同济大学学报(自然科学版)

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特约专题:水质安全保障

  • 活性炭对卤代苯甲醚类嗅味物质的吸附特性

    徐斌;周晓阳;卢泳珊;张天阳;唐玉霖;

    探究了椰壳酸洗活性炭、椰壳水洗活性炭、煤质活性炭、果壳活性炭、木质活性炭等对2,4,6-三氯苯甲醚(2,4,6-trichloroanisole,2,4,6-TCA)和2,4,6-三溴苯甲醚(2,4,6-tribromoanisole,2,4,6-TBA)的吸附等温线和吸附动力学。研究发现5种活性炭均可有效吸附卤代苯甲醚,吸附等温线都能较好拟合Freundlich模型(R~2>0.97)。其中果壳活性炭和椰壳活性炭吸附效果较好,果壳活性炭对2,4,6-TCA的吸附常数(K_F)最大,为11.90,椰壳酸洗活性炭对2,4,6-TBA的吸附常数(K_F)最大,为9.47。五种活性炭的吸附过程均符合拟二级动力学模型(R~2>0.97),椰壳水洗活性炭对2,4,6-TCA的吸附最快,椰壳酸洗活性炭对2,4,6-TBA的吸附最快。以椰壳酸洗活性炭为研究对象,探究其吸附机制和主要影响因素,结果表明内扩散是主要限速步骤,化学吸附是主要吸附机制,初始底物浓度和溶解有机物对吸附效果影响较大。

    2021年09期 v.49 1211-1217+1208页 [查看摘要][在线阅读][下载 3212K]
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  • 不同材料对水源水石油类物质的吸附性能研究

    郑正雄;张肸同;魏秀丽;周晓阳;张天阳;

    分析了传统吸油材料对饮用水水源中石油类污染物质的去除效能。通过对比市面上常用的4类共8种吸油材料对不同油品的吸附容量发现,饱和吸附容量最大的是棉花,最小的是蛭石;吸附材料PP吸油棉的纯相油类的饱和吸附容量为9.0~13.0 g·g~(-1),保油性根据油品不同30 min的保油率大致为60%~70%;PP吸油棉对油水混合物中石油类物质的吸附完全属于物理吸附,吸附动力学符合拟一级动力学模型,10 min能达到60%~70%的去除率,120 min能达到80%~90%的去除率;影响吸附速率的关键因素是吸油棉与含油水的接触面积,覆盖面积越大吸附效果越好。

    2021年09期 v.49 1218-1225页 [查看摘要][在线阅读][下载 1641K]
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  • NaClO/Fe~(2+)强化含藻污泥脱水性能与机理研究

    唐玉霖;吴梦怡;孙天晓;王慕;张旻;王远;

    次氯酸钠强化二价铁盐混凝能够有效提升含藻污泥的脱水性能与效果。当NaClO质量浓度为1.5~2.0 mg·L~(-1)时,含藻污泥的脱水性能达到最佳。过量NaClO的氧化作用使得藻细胞完整性受损,胞内物质外溢,阻碍了细胞间水分的释放,导致脱水性能下降。Fe~(2+)被NaClO氧化后原位生成Fe~(3+),继而形成Fe(OH)_3,强化了高藻水的混凝效果;NaClO使得部分亲水性胞外聚合物降解,其中蛋白质和多糖等组分含量降低,有利于藻细胞间水分释放,从而提高了含藻污泥的脱水性能。此外,NaClO强化二价铁盐混凝对溶解性有机物的去除率由74%上升至90%,腐殖质类大分子和芳香族化合物的含量也有所下降,提升了水质净化效果。

    2021年09期 v.49 1226-1233页 [查看摘要][在线阅读][下载 2806K]
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  • 不同预氧化工艺对水源水中新兴污染物的降解效能

    徐斌;艾健;钱灏;唐玉霖;

