响

通过批量试验研究了无任何接种物下碱处理污泥厌氧发酵产氢的可能性和pH值对碱处理污泥厌氧发酵产氢的影响. 试验结果表明, 污泥经碱处理后, 在无任何接种物和外加营养物的情况, 能够实现稳定产氢. 污泥的起始pH值是影响碱处理发酵产氢的一个重要因素. 当污泥的起始pH值为11.0时, 碱处理污泥的氢产率最大, 达14.4 mL/g (VS). 碱处理污泥在碱性起始pH值下的氢产率高于其在酸性和中性起始pH下的氢产率. 碱处理污泥厌氧发酵的最佳产氢pH值为9.5. 高于8.5的pH值可以防止碱处理污泥厌氧发酵过程中出现氢消耗. 在碱处理污泥的厌氧发酵过程中pH值变化很小. 碱处理污泥在不同起始pH值下氢产率的变化与其起始SCOD变化相似. 乙酸为发酵过程中产生的挥发性脂肪酸的主要组成成分. 污泥的起始pH值会影响挥发性脂肪酸的产生量和组成.     

经济高效的污水生物脱氮除磷新技术研究

控制污水中氮和磷的排放,对于防治水体富营养化是十分重要的。针对常规生物脱氮除磷技术和工艺中存在的问题,研究开发出从不同类型污水中去除氮和磷的生物膜与活性污泥结合工艺、亚硝酸型脱氮技术、新型膜生物反应器和立体循环一体化氧化沟等。这些技术和工艺发挥了不同微生物苗群的优势,使其分别处于各自最佳状态,可提高处理效率、简化操作、降低处理费用。     

碱处理和热处理对污泥发酵产氢途径的影响

城市污水厂产生的污泥中含有多种产氢菌和大量的蛋白质、碳水化合物等有机质, 是潜在的发酵产氢基质之一. 研究了碱处理和热处理对污泥发酵产氢途径的影响. 结果表明, 热处理比碱处理有更强的灭菌作用, 可以有效杀死耗氢菌. 热处理筛选到的产氢菌主要为嗜酸的产氢菌, 而碱处理筛选到的产氢菌主要为嗜碱的产氢菌. 碱处理污泥的最大产氢量在初始pH 11的实验组获得, 为10.32 mL/g-COD; 而热处理污泥的最大产氢量在初始pH 5的实验组获得, 为8.94 mL/g-COD. 热处理污泥在酸性条件下(pH<6)的产氢主要是由利用葡萄糖的菌通过发酵碳水化合物产氢, 而碱处理污泥在碱性条件下(pH>9)的产氢主要是由利用蛋白质的菌通过发酵蛋白质产氢.     

活性污泥合成可生物降解塑料PHB的工艺优化研究

研究了活性污泥在两段工艺中进行可生物降解塑料聚-β-羟基丁酸酯(Polyhydroxybutyrate, PHB)的生物合成. 在第一段中, 按动态底物投加方式操作SBR选择和富集出具有贮存能力的活性污泥, 然后在第二段的批次反应器中完成PHB的贮存. 重点研究了操作条件的优化以期获得最高的污泥PHB含量. 评价了批次反应器中三个关键参数—溶解氧(DO)浓度、pH值和底物-生物量比(food-microorganism ratio, F/M)对PHB贮存过程的影响. 结果表明: 底物的吸收速率、PHB产率和胞内含量均随溶解氧浓度的提高而提高; 在7.0~10范围内, pH值对贮存过程没有明显影响; 提高F/M比有利于提高PHB的胞内含量, 在F/M比为4.5 C-mmol/C-mmol时, 获得了最高的PHB含量64%. 但当F/M比继续提高到6.0 C-mmol/C-mmol时, 发生了胞内PHB和外源底物同时被利用的现象, 结果导致PHB含量降低.     

