To solve the problems of preparation process,flexibility,and flexibility of friction electric fibers,super-elastic triboelectric fibers were prepared by using an extrusion-filling method.The liquid metal EGaIn and thermoplastic elastomer material were used as the conductive electrode and the fiber sleeve,respectively.The fiber could sustain strains up to 2200%and exhibited high electrical outputs.By using a 5 cm long fiber as the medium,the fiber can provide an unsaturated average open circuit voltage of 7 V when in contact with paper;and the instantaneous power density of 1.6 μW/m was obtained with an external load resistance of 200 MΩ.Weaning the fiber into an 8 cm×8 cm textile,the max electrical outputs were 120 V,280 nA,28 nC.Results show that the extrusion-filling technology is an effective way to develop stretchable triboelectric fibers.The super-elastic fibers in this work have the potential for multi-functional wearable smart textiles applications.
This paper designed cement-stabilized permeable road subgrade materials. Construction demolition waste with recycled aggregate replaced natural aggregate in cement-stabilized materials to utilize recycled resources for construction solid waste. This paper tests the compressive strength, water permeability, bending strength, and compressive resilience modulus of cement-stabilized permeable recycled aggregate materials under different cementitious additive ratios. The results show that at a recycled aggregate proportion of 30% in cement-stabilized permeable recycled aggregate material, the 7-d unconfined compressive strength exceeds 3.5 MPa, and the permeability coefficient surpasses 3.5 mm/s, which can meet the roadbed requirements in China. The incorporation of recycled aggregates significantly reduces the mechanical properties and water permeability of cement-stabilized permeable recycled aggregate materials, while cementitious additives improve the mechanical properties. Specifically, red brick, old concrete, and ceramics in recycled aggregates weaken the mechanical properties of the skeleton structure of cement-stabilized permeable recycled aggregate materials, and the compressive strength, bending strength, and compressive resilience modulus decrease with the recycled aggregate content. Cementitious additives can fill the micro-pores of the interface transition zone of cement-stabilized permeable recycled aggregate materials to improve the cementation strength between aggregates.
Ventilation is an efficient method to improve the leakage safety of R290. In this paper, a novel integral-type fresh air air conditioner is proposed. Compared with conventional air conditioner, it improves leaking safety and indoor air quality. Moreover, it has a potential to recover heat from exhaust air. A green house was built to simulate a full-scale living room, and the influences of operation mode, diameter of leakage hole, supply air wind speed on leakage safety were experimentally researched. Results show that the diameter of leakage hole has an overwhelming influence on the concentration distribution of R290. The closer to leakage point, the higher the concentration of measuring points. Under fan mode condition, leakage hole diameter within 1 mm is basically incapable to cause the risk of flame and explosion in indoor space. Under heating mode condition, indoor area is generally safe except for part of supply air outlet right below the leakage point. Moreover, the novel air conditioner has a ventilation flow rate of 30m3/h, which plays a remarkable role in promoting the leakage safety of flesh air air conditioner by decreasing the leaked refrigerant concentration at a rate up to 23%LFL/h. This paper provides reference for developing fresh air air conditioner with flammable refrigerants and the design of optimum wind speed of supply air.
城市异味扰民的问题是目前城市环境信访投诉的主要原因之一,是不可忽视的民生问题.系统梳理了城市异味污染的主要来源,分析了城市异味污染扰民现状及其社会影响,总结了城市异味污染的主要特征,阐明了造成城市异味扰民的主要成因与挑战,并对异味污染控制提出了相应的对策建议,最后结合具体案例介绍了城市异味扰民的解决方案.
