驯化高效脱氮菌增强模拟人工湿地处理生活污水的效果

目前中国农村污水的治理迫在眉睫,人工湿地对农村污水的治理具有投资少、仪器维护运行简单、美化环境等特点。同时在人工湿地系统中,吸收和降解污染物主要是由生物群体完成的。以小型人工湿地为研究对象,利用前期驯化的高效脱氮菌株为菌种,构建了三种不同接种方式下各反应器对氮素的去除效率,对比确定微生物强化人工湿地的最优菌群的接种方式;评价了所构建实验室小型人工湿地系统的去污效果,进行了微生物强化实验室小型人工湿地处理模拟废水的工艺研究。同时驯化培养了高效脱氮菌株,以实际生活污水为研究对象,保证出水中氨氮(NH4+-N)、总氮(TN)达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准要求。取得的主要研究结论如下:驯化培养的微生物对强化人工湿地具有重要作用,在去除污水中的氮方面有良好的效果。较不加菌的氮去除效果,一次加菌与二次加菌实验组有显著性差异。二次加菌实验组中NH4+-N、TN去除率最高,分别增加到99. 6%、86. 6%。培养驯化的微生物对氮的分解去除作用比湿地系统中自然生长的常规微生物更快更高效,证明了微生物强化技术在所构建的实验室小型人工湿地系统中得到了成功的应用。对农村污水治理提供合理依据。     

复合潜流人工湿地试验平台水力特性及去除效果研究

通过对构建的多级垂直流湿地系统各种水力学参数的测定,建立一套下行流-上行流复合潜流人工湿地试验平台,旨在揭示构建湿地系统污染物去除与其水力特性之间的相关关系;研究处理城镇生活污水的理论与方法。通过研究得出,试验平台对COD和NH_4~+-N污染指标具有明显的处理效果,运行深度对处理效果影响较小,去除效果随进水浓度上升而趋于稳定,呈现一定的正相关关系;并利用multcompare函数绘制各指标相应的交互式多重比较图形,得出在COD和NH_4~+-N处理中,最佳的水力负荷梯度区间为0.356~0.378 m~3/(m~2·d),COD最佳水力停留时间梯度区间为0.76~0.80 d,NH_4~+-N最佳水力停留时间梯度区间为0.79~0.85 d。     

气动人工肌肉驱动仿人灵巧手的结构设计

研究一种气动人工肌肉驱动的多指仿人灵巧手的结构设计. 通过分析正常人体解剖学,针对人类手掌的外形结构、驱动形式及运动规则,设计了一种5指仿人灵巧手. 该灵巧手有5个手指、19个自由度,在外观和功能上与人手接近;手指采用气动人工肌肉驱动,以柔索传动. 实验结果表明,该仿人灵巧手具有很好的柔顺性,并且整体外形和手指关节的运动范围均能达到拟人的效果.     

固体火箭发动机人工脱粘层最佳深度的获取方法

基于三维线性粘弹性有限元方法,利用MSC/NASTRAN有限元分析软件,以某含伞盘的星形与圆柱形组合药型的发动机为例,对温度载荷作用下发动机前人工脱粘层的深度进行调整．通过建立各种脱粘层深度发动机的三维有限元模型,计算在温度载荷作用下脱粘层不同深度时伞盘最大Von Mises应变值．根据最大Von Mises应变变化的规律,结合生产实际找出人工脱粘层的最佳深度．     

基于MapReduce和改进人工蜂群算法的并行划分聚类算法

针对大数据背景下基于划分的聚类算法中存在参数寻优能力不佳、初始中心敏感、数据倾斜等问题,提出一种基于MapReduce和人工蜂群(artificial bee colony,ABC)算法的并行划分聚类(the partitioning-based clustering algorithm by using im-prove artificial bee colony based on MapReduce,MR-PBIABC)算法.首先,提出基于反向学习和聚类准则函数的初始化策略(backward learning and the clustering criterion function,BLCCF),提升人工蜂群算法搜索的解质量,并将ABC算法和人工鱼群(artificial fish colony,AFS)算法结合,提出改进人工蜂群(improve artificial bee colony,IABC)算法,通过利用AFS算法最优解能力较强的特性,来提高ABC算法的寻优能力;其次,根据改进的人工蜂群算法IABC获取初始聚类中心,提出相对熵策略(rela-tive entropy strategy,RES)衡量人工鱼间的距离,保证获得的初始聚类中心是最优人工鱼状态,从而有效避免了随机选取初始聚类中心,引起的初始中心敏感的问题;再次,设计数据均衡策略(data balancing strategy,DBS),通过动态收集节点负载并分配节点间的负载,解决了节点上数据倾斜的问题;最后,结合MapReduce计算模型,并行挖掘簇中心,生成最终聚类结果.实验结果表明,MR-PBIABC算法的聚类效果更佳,同时在大数据环境下,能有效地提高并行计算的效率.     