    以上海市某水源地原水为研究对象,针对水源水中存在的抗生素和农药等特征污染物,研究了不同预氧化过程对特征污染物的去除效果。研究发现:相同剂量氧化剂(0.2~0.8 mg·L~(-1))条件下抗生素的去除效果顺序为臭氧>高锰酸钾>自由氯;随着氧化剂投加量增大,抗生素的去除率也提高;随着pH增大,高锰酸钾去除抗生素的能力先上升后下降,而自由氯和臭氧的去除能力则逐渐增加。相同剂量的氧化剂对有机氯农药的去除效果顺序为臭氧>高锰酸钾>自由氯;随着pH增大,高锰酸钾对有机农药的去除能力下降,臭氧的去除能力增加,而自由氯的去除能力基本不变。

    2021年09期 v.49 1234-1242页 [查看摘要][在线阅读][下载 1590K]
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  • O_3/H_2O_2工艺控制太湖原水中致嗅氨基酸

    蔡璐阳;黎雷;于水利;郭婧轩;张天阳;

    针对太湖原水中氨基酸氯化消毒后可能引发的嗅味问题,采用太湖某水厂滤后水为研究对象,考察了O_3/H_2O_2深度处理工艺对水中致嗅氨基酸的去除效果及影响因素。结果表明滤后水中致嗅氨基酸占总游离氨基酸的81.6%,采用O_3/H_2O_2工艺降解致嗅氨基酸的最佳投量为1.5 mg·L~(-1)O_3和0.06 mM H_2O_2,去除率91.28%,致嗅氨基酸浓度降至484.62ng·L~(-1),加氯消毒后几乎没有致嗅风险。水温10~30℃范围内,O_3/H_2O_2对致嗅氨基酸的去除率随温度升高而增大;pH=6~8范围内,去除率随p H的升高而增大。另外,该组合工艺较单独O_3/H_2O_2对溴酸盐的生成也有明显抑制作用。

    2021年09期 v.49 1243-1248页 [查看摘要][在线阅读][下载 1568K]
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  • 紫外联用高级氧化技术降解氯霉素试验研究

    唐玉霖;曲鑫璐;刘倩宏;张天阳;徐斌;

    为了实现紫外高级氧化技术在实际水处理中去除抗生素的应用,以氯霉素(CAP)为研究对象,对比了静态试验中紫外技术,连续流下单独紫外技术、紫外高级氧化技术(UV/H_2O_2、UV/PS)对氯霉素的去除效能。进一步分析了连续流下紫外光强、紫外光波长、停留时间、氧化剂投加量、氯霉素初始浓度和原水水质等因素对去除效果的影响。研究发现静态流单独紫外对于氯霉素120 min照射后,降解率大于80%,降解速率符合一阶动力学。实际连续流应用情况受停留时间限制,单独紫外氧化技术对氯霉素去除率较低。相同停留时间下,基于紫外UV/H_2O_2和UV/PS高级氧化技术对氯霉素的去除率大幅提高,分别达到58%和43%,紫外光激活氧化剂产生强氧化自由基(OH·,SO_4~(2-)·),起到主要作用。同时增大紫外光强、氧化剂投加量及降低氯霉素的初始浓度会增加氯霉素的降解效能。研究发现原水中存在的无机和有机污染物会降低紫外高级氧化技术对氯霉素的去除效率,但能同步去除原水中常规污染物,为基于紫外高级氧化技术的实际水处理推广应用提供了可能。

    2021年09期 v.49 1249-1256页 [查看摘要][在线阅读][下载 1654K]
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  • 周期循环式活性污泥法工艺优化提升低碳氮比城镇污水脱氮效能研究

    庞维海;李惠平;张琨;王曦;谢丽;

    碳氮比(C/N)是制约污水净化过程脱氮效率的重要因素之一。以周期循环式活性污泥法(CASS)工艺为基础,分别考察了排水比、曝气时间以及进水模式对C/N=1.8的低碳源生活污水脱氮效果的影响。研究结果表明,在低C/N值进水下,排水比是影响CASS脱氮效果的最主要因素。当排水比分别为30%、40%和50%时,CASS工艺出水的TN平均质量浓度分别为17.8 mg·L~(-1)、9.5 mg·L~(-1)和6.6 mg·L~(-1),TN去除效果随排水比增加而显著提升;因此,对于CASS工艺而言,排水比宜根据C/N进行适当调整,而不应该统一设置成30%。