为探究污水处理厂不同粒径生物气溶胶负载肠杆菌科分布特征及影响因素,在江苏省某污水处理厂厂界内及周边采集了不同季节不同粒径生物气溶胶样本,并分析其负载的肠杆菌科浓度.对于生物气溶胶负载的总肠杆菌科及其可吸入性片段,冬季是最主要的逸散季节,而污泥脱水间是最主要的释放单元.污水处理厂不同粒径生物气溶胶负载肠杆菌科的分布特征存在显著的季节性差异和处理单元间差异.相比于上风向,厂界内和下风向生物气溶胶具有更高的肠杆菌科总浓度、可吸入性片段浓度及相对比例.厂界内与上风向生物气溶胶负载肠杆菌科的粒径分布存在显著的差异性,差异度为64.32％;而厂界内与下风向生物气溶胶负载肠杆菌科的粒径分布的差异性不显著,且差异度下降至32.17％.相对湿度、温度、风速和光照强度均对污水处理厂不同粒径生物气溶胶负载肠杆菌科的分布存在显著影响(P<0.05);其中,相对湿度是最主要的影响因素.该研究可为污水处理厂生物气溶胶污染的风险评估和控制提供理论依据.
市政污水处理厂微生物气溶胶的逸散和控制受到了国内外研究者的广泛关注.在对微生物气溶胶的定义、特点和危害概述基础上,分析了常见的微生物气溶胶控制技术,包括热、电磁波辐射、过滤、化学消毒和光催化氧化法,并对不同技术的特点及使用条件进行了比较.针对市政污水处理厂微生物气溶胶,综述了其产生来源、逸散特性,并从源头、中间过程及末端控制技术三方面论述了其控制技术和措施.该文可以为市政污水处理微生物气溶胶污染的控制提供科学依据.
对北京市某A/O工艺城市污水处理厂各处理单元释放的挥发性醛酮类有机化合物的释放通量及环境空气浓度进行长期监测,评估了空间尺度上4种典型醛酮化合物的排放特征,同时计算了各工艺单元暴露风险值,评估醛酮化合物对工作人员及周边居民的危害性.结果表明,污水处理厂中挥发性醛酮化合物排放通量由大到小依次为:好氧池1段、好氧池2段、好氧池3段、缺氧池、初沉池、二沉池.生物曝气池是各处理单元中醛酮化合物日排放量占比最大的处理单元,4种醛酮气体的占比达57.81％以上.各处理单元环境空气中醛酮化合物的环境质量浓度也均不相同,总质量浓度变化范围在30.44～1230.79μg/m3,其中甲醛的质量浓度最低,为2.46～71.36μg/m3,乙醛质量浓度最高,为59.32～1454.44μg/m3.各处理单元排放的乙醛存在致癌风险.
为全面掌握有机磷农药厂多层次异味污染特征,以某退役有机磷农药厂为研究对象,感官评估不同区域及介质异味污染水平,通过分析物质组分及含量比较异味物质组成特征,计算累计异味贡献率确定关键致臭物质.结果表明:各介质异味污染水平从高到低依次为:生产一区、生产二区、办公区.对于环境空气,该场地异味物质质量浓度(0.3409～0.5479 mg/m3)超出部分城区与工业区的总挥发性有机物(total votatile organic compounds,TVOCs)质量浓度,物质组成以苯系物、卤代烃、硫化物以及含氧有机物为主,生产区关键致臭物质为乙硫醇、三甲胺等物质,办公区则为乙醛及二甲基二硫醚.对于土壤样品,物质质量浓度均随土壤深度的增加而呈现先上升再下降的分布规律,生产一区总异味物质质量比均最高(26.33～60.75 mg/kg),其次为生产二区(22.17～49.08 mg/kg),办公区最低(0.30～1.22 mg/kg),生产区以苯系物以及卤代烃为主,关键致臭物质为二甲基二硫醚、三甲胺、甲硫醇、正丁醛以及异丁醛等,办公区以烷烃及含氮有机物为主,关键致臭物质为正辛醛以及正戊醛等.
