废无纺布-生物膜反应器处理城市生活污水研究

为研制成本低廉、性能优良的生物膜填料,以废无纺布(NWF0)、空气热氧化改性废无纺布(NWF1)和微波改性废无纺布(NWF2)作为生物膜填料,组建生物膜反应器,开展处理污水的实验研究。结果表明,含NWF2生物膜反应器(NWF2-R)具有更好的污水处理效果。较佳的DO的质量浓度、填料填充率和HRT分别为3 mg/L、6.0 g/L和8 h;稳定运行时,NWF2-R对实际城市生活污水中COD、NH_4~+-N和TP的去除率分别为92.1%、76.4%和53.7%左右。NWF1和NWF2表面增加了羰基和羟基等官能团,改善了无纺布填料的表面亲水性,更有利于挂膜;3种填料表面生物膜的脱氢酶活性大小为NWF2 NWF1 NWF0。研究可为废弃无纺布的综合利用提供了新途径。     

基于正交试验的空场嗣后充填采矿法采场参数的确定

采场参数直接影响矿山采场安全性以及经济效益,以云南某矿山为例,利用正交试验设计方法,研究不同矿房、矿柱尺寸,以及充填体不同沉降率时,围岩塑性区显现规律。得出以下结论:影响位移量的主次顺序为矿房尺寸矿柱尺寸充填体沉降率,其最佳组合为A1B4C1,随着矿房尺寸的逐渐增大,位移量呈上升趋势,且上升幅度较大,随着矿柱尺寸的增大,位移量逐渐减少;影响塑性区体积大小的主次顺序为矿房尺寸充填体沉降率矿柱尺寸,其最佳组合为A1C1B4,塑性区体积随着矿房尺寸的增大而逐渐增大,随着充填体沉降率的增大而逐渐减小。最终选取矿柱6m,矿房跨度35m的采场结构参数。     

准东煤灰提取氧化铝和白炭黑技术研究

为实现准东煤灰的绿色化综合利用,笔者研究设计了从准东煤灰中制取氧化铝和白炭黑的工艺流程,确定了最佳工艺条件,并通过SPSS双变量分析比较不同影响因素对提取率影响程度。试验采用准东煤--将军庙原煤,破碎并用马弗炉模拟煤粉炉静态燃烧方式制取灰样。准东煤灰的成分分析和元素分析表明:SiO2占48.84%,Al2O3占31.26%。参照标准制备灰样,对灰样进行SEM分析,发现粘黏性严重,因此试验前先进行机械研磨。采用煤灰与硫酸铵焙烧法制备氧化铝,工艺分为焙烧过程和酸浸过程。因滤液中含有大量杂质铁、钙等元素,采用pH调节法除杂并对除杂效果进行检验,检验结果为除杂率接近100%。从提铝渣中制备白炭黑分为碱浸过程和多次碳分过程。在提铝工艺焙烧过程中,通过提铝率变化曲线及节能角度确定了各因素的最佳试验条件为:焙烧温度600℃,焙烧时间60 min,焙烧配料比1∶6;在提铝工艺酸浸过程中,得到最佳试验条件为:酸浸温度60℃、酸浸时间20 min、H2SO4浓度0.2 mol/L、酸浸液固比50。从提铝渣制备白炭黑研究中,通过SEM观察到提铝渣疏松多孔,有利于进一步的提硅试验。通过XRD对提铝渣分析,得出提铝渣中含有大量硅、钙元素;用K值法(RIR法)求得提铝渣中Si含量及经提铝后的Si损失率为7.64%。得出碱浸过程最佳试验条件为:碱浸温度60℃、碱浸时间30 min、碱浸NaOH浓度3 mol/L、碱浸液固比70,此时Si提取率为99%。采用多次碳分法进行提硅能够满足不同硅含量纯度要求,得到最佳碱浸工艺条件为碳分pH=9.5、CO2通气速率24 m L/min、碳分NaOH浓度0.2 mol/L、碳分液固比80。通过双变量相关性分析,得到各因素对提铝率、SiO2提取率及H2SiO3沉淀率影响程度大小分别为:焙烧温度>焙烧时间>焙烧配料比,酸浸时间>酸浸温度>H2SO4浓度>酸浸液固比,碱浸液固比>碱浸温度>NaOH浓度>碱浸时间,碳分pH>碳分液固比>碳分NaOH浓度>CO2通气速率。通过经济性及可行性分析,说明提出的工艺能有效实现准东煤灰的绿色化综合利用。从提铝后的滤液中重新提取(NH4)2SO4,实现生产原料的再利用;碳分过程后的Na2CO3溶液可通过加入石灰苛化的方式实现NaOH可循环利用于提取工艺生产;本工艺除生产氧化铝和白炭黑外,还能获得Na2SO4等附加产品。     