    2021年09期 v.49 1257-1264页 [查看摘要][在线阅读][下载 2119K]
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土木工程与建筑学

  • 考虑温度和加载影响的离子型中间膜拉伸力学性能

    陈素文;陆钰佳;邵筱;

    为研究温度和加载影响的离子型中间膜的拉伸力学性能,在低应变率范围内对其进行了-40°C~80°C的单调拉伸试验以及室温下的循环加卸载拉伸试验。基于试验结果,确定了离子型中间膜的力学性能特征指标。结果表明,随着应变率的升高和温度的降低,其强度普遍提高,但极限应变有所降低;断后试件有约80%的不可恢复变形;循环加卸载拉伸曲线的包络线与其相同条件下的单调拉伸试验曲线基本一致,随卸载应变的升高,其加卸载耗能能力提高,而割线卸载模量先减小后增大。基于试验结果,给出了低应变率下的G’Sell本构关系。在此基础上,根据割线卸载模量的变化,提出了加卸载应力-应变的变模量模型,对比模型预测关系曲线与试验曲线,两者吻合较好。

    2021年09期 v.49 1265-1274页 [查看摘要][在线阅读][下载 4399K]
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  • 套筒灌浆料与高强钢筋黏结性能试验与仿真分析

    刘良林;肖建庄;丁陶;张凯建;

    探究了钢筋套筒灌浆连接中套筒灌浆料与高强钢筋的黏结性能。以钢筋直径、钢筋黏结长度为试验变量,浇筑27个试件开展拔出试验。试件的失效模式包括钢筋断裂、钢筋黏结滑移失效、劈裂等三种类型,钢筋直径、钢筋黏结长度均对失效模式产生影响,其中,钢筋黏结长度的影响更加明显。此外,钢筋黏结滑移失效时,试件的荷载-滑移曲线初始下降段出现荷载骤降的现象,其下降幅值约为0.1~0.3倍峰值荷载。进一步提出了套筒灌浆料与高强钢筋的黏结-滑移本构模型,并基于试验数据拟合分析给出了黏结强度、峰值滑移、残余黏结强度等参数的计算表达式。最后,通过有限元模拟进行拓展分析,发现钢筋直径(d)12、16、18mm的拔出试验试件发生钢筋断裂时钢筋黏结长度分别不低于5d、7d、7d。这些发现可为钢筋套筒灌浆连接设计以及承载力计算方法提供依据。

    2021年09期 v.49 1275-1283页 [查看摘要][在线阅读][下载 4582K]
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  • 多工程和波流耦合作用下养护海滩的地貌演变特征

    匡翠萍;韩雪健;宫立新;江林锋;

    为探究秦皇岛市戴河口至洋河口岸段海滩在养护工程实施后的地貌演变特征,采用双重嵌套网格技术在验证良好的波流耦合水动力模型基础上建立该海域的泥沙输运及海床演变模型,模型得到了实测资料的良好验证。模型的计算结果及实测剖面资料表明:潮流和常浪耦合下的泥沙分布与潮流和和强浪耦合下的泥沙分布形式一致,平均泥沙浓度及工程前后泥沙浓度增加值落急时刻大于于涨急时刻;工程后沙坝周围出现悬沙高浓度带,常浪时位于沙坝向岸侧,强浪时带位于沙坝向海侧;工程后沙坝处发生侵蚀,沙坝向岸侧发生淤积,沙坝向岸移动,工程在有无风暴潮的情况下均能起到保护海滩的作用。

    2021年09期 v.49 1284-1294页 [查看摘要][在线阅读][下载 6340K]
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交通运输工程