为阐明农村地区厕所环境中生物气溶胶的潜在健康风险,提升村民生活品质,选择西北四省(山西、陕西、青海、内蒙古)不同类型厕所,对其中生物气溶胶特性开展研究.结果表明,旱厕生物气溶胶中平均可培养细菌菌落数为21954个/m3,水冲厕生物气溶胶中平均可培养细菌菌落数为4488个/m3.同样生物气溶胶中可培养真菌和肠杆菌菌落数也呈现旱厕大于水冲厕的现象.由于水力剪切作用,水冲厕中生物气溶胶空气动力学直径更小,其中0.65～3.30μm的生物气溶胶占比为55.61％;而旱厕中生物气溶胶则主要以大粒径为主,粒径>3.30μm的生物气溶胶占比高达54.33％.同时,旱厕和水冲厕生物气溶胶中潜在致病微生物也存在一定差异,旱厕独有致病菌为Helicobacter、Fusobacterium、Saccharomyces,水冲厕独有致病菌为Anaerococcus、Proteus、Rhizopus.暴露风险评估结果表明,旱厕暴露风险大于水冲厕暴露风险,细菌暴露风险大于真菌暴露风险.
针对上海某居民区恶臭投诉问题,对恶臭物质来源、特征及其风险评估展开相关研究.利用正定矩阵因子分解(positive matrix factorization,PMF)模型对居民区恶臭点连续监测数据进行来源解析,共识别出3个排放源,分别为餐厨垃圾源(41.24％)、农业源(32.85％)、二次生成和尾气排放混合源(25.91％),确定餐厨垃圾源为居民区恶臭的主要来源.通过分析监测点位间主要致臭物质异味活度值(odor active value,OAV)的相关性,可知居民区受到餐厨垃圾预处理车间和生化车间的恶臭污染为主,全天受影响程度具有间歇式变化特征.通过计算预处理、生化处理和深加工3个车间排气筒的恶臭物质的臭氧生成潜势(ozone formation potential,OFP),可知各物质种类对OFP的贡献率从大到小依次为羰基类(37.46％)、醇类(21.38％)、烯烃类(15.52％)、挥发性脂肪酸类(13.70％)、芳香烃类(4.02％)、含氮化合物(3.90％)、烷烃类(1.77％)、酯类(1.29％)、硫化物(0.95％)、含氯有机物(0.01％),羰基类、醇类、烯烃类、挥发性脂肪酸类为该厂区OFP贡献的代表物质种类.各车间的OFP从高到低依次为预处理车间(27051.82μg/m3)、生化车间(7547.51μg/m3)、深加工车间(1647.14μg/m3),乙醛、丙烯酸、1丁烯、甲醛、乙醇、丙烯和苯酚对OFP的贡献率在3个排气筒中均较高,是该餐厨垃圾处理厂区生成臭氧的主要污染物质,并且乙醛对OFP的贡献率最高.敏感点恶臭物质的健康风险评估结果表明,监测期间累计非致癌风险指数与致癌风险指数均超过美国国家环境保护局(U.S.Environmental Protection Agency,U.S.EPA)推荐的安全阈值,主要贡献物质分别为丙烯醛和甲醛.因此,乙醛、丙烯醛和甲醛应作为餐厨垃圾处理厂中恶臭物质的优先监控指标.
采用A2O工艺的市政污水处理厂建立采样点,研究污水处理主要工艺段中的微生物气溶胶逸散特征.结果表明,主要工艺段都检测到细菌气溶胶,检出细菌菌落数为130～6113个/m3.超过80％的细菌气溶胶是粒径大于2.1μm的粗粒子.粗格栅、曝气池和污泥脱水间检测到的气溶胶中的微生物主要为Pseudomonas sp.,其他丰度较高的菌属有Piscirickettsia sp.、Staphylococcus sp.等,其中Pseudomonas sp.、Stenotrophomonas sp.等为潜在致病菌.微生物气溶胶的排放与环境条件相关,温度和相对湿度的增加会促进微生物气溶胶的逸散,风速则与微生物气溶胶的逸散呈负相关.适宜的温度和相对湿度使9月各工艺段空气中微生物气溶胶菌落数高于其他月份,并且评估获得的微生物气溶胶对人体的暴露风险值也高.喷洒消毒剂对格栅间和污泥脱水间的细菌气溶胶分别削减了69.5％和74.1％,有效控制了微生物气溶胶的排放.
