科研产出
曝气对垂直流湿地处理水产养殖废水脱氮的影响
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：人工湿地作为一种有效的污水处理技术,现已被逐渐拓展到水产养殖业中。鉴于其与养殖竞争有限土地资源的弊端,如何构建节地高效型湿地成为未来研究的重点。曝气增氧是强化潜流湿地净化效能的重要措施之一,但是关于曝气强度以及净化效率与影响因素的关系仍缺乏深入系统的研究。为此,该文设计构建了7组不同要素组合的垂直流湿地小试系统,同步或分阶段探讨了曝气强化对垂直流湿地脱氮的影响。研究结果表明,无论曝气与否,构建的7组湿地系统于试验运行工况下都存在明显的硝化过程,且空气复氧和植物根系泌氧足以弥补硝化作用耗氧量。曝气增氧进一步强化了湿地内部的矿化和硝化过程;鉴于养殖废水不缺乏碳源(该研究各组湿地进水碳氮比在28.4~30.6之间),湿地内部的反硝化几率增大,导致曝气后总氮的去除效率提高。但是曝气条件下过高的溶解氧又会进一步抑制反硝化过程,从而也会导致系统总氮去除速率的下降。因此,对垂直流湿地而言,曝气强度不是愈高愈好。为了获得更高的脱氮效率,建议可以通过延长水力停留时间或者在垂直流湿地尾部增设水平潜流湿地来补充反硝化过程,进而提高系统对总氮的去除效果。
关键词： 水产养殖 脱氮 废水 人工湿地 曝气 净化效率 影响因素 硝化-反硝化
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海藻颗粒流化床燃烧后灰孔隙结构分析
《燃烧科学与技术 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：在小型流化床试验台上进行了大型海藻颗粒(条浒苔与马尾藻)在流化床内的燃烧试验研究,结果表明,条浒苔颗粒能够稳定燃烧,而马尾藻颗粒结渣严重.针对海藻原样和流化床燃烧后收集的底灰,进一步利用压汞法和氮气吸附法进行孔隙结构分析,结果表明,燃烧后灰比原样孔隙增多,孔隙率从21.01%增大到49.74%;内部孔隙扩张,孔容积和比表面积增大.通过分形分析可知,海藻原样表面光滑,燃烧后灰表面粗糙不规则.燃烧后海藻灰具备多孔结构,可以考虑综合利用.
关键词： 大型海藻生物质 流化床 燃烧 固体灰 孔隙结构分析
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循环水养殖旋转式生物流化床生物过滤功能
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：生物过滤是循环水养殖水处理的关键,生物过滤功能启动以及操作条件直接影响到生物过滤的效果。该文以实验室规模旋转式生物流化床为研究对象,采用自然挂膜法研究海水和淡水生物过滤功能的启动;设置了3个膨胀率50%、75%、100%和4个C/N0、0.5、1.0、2.0,研究其对旋转式生物流化床处理养殖污水效率的影响。结果表明:1)以氨氮和亚硝态氮浓度降低并稳定为判断标准,淡水和海水系统旋转式生物流化床生物过滤功能启动完成分别需要47和60 d;2)污水处理效率随膨胀率增大而提高,该研究膨胀率为100%时处理效率最高,总氨氮转换率高达881 g/(m3·d);3)C/N增大,抑制生物膜的硝化功能,污水处理效果变差,C/N大于2.0时污水处理效果显著变差。该研究可为旋转式生物流化床在应用过程中生物过滤功能的启动和日常操作管理提供技术指导。
关键词： 水产养殖 生物过滤 海水 旋转式生物流化床 生物过滤功能启动 膨胀率 C/N
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解冻方式对南极磷虾加工品质的影响