  • 传统和网络数据包络分析对机场运营相对无效判定结果的荟萃分析

    袁捷;李一凡;张家科;凌建明;

    为了分析分别使用传统和网络数据包络分析(data envelopment analysis,DEA)判定机场运营是否相对无效时判定结果的差异,通过制定文献标准进行了有关DEA和机场运营效率的文献遴选和数据提取。基于荟萃分析方法,对所选研究进行了发表性偏倚分析,对提取的数据进行了异质性和显著性检验。结果表明,所选的研究和数据具有统计学意义,使用传统DEA方法得到的运营相对无效机场数与相对有效机场数之比为使用网络DEA方法的0.17倍,使用网络DEA进行机场运营是否相对无效的判定更为真实准确。

    2021年09期 v.49 1295-1300页 [查看摘要][在线阅读][下载 1304K]
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  • 面向精细化管理的停车需求短时预测

    李林波;李杨;

    停车诱导系统(PGS)是缓解交通拥堵的有效办法,但停车需求短时精准预测作为空余车位发布的关键技术并没有得到有效解决。利用停车需求时变特征曲线的线型稳定性,以及在周内各工作日间的振幅的显著差异性对数据进行分组,采用不仅具备记忆时间序列数据能力,同时有着更简洁的逻辑门控制结构的GRU(gated recurrent unit)模型对停车需求进行短时精准预测,发现相比于传统神经网络以及ARIMA模型,在考虑停车需求周内日间差异性并对数据进行分组后的GRU模型能提供更高的预测精度。

    2021年09期 v.49 1301-1306页 [查看摘要][在线阅读][下载 1671K]
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材料科学与工程

  • 晶体取向对镍基单晶DD6合金蠕变性能的影响

    贺鹏飞;吴宸;张诚江;

    针对航空发动机镍基单晶涡轮叶片高温服役下蠕变寿命的取向敏感性难题,开展了DD6单晶合金[001]、[011]与[111]3种典型取向在980oC下的蠕变试验,获得了服役温度下单晶合金的蠕变寿命、伸长率,均为[111]取向>[001]取向>[011]取向;通过对蠕变过程中微观组织演化以及蠕变断裂后断口形貌进行分析,揭示了不同取向下单晶合金的蠕变失效机理;基于晶体塑性理论,建立了DD6单晶考虑取向敏感性的粘塑性本构及损伤方程,能够较好地拟合不同晶体取向单晶的蠕变过程,为单晶叶片的强度分析与寿命预测提供参考。

    2021年09期 v.49 1307-1317页 [查看摘要][在线阅读][下载 6177K]
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  • 超疏水型生态修复材料的制备及性能影响规律

    张雄;黄文兵;张恒;

    为提高砂质土壤保水蓄水能力,制备出一种性能优异的超疏水型生态修复材料,以砂质土壤为芯料,通过调整覆膜材料的种类、掺量和芯料级配,并在芯料表面构建纳米粗糙结构,探究该材料防渗性和透气性的影响规律。结果表明:在选取覆膜材料时,疏水树脂的表面能应小于30mN·m~(-1);为提升该材料的防渗性能,芯料级配分布的相对标准偏差α应大于0.35;在材料具备低表面能的前提下,加入纳米级材料增大粗糙度,可显著提高超疏水型生态修复材料的防渗性能。用掺量为1%的氟硅树脂对大漠砂覆膜后,加入掺量为0.3%的纳米SiO_2在表面构建粗糙结构,所制得的超疏水型生态修复材料耐静水高度可达48cm。

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经济与管理科学

  • 我国高校发明专利权属分布及其影响因素分析

    陈强;赵一青;常旭华;

