第一指导教师主要成果:
(1)科研课题
1. 国家自然科学基金青年项目,51509128,挑流水舌出射角研究,2016/01-2018/12
,24万元,在研,主持
2. 江西省教育厅科学技术研究项目,GJJ151103,基于人工神经网络的挑流消能工挑
距预报,2016/01-2018/12,5万元,在研,主持
3.河海大学水利水电学院研究生实验创新基金,窄缝挑坎+侧向差动坎联合消能工的研
究、2012/01-2013/12、1.5万元、已结题、主持
4. 江西省科技厅科学技术项目,20161BAB216108,红壤区人工填筑黏性土起动冲刷特
性试验研究,2016/01-2018/12,6万元,在研,参与
5. 国家自然科学基金面上项目,41471069,蜿蜒型河岸带潜流层水动力学机制及溶质
运移规律研究,2015/01-2018/12,80万元,在研,参与
6. 国家自然科学基金面上项目,51179056,侧向齿坎收缩式消能工的研究,2012/01-2015/12,57万元,已结题,参与
(2)论文
1.
Jian-hua WU ; Li YAO; Fei MA; Wei-wei WU,Hydraulics of a multipleslit-type energy
dissipater , Journal of
Hydrodynamics, 2014.2, 26(1): 86~93(sci)
2. Wu,
Jian-hua; Xu, Zhun; Yao, Li; Ma, Fei, Ski-jump trajectory based on take-off velocity , Journal of Hydrodynamics, 2016.2,
28(1): 166~169 (sci)
(3)
Jian-hua WU ; Fei MA; Li YAO,Hydraulic characteristics of slit-type energy dissipaters , Journal of Hydrodynamics, 2012.12, 24(6):
883~887 (sci)
(4)
Yao Li; Wu Jian-hua; Qian shang-tuo, Multiple slit-type energy dissipater scour, 19th IAHR - APD Congress,
2014.9.23-2014.9.27
(5)
Yao Li ; Yang Wen-li,Flow regimes and energy dissipation of multiple slit-type energy dissipaters, 36th IAHR World Congress,
2015.6.28-2015.7.03
(6) 姚莉
; 杨文利
, 侧壁齿坎窄缝消能工的流态及消能 , 第二十七届全国水动力学研讨会
, 中国江苏京
,2015.11.6-2015.11.13
二、项目方案:
农村生活污水治理是建设社会主义新农村的一项重要工作。但目前国内农村污水治理现状和管理现状堪忧。比如污水排放分散、无序、面广、来源多、浓度高;卫生条件差,用水途径多;从事农村生活污水处理的方式良莠不齐等,给农村居民的健康带来很大的威胁。
针对以上问题,我们利用智能平板膜(MBR)一体化农村污水处理技术,设计并制作相应的处理装置。基于目前的想法,该装置主要包括四大部分:活性炭池、搅拌池、主副MBR池。具体工作原理如下:
图1-平板膜出水流程图
第一步: 原水首先从活性炭池的下端管道进入,通过活性炭进行初步净化。由除磷池溢满后,进入静置池内,当静置池内的水位达到管口时进入搅拌池;第二步:初步净化后的水进入搅拌池,使水和杂质均匀分布在搅拌池内。搅拌池与MBR池底部连通;第三步:经过搅拌池后的水进入MBR池,在电机箱内的蠕动泵和气泵的共同工作下,污水在蠕动泵产生的管内压差下进入平板膜中,进行净化,再利用平板膜将通过活性炭初步净化后的水与活性污泥进行固液分离;第四步:将蠕动泵作为动力源从MBR平板膜中吸出最终过滤出来的水,从而使污水经过处理成为净水。
该装置还融合了当前较为先进的互联网技术。在污水处理中,为了监测实时水温、水中pH值、电导率、水质和氮磷浓度等重要参考数据,我们准备在相关池里架设相应的传感器元件。
图2-污水处理设备设计总图
该装置还融合了当前较为先进的互联网技术。在污水处理中,为了监测实时水温、水中pH值、电导率、水质和氮磷浓度等重要参考数据,我们准备在相关池里架设相应的传感器元件。
①
温度传感器。温度传感器能够实时反馈水温,便于参考不同温度下水中微生物存活对MBR平板膜的影响,也可以作为一项常驻指标以显示实时水温。
②
水中pH值。pH值是水溶液最重要的理化参数之一。凡涉及水溶液的自然现象,化学变化以及生产过程都与pH值有关,在工业、农业、医学、环保和科研领域都需要测量pH值。本项目设计污水的净化处理,因此也需检测pH值。
③
氮磷浓度检测。水的污染是多方面的,有很多因素造成,是各行各业以及人们生产生活共同作用的结果。目前农村水体污染主要是由于化肥、洗衣粉等的使用,导致水中残留氮磷元素过多,造成水体富营养化的结果。在污水处理过程中检测氮磷的浓度可以很好地观察设备的过滤效果,是一项重要的指标。
传感器传输到服务器的协议有多种,常见的有ZigBee、GPRS和WiFi,本小组将采用WiFi传输的协议将传感器采集到的数据上传到架设的云服务器中。云服务器接收到传感器上传的数据后反馈到编程好的手机APP或者Web上供管理员实时查看,比如水温、水质、搅拌机转速、蠕动泵等等。
通过以上智能化的技术,本设备还可通过使用手机APP远程控制污水处理设备的开闭、搅拌机转速、蠕动泵流量和流速控制并可以实时接收水质信息,了解设备的工作情况,实现智能化污水处理。
图4-手机APP操作界面包括UI的概念设计
四、预期成果:
(1) 完成设备柜制作和移动端监控平台的开发,以达到远程控制实验设备的能力;
(2) 申请发明专利,为后续入驻新型村镇提供理论支撑、技术保障和技术支持;
(3) 将研究成果推广到农村及新型村镇的建设当中去,大力推广基于智能平板膜一体化污水处理装置与技术。
出水水质达到排放标准可回灌地下水以修复水质,为农村、中小城镇改善水环境作出贡献。