关键词： 剩余污泥   碱-热低温预处理   厌氧消化   污泥破解  

摘要： 随着我国城镇基础设施的不断完善,城镇污水处理厂污水处理率显著提高,二级生化过程产生的剩余污泥量也大幅增加。对污泥进行厌氧消化处置,将污泥中的有机质转化成能量物质进行再生利用,是未来污水处理厂实现可持续运行的关键。但受剩余污泥胞外结构和细胞的细胞壁难以破壁水解的影响,致使污泥水解发酵过程缓慢,在一定的时间内产气效率低下,有机质最终的利用率低,不仅制约了污泥厌氧消化技术的推广实施,还影响消化后污泥的最终处置。通过污泥预处理技术破坏剩余污泥的胞外结构,加速细胞破壁水解,可有效改善污泥厌氧消化效能。本课题采用碱-热低温热水解预处理技术,以药剂和热能消耗量最小为条件,获得污泥碱-热低温预处理的最优参数,以使在加速细胞破壁水解的同时节约预处理能耗;开展污泥厌氧消化生物化学甲烷势(Biochemical Mathane Potential,BMP)实验,探讨碱-热低温预处理提高污泥厌氧消化产气效率的程度及实践应用的可行性。获得的研究结果如下:1、通过正交实验,确定了碱-热预处理的最佳运行参数。污泥在不同水热温度(70℃、80℃、90℃)、不同水热时间(7h、8h、9h)、不同碱剂量(0.025、0.05、0.075g/gTSNaOH)预处理条件下,进行正交实验,在药剂与热能消耗量最小的条件下,SCOD溶出率、上清液中蛋白质、碳水化合物的浓度达到最大时,获得了碱-热预处理最佳运行条件为水热温度为70℃、NaOH剂量为0.025g/gTS、水热时间为8h;污泥经预处理,VSS/TS平均从57.5%下降到45.9%,VSS去除率约为12%,污泥的沉降性能最好,SV为55.3%。2、水热温度及NaOH剂量对污泥的破解程度影响显著。实验结果表明:随着水热温度的升高(从50℃升高到100℃),污泥絮体和细胞的破碎程度增加显著,SCOD、蛋白质和碳水化合物的溶出和释放量分别增加了 6.5倍、4.5倍和36.9倍,且在70℃左右时,溶出和释放速率显著增加;释放出的物质的分子量随温度升高呈逐步降低趋势,在水热温度为70℃以上时,污泥热解产物中小分子量物质所占比重较大,这有助于后续厌氧消化反应的进行。随着碱剂量的增加,从污泥中溶出的SCOD、蛋白质、碳水化合物和总磷的含量不断增大;当NaOH的剂量大于0.05g/gTS时,蛋白质和总磷的含量急剧增加,说明此时大部分细胞的细胞壁发生了破裂,使大量的细胞物质释放出来,而当NaOH的剂量在0-0.05g/gTS时,仅发生了污泥细胞外部的絮体离散和解体及小部分细胞的破解。3、经碱-热预处理后的污泥及上清液,厌氧消化效能得到较大改善。污泥经碱热预处理和厌氧消化处理(15d)后,污泥混合液和上清液VSS的去除率分别为31%和37%,比原污泥分别高出15%和21%;甲烷产率分别为154.29mLCH4/gVSS和55.14mLCH4/gVSS,比原污泥分别高出6.6倍和1.7倍。

关键词： 超低温   快速升温   活性炭  

摘要： 为提高活性炭的吸附性能并降低制备工艺能耗,研究超低温预处理对活性炭品质及其制备工艺的影响,采用液氮对椰壳进行了超低温预处理。通过快速升温活化,在600℃下即制得比表面积超过无预处理800℃下制得的活性炭,比表面积由1600 m2/g增大至2300 m2/g以上,微孔总体积也由0.67 cm3/g增加至0.92 cm3/g。结果表明,超低温预处理方式对提高活性炭品质和降低工艺能耗都有显著的促进作用,该研究为活性炭功能性开发和表面结构改良研究提供了参考依据。