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究解冻工艺对南极磷虾加工品质的影响,对静水解冻、自然空气解冻和低温空气解冻3种方式的耗时进行了测量,并研究了南极磷虾经不同方式解冻后的感官特征,同时对非蛋白氮(non-protein nitrogen,NPN)、总挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)、脂肪酸组成等与品质相关的生化指标进行了测定。结果表明,采用静水解冻、自然空气解冻、低温空气解冻3种方式将中心温度为-18℃的南极磷虾冻块解冻完全的耗时分别为51、220和826 min;感官评分依次为静水解冻>自然空气解冻>低温空气解冻;3种解冻方式对应的NPN值有极显著差异(P<0.01),依次为低温空气解冻>自然空气解冻>静水解冻;低温空气方式解冻的南极磷虾TVB-N值显著高于另2种方式(P<0.01),而静水方式和自然空气方式之间TVB-N无显著差异(P>0.05);3种解冻方式的TBARS值同样差异显著(P<0.01),依次为静水解冻>自然空气解冻>低温空气解冻;南极磷虾脂肪酸组成中多不饱和脂肪酸比例较高,达到30%以上,低温空气解冻对多不饱和脂肪酸具有一定的保护作用。实际生产中,南极磷虾如用作一般食品加工适宜采用静水解冻的方式,而作为鱼粉加工适宜采用静水或自然空气解冻的方式,如提取虾油则适宜采用低温空气解冻的方式。研究结果为南极磷虾资源的高效利用提供参考。
关键词： 品质控制 解冻 农产品 南极磷虾 非蛋白氮 脂肪酸组成
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铝合金在海洋微生物SRB作用下的腐蚀行为
《中国有色金属学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用电子扫描电镜(SEM)观察铝合金表面附着的细菌显微形貌,利用分光光度法和微生物平板计数法研究SRB细菌的生长规律,运用电化学工作站测试6063铝合金在海洋微生物SRB作用下的开路电位、阳极极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)的变化规律,采用间歇式培养细菌方式进行自然腐蚀,研究铝合金的腐蚀率和微生物腐蚀后的形貌特征。结果表明:与无菌介质条件相比,海洋微生物在SRB作用下的铝合金开路电位负移,钝化性能变差,使得铝合金腐蚀率变大,腐蚀形式以点蚀为主;铝合金表面附着的海洋微生物以球状细菌为主;在海洋微生物SRB作用下,铝合金的交流阻抗模值减小,降低了铝合金的极化电阻和表面膜的电阻,从而加速了铝合金的腐蚀进程。
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浮式鲆鲽类网箱在波流场中动态响应的数值模拟
《工程力学 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：根据浮式鲆鲽类养殖网箱的结构特点,基于有限元方法对波流共同作用下网箱的运动受力进行数值模拟,并将数值模拟结果与水槽模型实验结果进行比较分析。结果显示:在3种工况条件下,计算机模拟值与实验值吻合较好,验证了程序及数学模型的可靠性。借助于计算机3D可视化技术,可对波流场中网箱结构的运动过程进行虚拟呈现。其中,当流速为26cm/s时,网箱底框架最大倾角可达9°;波浪作用下底框架最大倾角为12°。当波流联合作用时,底框架最大倾角与最大锚绳受力值均高于波浪或水流单独作用时。当水流入射方向与波浪成角度时,底框架最大倾角与锚绳受力随着夹角的增加而减小。今后将通过海上实测进一步对模拟结果进行验证,使数值模拟能够更加精确。
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气浮机对高位池养虾水质的调控效果
《农业工程学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了探索气浮机在对虾高位池系统中的调控效果,该文利用2口高位池对射流式气浮机对养虾水质和养殖生物的影响进行了研究,试验结果表明:气浮机在对虾养殖试验中取得了显著的调控效果,试验组虾池40 d平均氨氮浓度(0.052±0.012)g/m3比对照组虾池(0.14±0.025)g/m3显著降低了0.088 g/m3、40 d平均亚硝氮浓度(0.0004±0.0001)g/m3比对照组虾池(0.004±0.001)g/m3显著下降了0.0036 g/m3、40 d平均溶解氧质量浓度(7.5465±0.3222)g/m3比对照组虾池(6.5398±0.2843)g/m3显著升高了1.007 g/m3,试验组虾池40 d平均弧菌总数(3553±1873)cfu/mL显著低于对照组(4907±1858)cfu/mL,试验组虾池40 d平均荧光菌(3±1.86)cfu/ml,显著低于对照组(9±2.14)cfu/mL,试验组虾池在60 d时凡纳滨对虾体质量(5.97±0.67)g大于对照组(5.53±0.61)g,差异显著。