针对石化行业异味投诉现象严重、异味组成不明的难题,利用便携式电子鼻设备,组合离子迁移技术和质谱技术,建立异味污染走航监测系统,并配合实验室分析检测,对天津某大型石化企业进行异味污染排查与排放特征分析,建立重点点位与区域成分谱,并利用理论臭气浓度和气相色谱嗅觉检测分析方法,确定气味成分,绘制指纹谱图.结果表明:便携式电子鼻走航测定的臭气浓度为10～1100,共发现异味事件14起,含氧有机物、含氮有机物与烷烯烃的质量浓度较高,确定重点污染区域包括装置区、污水处理区与危废储存区.基于三点比较式臭袋法测定有组织点位的臭气浓度范围为131～17378,根据《恶臭污染物排放标准》(DB12/059—2018)要求,各点位均存在超标情况,气味属性为煤气味、酸臭味、酒糟味与刺激胶臭味;有组织与无组织点位共检出262种物质,芳香烃、酮类、硫化物和烷烯烃是主要检出物质;污水处理中有组织点位废气的总质量浓度与无组织点位废气的总质量浓度较高,分别达到22.8688、16.3213 mg/m3;基于物质质量浓度与检出率分析,入选成分谱的物质共计37种,包括硫化物、含氧有机物、烷烯烃、芳香烃与卤代烃;指纹谱指标物质包括二氧化硫、二甲基二硫醚、乙醛、乙酸、萘、1甲基萘、2甲基萘、茚和1甲基1H茚.
为探究pH对生物脱硫反应器性能、生物量及微生物种群结构的影响,一座生物滴滤池(bio-trickling filter,BTF)分别运行在中性偏碱(6.0
为了解决城镇污水处理厂恶臭污染日益严峻,以及常规除臭技术难以深度去除产生的恶臭气体的问题,以市政污水处理厂调配水井收集的H2S为研究对象,研究了一种添加微生物活性促进剂的一体化生物滴滤塔除臭技术,探究其工艺影响因素,并在大量研究数据的基础上,提出相关设计参数指导建议.结果表明:1)当进口臭气风量为3000 m3/h,进口处H2S的质量浓度为152～304 mg/m3时,空床停留时间仅为8.6 s,强化生物滴滤塔的H2S去除率可达99.9％,脱硫负荷(以H2S计)可达62 g/(m3·h)以上;2)强化生物滴滤塔添加生物促进剂可以缩短微生物驯化周期约60％,并在极低的pH条件(pH≤1.5)下长期稳定运行;3)以城镇污水处理厂臭气进口处H2S的质量浓度为180 mg/m3为例,设计空床停留时间(empty bed residence time,EBRT)为17 s,强化生物滴滤塔H2S去除率可达99.9％,设备整体占地面积及体积均可减少30％ ～50％,为生物滴滤技术的实际应用提供参考价值.
当前绿色工业互联网系统在能效性、隐私性、资源管理等方面存在诸多问题,须融合更多不同领域的技术来实现绿色工业互联网的发展.因此,总结了当前绿色工业互联网的研究现状和实现技术,并对绿色工业互联网的发展和挑战进行了展望.首先,介绍了工业互联网的基本架构和技术特点,围绕绿色通信、移动边缘计算、区块链等前沿网络技术,多角度地讨论了工业互联网"绿色化"的实现途径;其次,详细综述了绿色工业互联网的发展现状以及实际场景建设中所涉及的关键技术;最后,针对现阶段绿色工业互联网发展过程中所面临的问题与挑战,讨论了构建绿色工业互联网系统的解决方案和发展趋势.
为了解决桥梁在地震作用下发生各类损伤与不同影响因素之间的关系复杂且难以发现的问题,将桥梁的破坏情况与桥墩类型、结构类型、支座类型、平面线形、基础类型、交角、断层距、峰值地面加速度等影响因素相结合,利用优势关系粗糙集对桥梁损伤的条件属性进行约简,提取了汶川地震中374座桥梁发生各类破坏的最少关联规则集,另选20座桥梁进行测试,将结果与不可分辨关系粗糙集理论和分类回归树算法进行对比,结果表明对于震后桥梁损伤状态评价决策关联规则,采用基于优势关系粗糙集理论生成的规则比传统的基于不可分辨关系粗糙集理论和分类回归树算法生成的规则更加准确,因此在今后的桥梁损伤判别研究和规则提取中可以加以利用.