关键词： 等离子体   棉织物   低温漂白   金属配合物  

摘要： 为提升自制的金属配合物低温漂白助剂的漂白效果,将低温等离子体预处理与低温漂白助剂联合应用于双氧水漂白中,以织物的白度、毛效作为评价指标,优化出等离子预处理条件:放电功率20W,放电真空度80Pa,放电时间2min。结果表明:等离子预处理可以增强金属配合物低温漂白的效果,并可降低双氧水用量。

关键词： 苹果   SWEET1基因   生物信息学   低温预处理   表达量  

摘要： 糖转运蛋白SWEET作为一种新发现的蛋白在动植物中广泛存在,其对植物花蜜的生产和种子、花粉的发育有重要作用。本研究通过对本课题组获得的新基因MdSWEET1利用生物信息学软件进行分析,并利用实时荧光定量PCR对经低温预处理不同时间段后的苹果花药中该基因的表达量进行分析。生物信息学分析结果表明:MdSWEET1的cDNA中包含342 bp的开放阅读框(ORF),编码113个氨基酸,相对分子质量12.985 kD,等电点8.93,该基因编码蛋白的二级结构主要由无规则卷曲和α-螺旋构成,中间夹杂分布β-折叠;具有三个跨膜结构域,N端位于膜外;序列分析表明MdSWEET1与其他物种中发现的该蛋白氨基酸序列同源性很低。实时荧光定量分析表明,经低温预处理的苹果花药中MdSWEET1基因表达量随着冷处理时间的增加呈下调趋势,由此预测低温预处理阻碍了MdSWEET1基因的表达而影响其功能。该研究为进一步了解MdSWEET1对苹果花粉育性的影响提供理论依据。

关键词： 脑缺血   再灌注损伤   低温,人工   尼可地尔   细胞凋亡   原癌基因蛋白质c-bcl-2   磷脂酰肌醇3-激酶类   原癌基因蛋白质c-akt   bcl-2-相关X蛋白   神经保护药   小鼠  

摘要： 目的：探讨尼可地尔对深低温低流量（deep hypothermic low flow, DHLF）小鼠缺血再灌注模型的神经保护作用及其可能机制。方法105只3周龄雄性C57/BL-6小鼠随机分为假手术组、模型组、尼可地尔5 mg/kg 组、尼可地尔10 mg/kg 组、尼可地尔20 mg/kg 组、尼可地尔20 mg/kg ＋LY294002组以及 LY294002组,每组15只。建立 DHLF 模型,在再灌注24 h后取小鼠脑组织进行 HE和 TUNEL 染色,观察大脑皮质神经元病理学改变和细胞凋亡,应用蛋白质印迹法检测总 Akt、磷酸化Akt（phospho-Akt, p-Akt）、Bcl-2和 Bax 蛋白表达。结果 HE 病理学染色显示,尼可地尔组皮质神经元损伤减轻,胞膜凹陷、胞核固缩、浓染、核仁模糊不清等现象明显减少,神经元细胞形态基本恢复正常。 TUNEL 染色显示,各剂量尼可地尔组凋亡指数均较模型组显著降低（P 均〈0．05）。蛋白质印迹分析显示,与模型组相比,各剂量尼可地尔组 p-Akt 和 Bcl-2蛋白表达水平显著升高（P 均〈0．05）,而Bax 蛋白表达水平则显著降低（P 均〈0．05）。加入磷脂酰肌醇3激酶（phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K）特异性抑制剂 LY294002后,脑皮质神经元病理学损伤较模型组无明显差异,凋亡指数和p-Akt、Bcl-2和 Bax 蛋白表达水平较模型组差异无统计学意义。结论尼可地尔对 DHLF 小鼠模型具有一定的神经保护作用,其机制可能与激活 PI3K/Akt 信号通路进而调控下游蛋白 Bcl-2和 Bax 表达有关。

