某核废液处理厂的火灾爆炸事故解析(Ⅰ) 核废液的沥青固化处理条件对固化产物中盐粒子的微观构造的影响

设计了一套核废液的沥青固化处理模拟试验装置,对不同固化处理条件下生产的沥青固化物内的混合盐粒子的微观构造、粒径分布等进行了详细探讨.结果表明,固化处理条件的改变对固化产物中的盐粒子的大小及其粒径分布虽无明显的影响,但对其微观构造及比表面积的影响却十分明显.当核废液中含有磷酸盐并且核废液的送料速度较低时,生产的沥青固化物中的混合盐粒子的约70%是由长3-6微米,直径约1微米的针状结晶以架桥形式构成.这样的氧化剂颗粒具有很大的比表面积.     

某核废液处理厂的火灾爆炸事故解析（Ⅱ）－－氧化剂盐粒子的大小及微观结构对沥青固化物的固－液表面氧化还原反应特性的影响

就不同粒径及微观构造的氧化剂盐粒子制备的沥青固化物的氧化还原反应特性用高感度量热仪(C80微量量热仪)进行了测定。结果表明，当氧化剂盐粒子的微观构造基本相同时，随粒径的减小，制作的沥青固化物的反应开始温度向低温方向偏移，低温领域的发热量增大。当粒径的大小及其分布基本相同时，沥青固化物的氧化还原反应特性随粒子的微观构造的不同表现出较大的差异，由针状结晶构成的多孔状粒子制成的沥青固化物的反应开始温度低、低温领域的发热量较大。     

某核废液处理厂的火灾爆炸事故解析(Ⅱ) 氧化剂盐粒子的大小及微观结构对沥青固化物的固—液表面氧化还原反应特性的影响

就不同粒径及微观构造的氧化剂盐粒子制备的沥青固化物的氧化还原反应特性用高感度量热仪(C80微量量热仅)进行了测定.结果表明,当氧化剂盐粒子的微观构造基本相同时,随粒径的减小,制作的沥青固化物的反应开始温度向低温方向偏移,低温领域的发热量增大.当粒径的大小及其分布基本相同时,沥青固化物的氧化还原反应特性随粒子的微观构造的不同表现出较大的差异,由针状结晶构成的多孔状粒子制成的沥青固化物的反应开始温度低、低温领域的发热量较大.     

基于模拟退火的随机取向含核椭球颗粒粒径反演

烟颗粒的光散射数值模拟计算多采用单种匀质的球形、椭球或分形模型。实际上,多种情况下的烟颗粒并非仅由单种匀质组成,例如细水雾灭火和湿式洗涤塔除尘过程中生成的烟颗粒即是一种以碳烟颗粒作为凝结核、水为外壳的含核水凝物气溶胶颗粒。针对随机取向条件下,利用离散偶极子近似方法对轴对称的含核椭球颗粒模型进行数值模拟计算,得到光散射Mueller矩阵,并基于Lorenz-Mie散射理论,采用全局搜索能力很强的模拟退火算法,实现了单分散系的含核椭球颗粒的粒径反演。讨论分析了内核半径与外壳有效半径比q及内核折射率n对轴对称的含核椭球颗粒粒径反演的影响。粒径反演结果表明:q对含核椭球颗粒的粒径反演结果及误差影响较大,n在一定程度上影响颗粒的粒径反演。     

UV/TiO2协同交变脉冲电流对梯恩梯废液处理的优化研究

以猛炸药TNT为最终目标降解物,采用响应曲面分析方法（RSM ）,探讨紫外光光照时间、电解电流、溶液 pH 三者交互作用对 TNT 废液降解处理效果的影响,并对工艺参数进行优化。结果表明：试验因子与评价指标之间的关系符合二次方程模型;UV／TiO2协同交变脉冲电流对 TNT 废液处理最优工艺条件是：紫外光光照时间2．5 h（波长366～380 nm ,催化剂为 TiO2）、电解电流75 A（脉冲峰值电流）、溶液 pH 3．7,在此工艺条件下,TNT 废液的 COD 去除率可达81．34％。     