    考察中国发明专利申请排名前70位的高校产生的502 545件专利的权属分布情况,并基于面板数据分析影响不同权属分布的因素,发现研发人员规模对高校与各类组织合作研发专利有显著正向影响;科技经费投入和高校所在地经济发展水平对各类发明专利数量均有显著正向影响,但后者对个人拥有率有显著负向影响;拥有医学院类院系对高校独有、其他合作、企业拥有发明专利数量均有显著正向影响;高校是理工类对高校独有、企业拥有发明专利数量和企业拥有率均有显著正向影响,对个人拥有率有显著负向影响;拥有独立技术转移机构对企业拥有发明专利数量有显著正向影响;专利转让模式下教师收益分配比例对发明专利的高校独有率有显著正向影响,对合作类的数量和占比有显著负向影响;入股模式下则相反。据此提出提升科研成果管理水平和推动成果转化的建议。

    2021年09期 v.49 1325-1334页 [查看摘要][在线阅读][下载 1364K]
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  • 长三角港口群与城市群协调发展分析

    余思勤;孙佳会;

    为研究长三角港口群与城市群协调发展水平,构建了长三角城市群经济发展质量和港口群发展水平评价指标体系,采用引力模型测算港口群内各港口对于城市群的辐射能力,在此基础上使用耦合度模型和耦合协调度模型衡量长三角港口群—城市群复合系统的协调发展水平,并测度了港口群各港口间协调发展水平用于分析港口竞合策略对于港口群—城市群系统协调水平的影响程度。研究结果表明,长三角地区已初步形成港口群—城市群协调发展的布局,正在向高水平的协调发展水平不断迈进。港口群向错位竞争、积极合作的发展方式转变能够提升港口群一体化协同发展水平,推动长三角高质量一体化发展。

    2021年09期 v.49 1335-1344页 [查看摘要][在线阅读][下载 1449K]
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  • 商誉减值自由裁量权的决策与影响因素

    肖明;杨晟毅;

    采用双向固定效应Logit模型,对我国上市公司商誉减值决策的影响因素进行实证分析,研究企业在进行商誉减值决策时对自由裁量权的运用。回归结果显示,经营波动的企业计提商誉减值的可能性较低,长期盈利的企业更有可能计提商誉减值。此外,经营波动率和盈利稳定性在高商誉余额样本或非国有企业样本中对减值决策的影响更为显著;与《企业会计准则第8号——资产减值》实施后的前6年相比,后6年的商誉减值与企业经营波动率、盈利稳定性的相关性更高。证明企业在进行商誉减值决策时考虑了自身的经营、盈利状态,并在一定程度上运用自由裁量权进行了"趋利避害"的减值决策。

    2021年09期 v.49 1345-1352页 [查看摘要][在线阅读][下载 1094K]
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  • 水质安全保障专题介绍

    <正>饮用水安全关系国计民生,加强水质安全保障体系建设,是促进人与自然和谐共生、推进社会主义生态文明建设的重要内容。近年来,水处理理论与技术发展迅速,众多研究人员在水质监测分析、水源地保护、供水安全和污废水处理与资源化等方面取得了一系列突出成果,极大推动了我国水环境整体质量的改善和居民用水安全。然而随着我们中国特色社会主义进入新时代,人民日益渴望更加美好的生活,民众普遍期待拥有更加绿色可持续的水生态环境,也希望喝上更加安全健康的饮用水,这就对我们供排水行业的水质安全保障提出了更高要求,需要我们在科技水平上不断突破创新。

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  • 《同济大学学报(自然科学版)》征稿启事

    <正>《同济大学学报(自然科学版)》是由同济大学主办的自然科学综合性学术期刊,主要刊登国内外土木建筑工程、交通运输工程、环境科学、材料科学、新能源技术等学科的高水平首发研究成果。本刊为中国自然科学核心期刊和中国科技论文统计用刊源之一,并被EI等40多个国内外权威检索系统收录。本刊目前采用网络投稿与审稿,不接收纸质稿件和E-mail投稿。网络投稿请直接登录《同济大学学报(自然科学版)》编辑部网站注册投稿(http://tjxb.cnjournals.cn),或登录同济大学官网→科学研究→学术期刊→同济大学学报(自然科学版)界面注册投稿,有关投稿要求及注意事项如下:

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