紊动水体复氧规律研究

根据紊动扩散理论及气液界面质量传递过程，在对流场精确描述和对表面传质系数充分研究的基础上，建立了三维紊动水体复氧模型。模型充分考虑了流场及紊动特性对复氧影响。     

环境地学

X143 200101284紊动水体复氧规律研究/李然…(四川大学高速水力学国家重点实验室)//环境科学学报/中科院生态环境研究中心一20(X),20(6)一723一726 环图X一9 根据紊动扩散理论及气液界面质量传递过程,在对流场精确描述和对表面传质系数充分研究的基础上,建立了三维紊动水体复氧模型。模型充分考虑了流场及紊动特性对复氧影响。图4参7X1442(X) 101285黄土高原南部土壤退化机理研究/李光录(西北农林科技大学环境学院)//云南环境科学/云南省环境科学研究所一2000,l9(增刊)一89、92 环图X一98环境地学~~…     

水流紊动特性对活性污泥沉降性能的影响

为优化活性污泥处理系统的设计和运行,在SBR反应器中通过改变搅拌浆的转速,调整水流的紊动条件,借助粒子图像测速技术分析了反应器内水流的紊动特性,研究了反应器内不同区域紊动强度对活性污泥沉降性能的影响.结果表明,搅拌浆叶周围15mm的范围内,紊动强度远高于距桨叶更远的区域,距离浆板5mm的1-1断面和距离浆板60mm的3-3断面搅拌轴心处的紊动强度值分别反映了反应器搅拌主体区和其他区的紊动特征.随搅拌浆转速的增加,反应器内各区域的紊动强度逐渐增加,活性污泥的沉降性能表现出先改善后恶化的规律.当反应器搅拌主体区紊动强度1.51%,其他区紊动强度0.31%时,本试验条件下形成的活性污泥沉降指数(SVI)达到最小值67mL/g,界面沉降速率(ZSV)达到最大值0.20mm/s,活性污泥的沉降性能最佳.搅拌主体区范围较小,紊动强度较高,增强该区的紊动强度会加剧污泥的侵蚀破坏;其他区范围较大,紊动强度较低,增强该区的紊动强度对改善污泥的沉降效果作用明显.工程中可通过降低搅拌主体区的紊动强度,选择其他区适当的紊动强度,改善活性污泥的沉降性能.     

温度和盐度分层流的二维应力-通量代数湍流模型

以Navier Stokes方程和应力 通量代数湍流模型为基础,建立了温度和盐度分层流的应力 通量代数模型,模型不仅在控制方程中计及密度变化,而且在应力和通量的代数关系中含有浮力项,从而自动地计及浮力对紊动的影响.另外紊动平均量控制方程中的紊动项是由应力 通量模型计算,较好地体现了湍流各向异性的特征.为验证模型的正确性,对同时存在温度和盐度梯度的密度分层流进行了数值模拟计算,结果正确地反映了分层及紊动各向异性的特征,与实测结果吻合较好.     

紊动对水体中有机物降解影响的实验

利用专门设计的紊动诱发装置,对不同紊动强度水体进行了紊动对有机物生物降解影响的实验研究．通过３种不同紊动强度的实验,发现紊动对有机物的降解有明显的影响紊动强度越大,有机物的降解率和降解速度越大．通过对较高紊动强度水体的降解实验数据分析发现,在水体有紊动时,有机物的降解反应并不遵循一级反应动力学。     

紊流作用下泥沙释放磷的试验及数值模拟

为研究水体紊动对泥沙释放污染物的影响,引入近似均匀紊流模拟装置,开展不同强度紊动作用下泥沙运动释放磷动态过程及基本规律的试验,研究表明:紊动扩散作用对泥沙解吸释放磷有着十分重要的影响,紊动较弱时,泥沙尚未起动,床面泥沙颗粒吸附的磷元素解吸至孔隙水中,在垂向紊动扩散作用下输送至上覆水中,将使得上覆水中溶解态磷浓度增大;紊动作用较强时,泥沙逐渐悬扬至水体中,悬浮泥沙颗粒吸附的磷元素直接解吸至上覆水中,泥沙浓度越高,溶解态磷含量增长速率越大,达到平衡的时间越短.通过耦合紊流模型、水流泥沙数学模型、污染物对流扩散模型和Langmuir吸附动力学方程建立了紊动作用下泥沙释放磷的垂向一维数学模型,针对试验条件进行数值模拟,模拟结果与试验数据吻合较好,平均相对误差低于10%,可为模拟天然水体中泥沙悬浮释放磷的时空演化提供参考.     