关键词： CNTs   预处理   NH_3选择催化氧化  

摘要： 用浓酸混合液（浓H_2SO_4）和非热等离子体（NTP）对碳纳米管（CNTs）进行预处理,对比2种方法预处理的CNTs在负载不同活性组分时NH_3的催化氧化性能,实验结果表明,浓酸混合液预处理后的CNTs,负载不同单活性组份时,NH_3转化率均低于50%,产物中没有NO和NO_2。负载不同双活性组分时,5%Co-5%Zr/CNTs在200～225℃间,NH_3的转化效率达到55%。NTP预处理的CNTs催化剂NH_3的氧化性能高于浓酸混合液预处理的CNTs催化剂,在250℃时5%Cu/CNTs催化剂NH_3的转化率基本接近90%。而250℃时,5%Cu-5%Zr/CNTs催化剂NH_3转化率约为80%,NO的生成率约为75%,NO_2生成率约3%。

关键词： 基因   磷酸酶和张力蛋白同源等位基因(PTEN)   低温   缺血一再灌注损伤   脑  

摘要： 目的探讨头部浅低温联合磷酸酶和张力蛋白同源等位基因PTEN活性抑制预处理对大鼠全脑缺血一再灌注损伤的影响。方法健康雄性Wistar大鼠60只，体质量250～280g，采用随机数字表法将其分为五组（n=12）：假手术组（S组）、全脑缺血-再灌注组（IR组）、BPV（pic）抑制PTEN活性预处理组（B组）、浅低温预处理组（MH组）和PTEN活性抑制联合头部浅低温预处理组（MB组）。采用四血管阻断法建立大鼠全脑缺血-再灌注模型，缺血15min后行再灌注8h。每组随机取6只大鼠，采用免疫组织化学法测定大鼠海马CAl区P—PTEN、Bax和Bcl-2蛋白的表达水平。每组取另6只大鼠，用于测定海马组织中丙二醛（MDA）含量和SOD的活性。结果与s组相比，IR组P—PTEN蛋白表达减少，Bax蛋白表达增多，Bcl-2／Bax降低，MDA含量增多，超氧化物歧化酶（SOD）活性降低；与IR组相比，B组、MH组和MB组P—PTEN和Bcl-2蛋白表达增多，Bax蛋白表达减少，Bcl-2／Bax升高，MDA含量减少，B组SOD活性不变，MH组和MB组SOD活性增高；与B组或MH组相比，MB组P-PTEN和Bcl-2蛋白表达增多，Bax蛋白表达减少；Bcl-2／Bax升高，MDA含量减少，SOD活性增高（P〈0．05）。结论头部浅低温预处理、PTEN活性抑制预处理及两者联合均可减轻大鼠全脑缺血一再灌注损伤，且联合应用比单独应用的神经保护作用增强，其机制可能与神经元凋亡的抑制和活性氧生成减少有关。

关键词： 超声   强化混凝   低温低浊水   混凝剂投加点  

摘要： 低温低浊水处理一直是我国北方水厂冬季寒冷时期所面临的一大难题。以冬季低温低浊河流水为研究对象,以中试超声波处理器为研究平台,考察了超声预处理技术对混凝的强化效能。结果表明,超声预处理技术对混凝工艺具有一定的强化作用,其中混凝剂投加点对混凝效果有明显影响,在超声预处理后的某一时间范围内投加混凝剂的效果最优,而在超声波装置之前投加混凝剂是不可取的。