电解锰渣的水泥固化与浸出毒性研究

针对电解锰渣产量大且渣中水溶性锰严重超标的问题,采用水泥作为固化剂对电解锰渣进行处理,研究了水泥掺量对破碎固化体(颗粒粒径d<5 mm)浸出毒性的影响,模拟了酸雨对固化体表面浸出率和破碎固化体浸出毒性的影响,并采用XRD分析了电解锰渣固化前后的矿物组成.结果表明,水泥质量分数为15%～45%的破碎固化体中锰的浸出质量浓度低于国家标准(2 mg/L);水泥质量分数为45%的固化体在pH>3.0的酸雨中的早期表面浸出率数量级仅为10-5 g/(cm2·d),后期则检测不到;水泥质量分数为25%～45%的破碎固化体在pH=1.0的酸性环境中的锰浸出浓度均不超标.电解锰渣水泥固化前后的矿物组成结果显示,电解锰渣水泥固化后的锰浸出率减小是由于其中的水溶性锰被水泥水化产物包容吸附,且固化后水溶性Mn2+转化为不溶、低毒性的MnO2也有利于消除锰对环境的危害.     

直接钙化法回收利用乙酸精馏废液的研究

开发了直接钙化法处理乙酸精馏废液的技术。采用钙化剂将乙酸精馏废液中的乙酸、丙酸直接转化为乙酸钙、丙酸钙。考察了钙化剂种类、钙化温度等因素对钙化反应的影响。结果表明,以Ca(OH)_2为钙化剂,钙化温度为25℃时,生成丙酸钙和乙酸钙的量最多,能够达到综合回收利用乙酸精馏废液的目的。     

纳米材料对生物体的毒性研究

运用Einstein第一扩散公式和沉降公式,半定量、定量地说明纳米粒子沉降速度大约是微米粒子的千万分之一,更易悬浮在大气和溶液中,被生物体通过呼吸系统和循环系统所吸收;运用范德华力引起的相互作用势能公式,半定量地说明纳米粒子比微米粒子更容易吸附和团聚,通过大气中粒子转化、水体及土壤中的迁移传播等途径,由食物链富集到生物体内。可见,纳米粒子要比微米粒子的毒性更加严重,更能影响生物体的健康。同时,从纳米材料毒性影响因素对生物体的作用上看,纳米粒子也是严重影响着生物体的健康,给生物体带来极大的危害,并根据纳米材料的毒性研究结果为今后纳米技术的良性发展提出了新的方向。     

改良ADA法脱硫废液中硫氰酸钠的分离研究

以乙醇和丙酮的混合液作为溶析剂,采用溶析结晶法从改良ADA法脱硫废液中分离硫氰酸钠。考察了结晶温度、溶析剂配比(V丙酮/V乙醇)、溶析剂/脱硫废液体积比、流加速率和搅拌速率对硫氰酸钠提取率的影响,通过单因素和正交实验确定了硫氰酸钠的最佳提取条件。结果表明,当温度为35℃,流加速率为160 mL/h,溶析剂/脱硫废液体积比为3,搅拌速率为150 r/min,溶析剂配比为V丙酮/V乙醇=2时,分离效果最好,在此条件下硫氰酸钠提取率为95.37%。     

防爆柴油机排气颗粒物的微观结构研究

为研究废气水洗箱和含氧燃料对防爆柴油机排气颗粒物微观结构随工况变化的影响,利用扫描电子显微镜(Scananing Elecron Microscope, SEM)对0#柴油(D100)和丁醇/柴油混合燃料(BD20)的排气颗粒物的微观形貌、分形特征和粒径分布进行研究。其中,丁醇的质量分数为20%。结果显示：经过废气水洗箱后,颗粒物内吸附质含量增多,密集程度升高,在多数工况下,颗粒物支链减少,且BD20有利于减少颗粒物碳烟粒子含量;颗粒物的计盒维数分布在1.70～1.85,且经过废气水洗箱的颗粒物结构更紧密,计盒维数更大,D100的计盒维数大于BD20的计盒维数;颗粒物基础碳粒子粒径分布在10～90 nm,废气水洗箱对颗粒物有沉降作用,使颗粒物平均粒径减小,BD20的平均粒径小于D100平均粒径。     