污水停留时间对多级人工湿地塘组合系统除氮的影响

通过多级人工湿地-塘组合系统在不同的污水停留时间下处理污染水体,对各项出水污染物进行测试对比。结果表明:在初春低温条件下,COD、TN和NH_4~+-N的去除率随着污水停留时间的增加显著提高,其中COD在污水停留时间达到5 d之后去除率开始趋于平缓,TN和NH_4~+-N的去除率在污水停留时间达到5 d之后出现下降。表明在保证处理效果的前提下,污水停留时间选在4~5 d之间较为合理。这为实际处理污染水体提供了一定的参考。     

不同密度人工水草对氮、磷去除效果研究

污水处理厂出水作为城市公园景观用水,已成为我国北方缺水城市的通遍做法。由于污水处理厂出水中氮、磷含量相对较高,景观水体极易发生富营养化。本实验利用碳纤维人工水草作为生态基形成生物膜,对景观水体进行脱氮除磷处理效果进行研究。试验共布设2株/m~2、4株/m~2、10株/m~2、16株/m~2、20株/m~2 5种水草密度,通过SPSS进行方差分析,结果显示不同密度人工水草对氮,磷去除效果存在差异,明4株/m~2、10株/m~2,20株/m~2对总氮、氨氮、溶解性磷酸盐具有显著去除效果,对总磷去除效果不明显。叶绿素a浓度与氮、磷去除率呈正相关,表明在流动水体中藻类优势群落的形成对微生物膜快速形成以及污染物的去除有重要影响。     

编者按

<正>陶瓷作为人类文明史上最早发明和使用的人工材料之一,发祥于中国,是中华民族智慧的象征.历经千年发展和演化,其内涵已远远超越了传统陶瓷的范畴,形成了包括传统陶瓷以及先进结构陶瓷、功能陶瓷和新型陶瓷基复合材料等非传统陶瓷在内的一个庞大的家族体系.其中结构陶瓷作为先进陶瓷材料的重要组成部分,因其所具有的高强、高硬、耐高温和抗腐蚀等优异特性,在高温、腐蚀等严酷环境表现出巨大的应用潜力,令人期待.     

洱海初夏人工增雨作业条件和效果分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料、新一代多普勒天气雷达资料和激光雨滴谱仪资料分析了2019年6月1日和14日洱海流域增雨作业过程，并对增雨效果进行了分析检验.“06.01”过程受高空槽和切变线的影响，“06.14”过程受孟加拉湾低压槽影响，充沛的水汽条件和上升运动是开展人工增雨作业的必要条件.洱海流域初夏人工增雨作业目标云为混合云，中心强度在35～40 dBz之间，回波顶高为5～7 km，垂直积分液态水含量（Vertical Integrated Liquid water,VIL）大于0.4 kg·m-2，低层速度辐合.开展人工增雨作业后雷达回波增强，30 dBz的回波面积明显增大，降水强度上升，作业影响区降水量比非作业区高，作业效果明显.     

克氏针茅典型草原区建植人工草地的探索

发展优质高产的人工草地是有效解决草畜矛盾的途径之一。以羊草、披碱草、冰草、紫花苜蓿为实验材料,在呼伦贝尔市新巴尔虎右旗克氏针茅草原区开展人工草地实验。结果表明:建植当年,四种牧草都有较好的出苗率。建植第二年,羊草、披碱草和冰草的株丛数之间无显著差异,显著高于紫花苜蓿的株丛数;羊草和冰草的返青率高于30%,显著大于披碱草的返青率,紫花苜蓿的返青率最低,低于2%,显著小于披碱草的返青率;羊草、披碱草和冰草三种禾草之间的叶氮和叶绿素含量差异均不显著,紫花苜蓿叶片氮和叶绿素含量高于三种禾草;羊草、披碱草和冰草的植株高度为30~40 cm,差异不显著,紫花苜蓿的植株高度最低,为21.6 cm,显著低于其他三种禾草的植株高度;紫花苜蓿地上生物量显著低于三种禾草。受该区域冬季寒冷和生长季干旱的气候限制,需要综合评价确立该区域建植人工草地的可行性。