关键词： 低阶煤   热处理   磁选   脱硫降灰  

摘要： 本文以高硫低阶煤为研究对象,首先通过热处理进行预提质,进而对预提质煤进行磁选试验,研究脱硫降灰效果。主要研究热处理温度、热处理时间对煤样产率、硫分、灰分之间的影响和磁选脱硫降灰效果。以还原铁粉作为热处理过程中的催化剂,探讨了磁选脱除低阶煤中有机硫的可能性。以前进、宏鑫低阶高硫煤为试样,进行热处理试验。试验结果表明:随着热处理温度的增加,煤样产率逐渐降低,煤样灰分逐渐升高,而煤样硫分呈先升高后降低再升高的趋势。在升温过程中,煤样中小分子结构及侧链、黄铁矿硫等矿物、大分子结构发生分解反应,部分物质以气态形式逸出。在相同的热处理温度下,随着热处理时间增加,煤样产率降低,煤样灰分增加。热处理后预提质煤的试验结果表明:0-300℃时,磁性物产率较低。400℃时,磁性物产率达到最高。经X射线衍射仪分析,400℃时试样中出现大量磁黄铁矿。400-550℃时,前进煤与宏鑫煤通过磁选均有较好的脱硫降灰效果。两种煤样的精煤硫分最低可降至1%左右,相比原煤7%左右的硫分有了大幅度降低;400℃时,前进煤与宏鑫煤精煤灰分降至最低,分别为11.01%和13.74%,比原煤分别降低了2.04%和3.34%。以胜利褐煤为试样,以还原铁粉为催化剂,探索热处理强化磁选脱除低阶煤中有机硫的可能性。不加还原铁粉时,主要硫形态为有机硫的试样磁性物产率很低,约5%;加入还原铁粉时,试样的磁性物产率大幅增加,约30%。经XPS分析发现:加入还原铁粉时,煤样在热处理过程中与还原铁粉发生反应生成部分硫化铁类矿物。加铁催化脱硫后,煤样硫分由原煤的1.8%左右降低至精煤的0.5%左右,与不加还原铁粉相对比,精煤硫分约降低1%左右,脱硫效果显著。

关键词： 褐煤   热解   预处理   焦油  

摘要： 低温热解是褐煤高效利用的一个有效途径。褐煤热解过程中,含氧官能团之间由于氢键的存在会发生交联反应,而矿物质中的可交换离子可充当交联反应的交联点,生成二氧化碳和水,使焦油产率下降。水在热解过程中需要吸收热量用于蒸发,同时参与煤的热解反应。本文通过热重及实验室自制固定床热解反应器,考察了反应釜热压干燥和固定床气氛干燥等预处理方式对褐煤物理化学结构及热解特性的影响。并对酸洗脱灰、预热及溶胀等预处理方式对褐煤热解的影响进行了验证。主要结果如下:1、酸洗预处理的影响。酸洗脱除灰分使羧酸盐转化为羧基,减少热解过程中由矿物质引起的交联反应,并且酸洗褐煤表面形成新孔道,有利于挥发分的逸出,减少二次反应。热解水及二氧化碳产率降低,焦油产率从6.88%提高到8.57%,提高了1.69个百分点,但焦油品质降低。2、预热和溶胀的影响。预热和溶胀能够破坏褐煤中的氢键,使氢键重新分布,减少热解过程中的交联反应,抑制二氧化碳和水生成。溶胀可使褐煤的比表面积减小,平均孔径增大,但褐煤的主体结构基本不发生变化。预热后,褐煤焦油产率从6.88%提高到7.23%,提高了0.35个百分点,焦油正己烷可溶物产率提高了2.18个百分点。预热酸洗褐煤比酸洗褐煤热解焦油产率提高了0.7个百分点,从8.57%提高到9.27%,焦油正己烷可溶物产率提高了2.49个百分点。使用甲醇、四氢萘及四氢呋喃溶胀后,褐煤热解焦油产率分别提高了0.97、0.92和0.65个百分点,焦油正己烷可溶物产率分别提高了4.52、1.36和2.2个百分点。3、水分及干燥预处理的影响。(1)水分能够参与褐煤热解反应,但水分吸热蒸发,会延长挥发分停留时间,使二次反应加剧。热解焦油及正己烷可溶物产率随水分含量的增加,呈先上升后下降的趋势,水分含量在17.32%时,焦油产率及正己烷可溶物产率达到最大,热解水及二氧化碳产率随水分增高而降低。(2)热压干燥温度是影响褐煤干燥的主要因素。热压干燥破坏褐煤氢键等非共价键,减少热解过程交联反应。在干燥温度为200oC时,焦油产率比原煤提高了0.47个百分点,从6.88%提高到7.35%。(3)氮气及空气气氛下干燥时,煤的孔结构会发生坍塌,微孔被堵塞,干燥温度越高,孔结构破坏越严重。干燥褐煤的非共价键断裂使煤结构趋于更加稳定,热解焦油的产率及品质都会降低。