膜生物反应器处理垃圾渗滤液的效能及有机污染物的分子量分布

应用一种新型气升式重力出流膜生物反应器(MBR)处理垃圾渗滤液. 试验结果表明: 当5天生化需氧量(BOD5)负荷小于1.71 kg/m³× d时, BOD₅去除率大于99%, 出水BOD₅小于35 mg/L; 当氨氮(NH₄⁺-N)负荷为0.16~0.24 kg/m³× d, 且溶解氧(DO)控制在2.3~2.8 mg/L时, 出水NH₄⁺-N小于15 mg/L; 但溶解性化学需氧量(SCOD)的去除率相对较低(70%~96%). 为了深入探讨垃圾渗滤液中有机污染物在MBR处理过程中的变化, 利用凝胶渗透层析(GPC)分析处理过程中有机污染物分子量的变化. 研究结果表明, 垃圾渗滤液中的有机物主要分布在两个分子量范围: 大分子组分的峰值分子量(M_Wp)在11480~13182 Da之间, 小分子组分的M_Wp则在158~275 Da之间. 大分子组分很难被微生物降解, 但能被微滤膜截留; 小分子组分中的大多数有机物能被微生物降解, 但剩余的小分子物质能够透过微滤膜, 使得MBR处理出水中的SCOD较高.     

膜生物反应器去除污水中病毒的试验研究

针对中水回用中可能存在的病原微生物对人体健康的风险, 采用重力出流式膜生物反应器对生活污水的处理效果进行系统的考察. 研究结果表明: 膜生物反应器工艺不仅能有效降低COD,NH₄⁺-N, 浊度等; 而且能有效去除污水中的病毒. 0.22和0.1 μm两种孔径膜对T4噬菌体的去除效果表明, 采用这两种孔径的膜组件的膜生物反应器对病毒的去除效果没有显著差别, 去除率在同一数量级上, 对病毒的去除率都大于5.5 lg. 进一步的研究发现: 对于0.22 μm的膜组件, 膜表面的滤饼层和凝胶层在病毒的截留中起了重要的作用; 0.1 μm膜组件主要依靠膜自身完成对病毒的截留.     

4种预处理对污水厂污泥生物产氢的影响

污水处理厂产生的污泥是一种含有许多有机物的生物质, 这些有机物主要是碳水化合物和蛋白质. 试验采用4种预处理(酸预处理、碱预处理、热预处理和超声预处理)来提高污泥的生物产氢. 结果表明, 由于能够破坏污泥的絮体结构, 有的甚至能够破坏污泥中微生物的细胞, 这4种预处理均能够增加污泥的溶解性化学需氧量(SCOD)、降低污泥的总固形物(DS)和挥发性固形物(VS). 批量厌氧发酵试验表明, 预处理污泥的生物产氢效率明显提高, 但不同预处理污泥的氢产率不同, 氢产率最大的是碱预处理污泥(起始 pH 值为 11.5), 其氢产率为 11.68 mL(H₂)/g (VS), 其次为热预处理污泥, 其氢产率为8.62 mL(H₂)/g(VS). 试验结果还表明, 预处理污泥的的氢产率与污泥的SCOD相关. 酸预处理污泥和碱预处理污泥的氢产率还与其起始pH值有关. 碱预处理污泥和热预处理污泥能够完全抑制产甲烷菌的活性, 而另两种预处理则不能. 产氢重要副产物-挥发性有机酸(VFA)的产生量, 碱预处理污泥最多, 其次为热预处理污泥. 由于预处理能够从污泥中筛选出产氢微生物, 因此在污泥厌氧过程中无需接种物.     

太阳能驱动分散型污水处理系统及其自动化控制研究

在我国一些偏远地区特别是农村地区,多采用布局灵活的分散型污水处理系统,但政府投资兴建的污水处理设施由于缺乏资金而无法正常运行.常规污水处理系统在运行过程中需要消耗大量电能,运行费用较高.本研究根据太阳辐射产电的周期性变化规律,结合污水生物处理过程中不同反应阶段对溶解氧的需求差异,建立了太阳能驱动一体化生物膜反应器.通过监测蓄电池电压的变化,获得实时电压作为控制参数,结合太阳光照强度和天气的变化,建立了高、中、低能耗以及夜间四种运行模式.对污水处理效果的研究表明:系统对有机污染物的去除效果在90％以上.