全地形机器人转向特性分析

为了提高全地形机器人的转向性能,建立了3自由度转向模型,并分别以质心侧偏角为零、轮胎与地面无滑移为转向、驱动控制为目标,推导出转向因素公式,设计了一种四轮独立转向-独立驱动(Four Wheel Independent Steering and Independent Drive,4WIS-4WID)控制方式。通过simulink与虚拟样机联合仿真,针对车速、载重对转向特性的影响进行分析。研究表明,该控制方式能够在低速转向时进一步提升机器人的灵活性,在高速转向时改善机器人的稳定性,但负重及速度的增加会对机器人的转向性能造成不利影响。     

弱胶结富水顶板采动巷道全锚索支护技术

为解决弱胶结富水顶板采动巷道支护难题,以色连二矿12307工作面回风巷为工程背景,采用数值模拟、钻孔窥视及现场实测等方法,研究了采动巷道围岩应力分布及顶板岩层破坏特征,分析了巷道围岩变形破坏原因,提出了"钢筋网护顶+横向布置的M钢带组合长短锚索+纵向布置的槽钢梁组合加固锚索"相结合的顶板全锚索支护技术。工程实践表明,采用上述支护方法,不仅可以防止顶板出现撕网及网兜现象,而且还有效控制了顶板下沉及离层,取得了良好的支护效果。     

铜锣径水库主坝填筑材料分区优化设计

基于初步设计审查意见和原施工图设计,对铜锣径水库主坝分区填筑材料进行优化设计。在满足坝体边坡稳定及变形要求的前提下,主坝全强风化料除布置在下游坝壳外,在心墙与上游堆石之间增设全强风化料区,并增设过渡层和反滤层,主坝上游坡比由1∶2.75放缓到1∶3。优化后坝体堆石用量大幅减少,满足了工程用料和工程进度的要求。     

100 MeV质子回旋加速器二期辐照效应管道设计

针对中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器上的单粒子效应辐照装置进行了二期管道设计，采用八极磁铁校正法对束流进行了扩束及均匀化，最终在靶上得到了一个30 cm×30 cm、均匀性好于92%的均匀分布的束斑，满足了单粒子效应实验的需求。为降低靶站处的束流能散及中子本底，采用两级降能的方案，在偏转磁铁前放置1个降能片，将能量分为100 MeV和40 MeV两档，并分别针对这两个能量点进行方案设计，束流利用率均在42%以上。公差分析结果表明，四极磁铁对靶上束斑均匀性的影响大于八极磁铁，安装过程中应优先保证四极磁铁的安装公差。     

添加Bi2O3对SiO2-Al2O3-MgO系玻璃结构与性能的影响

采用传统熔体冷却法制备添加不同质量分数(0～3.0%)Bi_2O_3的SiO_2-Al_2O_3-MgO系玻璃,研究Bi_2O_3添加量对玻璃热稳定性、结构稳定性以及物理与力学性能的影响。结果表明:添加Bi_2O_3可有效降低玻璃的软化点;随着Bi_2O_3添加量的增加,玻璃析晶温度与玻璃化转变温度之差先增大后减小,光学带隙先减小后增大,说明玻璃的热稳定性和结构稳定性先提高后降低,同时玻璃的密度、弯曲强度、压缩强度和压缩模量也呈先增大后降低的趋势;当Bi2O3的质量分数为1.5%时,玻璃的结构稳定性、热稳定性、物理与力学性能最优异,此时玻璃析晶温度与玻璃化转变温度之差为244K,光学带隙为3.50eV,密度为2.67g·cm~(-3),弯曲强度为82.72 MPa,压缩强度为236.24MPa,压缩模量为110.06GPa。     

锂离子电池单体卷芯代表性体积单元静动态压缩特性实验研究

通过对电动汽车用磷酸铁锂电池单体内部卷芯代表性体积单元试件做在面内方向的约束压缩测试,研究了电池单体卷芯的静动态压缩特性。试验结果研究表明,试件的变形行为主要包括屈曲,塑性铰和相应剪切带的形成以及卷芯组分材料的密实化。试件的静动态压缩的力学响应具有显著的差异,主要表现为随着加载速度的增大应力增强明显,试件的变形模式发生改变。最后,利用试件结构的惯性效应和试件材料的应变率效应解释了试件在约束压缩试验中产生的这种动态效应。