针对手机表面缺陷难以精确识别的问题,提出一种兼具Soble算子、逻辑损失函数(logistic loss function,LLF)和多尺度卷积神经网络(multi-scale convolutional neural networks,MSCNN)手机表面缺陷识别方法SL-MSCNN.首先,构建了一种基于Sobel算子的邻域特征增强方法,排除了图像中光照、阴影等无关因素的干扰;其次,设计了一种基于MSCNN的缺陷识别方法,通过获得手机表面图像的多尺度信息,提高了手机表面缺陷的识别精度,同时,引入了LLF,通过降低梯度消失发生的概率加快训练的检测速度.实验结果表明:与其他手机表面缺陷识别方法相比,SL-MSCNN在准确率和效率方面具有更好的使用价值.
旨在研究再生剂和改性剂提升高掺量沥青混合料回收料(reclaimed asphalt pavement,RAP)热再生沥青混合料低温抗裂性能的宏微观机理,进而弥补其低温抗裂性能不足的显著缺陷,设计了3种改性剂配比方案(8％再生剂1、8％再生剂2、4％再生剂2+4％改性剂),开展了高掺量改性RAP热再生沥青混合料室内小梁弯曲试验,分析了混合料的宏观断裂行为特征,进而基于近场动力学理论建立了相应的数值模型,揭示了混合料内部裂纹萌生与扩展的微观机理以及不同改性剂的作用机理.结果表明,双外加剂(再生剂和改性剂)配比下高掺量RAP再生沥青混合料的破坏应变、劲度模量、应变能密度等低温抗裂性能指标均优于单独使用再生剂,近场动力学理论可较好地模拟再生沥青混合料的低温开裂行为;再生剂可显著提升旧沥青界面处的黏结能力,再生剂1使试件底部应力分布更为均匀,再生剂2恢复旧沥青黏结能力的效果更优;而改性剂则提升沥青的整体性能,且对新沥青的性能提升更加明显;相较于单独使用再生剂,双外加剂可恢复旧沥青性能并提升沥青整体的黏性,有效弥补高掺量RAP再生混合料低温抗裂性能不足的缺陷.
为了预测水泥浆体的徐变性能,并对比不同预测模型的精度.使用微米压痕测试确定了水泥浆体的徐变模量,使用纳米压痕点阵测试获得微观物相的接触徐变模量.随后基于一系列微观测试获得物相的体积分数.将水泥浆体划分为2个尺度,分别基于自洽(self-consistent,SC)法和Mori Tanaka法,采用4种组合方式进行徐变均匀化预测.结果表明,在凝胶尺度采用Mori Tanaka法,在浆体尺度采用SC法时,水泥浆体的长期徐变性能的预测精度较高.该研究为进行水泥基材料徐变均匀化时选择合适的计算方法提供了依据.
质子交换膜燃料电池具有比能量高、清洁高效等优点,流道作为燃料电池的核心结构之一,其结构尺寸对气体传输、液态水排出都有着重要影响,选择合适尺寸参数对实际运行具有重要意义.以50 mm×50 mm单蛇形流道电池为研究对象,采用数值模拟的方法,建立质子交换膜燃料电池三维两相等温模型,分析流道深度、流道宽度、流道脊宽等参数对电池电流密度、气体传质特性、电池净输出功率、排水性能的影响.结果表明:随着流道深度、流道宽度的减小,参与反应的氧气浓度提高,电流密度也随之提高,电池净输出功率逐渐增大,催化层排水性能逐渐增强,因此电池性能逐渐提高;随着流道脊宽的减小,参与反应的氧气浓度逐渐提高,电流密度随之增大,但电池净输出功率增加幅度较小,氧气浓度增加也较缓慢.