紊流作用下泥沙释放磷的试验及数值模拟

为研究水体紊动对泥沙释放污染物的影响,引入近似均匀紊流模拟装置,开展不同强度紊动作用下泥沙运动释放磷动态过程及基本规律的试验,研究表明:紊动扩散作用对泥沙解吸释放磷有着十分重要的影响,紊动较弱时,泥沙尚未起动,床面泥沙颗粒吸附的磷元素解吸至孔隙水中,在垂向紊动扩散作用下输送至上覆水中,将使得上覆水中溶解态磷浓度增大;紊动作用较强时,泥沙逐渐悬扬至水体中,悬浮泥沙颗粒吸附的磷元素直接解吸至上覆水中,泥沙浓度越高,溶解态磷含量增长速率越大,达到平衡的时间越短.通过耦合紊流模型、水流泥沙数学模型、污染物对流扩散模型和Langmuir吸附动力学方程建立了紊动作用下泥沙释放磷的垂向一维数学模型,针对试验条件进行数值模拟,模拟结果与试验数据吻合较好,平均相对误差低于10%,可为模拟天然水体中泥沙悬浮释放磷的时空演化提供参考.     

基于示踪模拟的湖库水环境保护设计

在人工湖库的水环境保护规划设计过程中,特别是当水域面积较大时,为确保湖区水环境质量,减少工程投资,应尽可能精确确定各类处理措施。以郑州市北龙湖为例,基于MIKE 21水环境数学模型,分析了不同调水和风场条件下湖区示踪粒子追踪模拟情况,根据示踪粒子模拟结果,确定了湖区北部湾区的保障措施,优化了设计方案,为切实保障湖区水环境质量提供了重要技术参考。     

河流一维水质模型在水环境容量计算方面的应用

以断面平均的一维动态ＣＯＤ水质模型为基础，采用近代紊流动力学大涡体模拟理论求出紊动扩散系数Ｅｘ，并用此模型验证计算了南方某一河段的ＣＯＤ浓度分布和ＣＯＤ容量。     

紊动对活性污泥特性及微生物代谢产物的影响

紊动是水处理生物反应器中物质和能量传递的重要动力因子,它直接影响活性污泥的特性,制约微生物的生长和代谢行为,也是水处理生物反应器运行效果和效能的关键因素。文章介绍了不同紊动条件下活性污泥粒径、沉降性能、活性等理化特性的演变,颗粒化进程的发展,胞外聚合物和溶解性有机产物等微生物代谢产物的形成和转化规律,探讨了紊动对活性污泥特性及微生物代谢的影响机制,在此基础上指出了现有研究的不足,提出了未来研究的方向,以期为活性污泥系统的优化设计及运行提供参考。     

高含沙紊动系统中影响泥沙和铜垂向分布的关键因素分析

采用谐振式紊动模拟装置和回归正交设计试验方法，研究了均匀紊乱条件下高浓度固液两相系统中初始投沙量、颗粒级配和紊动强度等因素对泥沙和铜浓度垂向分布的影响，得到了泥沙吸附铜量、水相铜浓度和含沙量与各因素变量间的回归方程，结果表明，投沙量与泥沙吸附铜量和水相铜浓度之间呈负相关关系；紊动强度与泥沙吸附铜量和含沙量之间呈正相关关系，回归正交试验结果进一步表明，泥沙吸附铜量和水相铜浓度均与投沙量显著相关，各因素对两者的影响程度均以投沙量影响为最大，而且远远大于紊动强度和颗粒级配的影响，三因素对铜的水沙分配没有交互作用影响，沿垂向分布的实际含沙量与投沙量、紊动强度及其交互项显著相关，投沙量影响最大。     

生物紊动床的水力特性及硝化效能研究

试验研究了生物紊动床的水力特性及硝化效能。试验结果表明 ,生物紊动床从整体上表现为完全混合型流态特征。在温度T =2 5℃ ,HRT =5h ,容积负荷Nv在 0 .32 4～ 1 .994kgN/m3·d的范围内 ,氨氮去除率均能保持在 95 %以上。     

黄浦江沿河底泥耗氧的研究

从黄浦江11个河段采集样品,测定其物化性质和耗氧速率,分析 SOD 沿河变化趋势。研究了底泥的起动和冲刷,建立了底泥起动关系式。在循环连续实验系统中进行了模拟 SOD 过程的试验。阐明了沉积物的耗氧能力与其性质的密切关系。实验表明,水流的紊动引起底泥起动、冲刷而再悬浮,对沉积物的耗氧作用和释放作用有巨大影响。     