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镂空方型增殖礁上升流特性的粒子图像测速试验
《农业工程学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：利用粒子图像测速技术(particle image velocimetry)对镂空方型增殖礁单体礁和组合礁的上升流流场特性进行分析,按照海区实测流速和礁区选址要求,设定5个不同的来流速度0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 m/s,并计算出试验流速分别为0.045、0.090、0.135、0.180、0.225 m/s。结果表明:单体礁在任何一种迎流方式下,上升流的规模都随来流速度的增加而增大;而相同来流速度下,主视面90o迎流时,上升流规模最大;单体俯视面45o迎流时,上升流规模最小;礁体横向组合排列时,礁体间距在0.5L~1.0 L时所产生的上升流规模最大,礁体间的协同作用最强;礁体纵向组合排列时,在0.5L~1.5 L倍的间距时,礁体间的相互作用较强,形成的上升流规模最大。
关键词： 水产养殖 水流 试验 图像粒子测速 上升流特性 镂空方型增殖礁
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生物滤床净化池溏养殖排放水系统研究
《应用基础与工程科学学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对传统池塘养殖排放水净化设施效率低、占地面积大等问题,研制了立体弹性填料和陶粒生物滤床,构建了生物滤床净化池塘养殖排放水系统,系统由养殖池塘、立体弹性填料滤床和陶粒滤床等组成.通过分析对池塘排放水净化效果,确定了适合池塘养殖排放水净化处理的水力停留时间(HRT);通过分析池塘水质、藻类变化等,确定了生化滤床净化再循环利用系统的池塘水体循环量、生物滤床与养殖池塘组成比例等参数.根据以上参数运行循环水养殖系统,可使池塘水体中的营养盐维持在较低水平,同时还可以优化水体中的藻类结构,减少养殖用水和污染排放.该系统已成功应用于多个池塘养殖场,为池塘养殖排放水净化再利用提供了一种新方法.
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基于分离式卫星标志信息的金枪鱼垂直移动特性
《农业工程学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了掌握金枪鱼类的活动规律,该文采用国际上先进的分离式卫星标志于2010-2012年对36尾黄鳍金枪鱼进行了放流试验。结果表明:围网捕捞方式释放的8枚标志信息回收率达到100%,但标志的时间只有0.5~5 d;利用手钓方式释放的28枚标志信息回收率达到75%,标志的时间为0.5~91 d,且有2枚标志是正常浮起。此次试验中,记录时间<10 d的标志有18枚,10~20 d的标志有3枚,≥20 d的标志有8枚,特别是在手钓作业方式下进行的标志效果有了很大的提高。黄鳍金枪鱼有85.9%的时间在0~150 m水层活动,有13.0%时间在≥150~250 m水层活动,仅有1.1%时间在≥250 m水层活动。就水温来说,81.7%的时间活动在≥24℃的水层,16.2%的时间活动在16~24℃的水层,仅2.1%时间活动在≤16℃的水层。在0~50 m水层,夜晚出现频次约是白天的2倍;而在50~500 m水层,均是白天出现频次要大于晚上。总体来说,有68%的黄鳍金枪鱼个体在傍晚18:00时有上浮到浅水层活动的行为,而在凌晨06:00时有明显的下潜行为。该研究初步证明了黄鳍金枪鱼的放流取得了成功,为以后进一步开展金枪鱼的卫星标志放流试验奠定了基础。
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