水域中非保守污染物质扩散区域的模拟

在一定的水文条件下,可根据用极座标表示的紊动扩散方程来模拟水域中可溶性污染物的运移。该方程可描述可溶性污染物由座标中心沿水平面扩散的过程。适用于该方程的水文条件是:在污水排放处不存在定向的稳定水流,如存在也仅仅是沿一定方向变化的缓流。缓流的变化可引起污染水在小范围内变化。同时,缓流也是水体紊动的因素。当排放处暂时不存在水流时,剩余的紊动会逐渐衰减,邻近水域紊流交换所产生的紊动亦将逐渐衰减。 在这种情况下,污染物集中于排放区域。当从岸上排放污水时,形成的污水云状物呈半圆形,而从距岸若干距离排放污水时,污水云状物呈圆形。云状物面积的扩大将取决于污水     

缺磷及高光照条件下紊动对铜绿微囊藻生长的影响

通过试制隔栅搅拌模拟紊动装置,设置格栅转动频率为0,500,1000,1500Hz（对应紊流能量耗散率范围0～8.93×10^-3m²/s³）,研究高光照与缺P的不利环境条件下紊动对铜绿微囊藻生长的影响.结果发现,在高光照（8000lx）下,微囊藻生长明显受到抑制,静止条件下藻浓度仅为正常光照的47.7%,但紊动可一定程度上减缓高光环境的影响,其中高光照下1000Hz组藻浓度最高,相对静止提高了1.8倍.高光照试验组的叶绿素a含量是正常光照条件1.52~1.78倍,因此高光照并未促进藻细胞的生长分裂,而叶绿素a的大量累积可能是铜绿微囊藻应对高光照不利条件作出的抵御反应.在缺P条件下,藻生物量仅为正常营养条件1/6~1/4,但随紊动强度增加,藻生物量略有增加,而叶绿素较初始浓度增加明显,其中1000Hz组生长情况最好.水体紊动可缓解高光照、缺P等恶劣环境条件对铜绿微囊藻生长的抑制,叶绿素a的累积可能是藻细胞对不利环境条件的响应.     

水环境两相分层流数值模拟

以研究水环境两相分层流精细预报模型为目标,广泛地涉及了两相湍流精细模拟的理论和方法。用Eulerian坐标系中多流体模型统一描述两相各自的运动,并分别对两相本分的湍流输运观作以及地相间互作规律进计模拟,建立了水环境两相分层流的双流体模型对包含有浮力和密度分层的两相湍流进行了数值模拟,计算结正确地反映了分层及紊动特征,与实测结果吻合较好     

海洋近岸被动混合污染物扩散的数值解

本文以近岸区被动混合物扩散的数学模型为例,研究了运用低计算粘性数值方法和EC—1055M电子计算机阵矩式解二维紊动扩散方程问题,并给出研究结果。     

微囊藻毒素降解菌S3的分子鉴定及其降解毒素的研究

对一株具有强降解微囊藻毒紊MC-LR能力的细菌S3进行了分子鉴定.测得该菌16S rDNA为1396bp,GenBank序列登录号为DQ836314.序列比对结果显示,该菌与类芽孢杆菌Paenibacillus validus的相似性达98%.微囊藻毒素降解实验结果表明,该菌能在以微囊藻毒素为唯一碳、氮源的培养基中生长,微囊藻毒紊在72h内减少78.3%,菌株S3的最适生长温度是30℃,最适生长pH值为7.0.     

电场中沉降粉体接触粘结力的分析

应用接触电位差理论和高斯定理,分析了电除尘器收尘极板上沉降粉尘粒子与极板间的双电层现象,继而探讨了两者间的接触粘结力,建立了粘结力与物质材料电子逸出功的关系。研究表明,紧密接触的沉降粉尘粒子与极板间的接触粘结力与它们各自的电子逸出功之差成正比。这一粘结力是阻止微细粉尘脱离收尘极板的一个重要因素。     

河道溢油模型在三峡水质预警系统中的研究与应用

为使三峡水质预警系统有效模拟预测三峡溢油事故,建立了适应该系统的平面二维河道溢油模型。常见溢油模拟的做法是在溢油自身扩展阶段采用Fay模型、在溢油飘移阶段采取油粒子模型,而文章使用根据Fay模型进行扩展之后的油粒子模型,该模型可在溢油的自身扩展和漂移阶段同时使用。该模型结合了油粒子模型和Fay模型的长处,既解决Fay模型只能用于静止海面上的限制,又解决了油粒子模型不能模拟溢油自身扩展阶段的难题,特别适用于水域相对海洋狭小且形状复杂,水流也较复杂的河流溢油模拟。将其运用为三峡水质预警系统的溢油模拟模块,取得了较好的效果。