磷矿粉-水泥固化Zn污染土工程特性试验研究

为揭示磷矿粉-水泥固化Zn污染土的工程性质,通过含水量、干密度、p H值测试和无侧限抗压强度试验,研究了两种固化土的物理力学性质随Zn质量分数和养护龄期的变化规律,探讨了重金属Zn对不同固化剂固化效果的影响,同时分析了固化土抗压强度与物理性质指标间的相关关系。结果表明:磷矿粉-水泥固化剂(PMC)固化Zn污染土的效果优于水泥固化土;PMC固化土的含水量变化率高于水泥固化土的,少量Zn可促进水化反应的进行,Zn质量分数大于0.5%时水化反应受到明显阻滞;PMC固化土的干密度比同条件下水泥固化土提高约6%,其p H值低于水泥固化土的,且集中在8.0~9.5;PMC主要通过吸附作用固化重金属,固化土的应力-应变特征为"软化"型,重金属Zn使得水泥固化土的应力-应变特征由"脆性"向"韧性"转变。     

超声波溶胞预处理对污泥溶出物和分形结构的影响

为了强化好氧系统中污泥隐性生长对污泥减量的作用,研究了超声波溶胞预处理后污泥溶出物和微观分形结构的变化。探讨了污泥上清液溶解性化学需氧量(SCOD)和污泥粒径(d_(0.5))、比表面积(SSA)、分形维数(D2、D3)等随超声时间和声能密度的变化特征。结果表明,SCOD随声能密度和超声时间增加而增加,能较好地反映污泥的溶解状态。在超声时间5 min、超声脉冲比1∶1的固定条件下,声能密度0.6 W/m L为d_(0.5)和SSA变化的转折点,当声能密度小于0.6W/m L时对d_(0.5)和SSA作用明显,而大于0.6 W/m L时对d_(0.5)和SSA作用微弱。在声能密度0.6 W/m L、超声脉冲比1∶1的固定条件下,1~5 min内SCOD溶出明显提高,超声对污泥溶胞效果较好,5 min后污泥溶胞效率很难进一步提高。皮尔逊相关性分析表明,SSA和D3分别与SCOD呈现显著的相关性。SSA和D3反映了污泥结构的密实程度和溶出状况,因此,可以在线监测微观结构参数SSA和D3来间接反映污泥溶胞效果,从形态学角度为污泥后续处理处置提供前期指导。     

钻孔多级除尘器系统集尘效率的计算方法

露天矿岩矿穿孔时的产尘强度要比一般工业性生产的产尘强度大得多。钻机穿孔,在100～300cm~2环形空间内,粉尘及岩碴排放浓度高达几百克至几千克每立方米。尘碴的粒径分布从几微米至几十毫米,分布范围相当广泛。尘碴以很高的速度排出钻孔,排放条件相当恶劣,严重污染作业环境。基于上述事实,在捕集钻孔粉尘时,除尘系统往往都设有多个除尘器装置,分级捕尘。在诸     

复合药剂对不同类型重金属污染土壤的固化修复

为了考察复合药剂对Pb、Hg、Cr、Cd、Zn、Cu和Ni污染土样的固化修复效果,以重污染企业用地、冶炼厂河道底泥和自配土壤为污染土样进行试验,试验中的普适复合药剂主要为含磷酸盐沉淀剂、黏土和水泥,视情况辅以无机还原助剂和有机络合助剂。在普适药剂(相对原土样的质量分数15%)、还原剂(5%)和有机助剂(2%)的组配下,处理后的重金属浸出质量浓度低于GB 18598—2001标准值。普适药剂对Pb、Cd、Zn、Cu、Ni的固化有效,磷酸盐是促成Pb固化的关键成分,黏土和水泥分别起到吸附固定和物理包封的作用。无机助剂中的还原/络合性成分和硫化物分别对Cr(VI)和Hg的固化有明显的促进作用。对于Pb、Cd、Zn、Cu复合污染土壤的修复,分析了重金属浸出质量浓度随普适药剂投加量变化的特征曲线,结果表明,Pb比Cu的曲线斜率更大,表明Pb的固化效率更高;Cd和Zn具有相似的曲线形状,推测二者具有类似的固化机理。     

除尘风机磨损的数值分析:叶型和粒度分布的影响

采用CFD技术,基于RNGk-ε紊流模型和磨损模型,研究了不同叶型除尘风机的流场和磨损率,证实了后倾型叶片比直叶片能优化流场,改善磨损,使风机使用寿命延长5倍。计算了一定粒度分布的粒子对后倾叶片中的磨损率。结果表明,颗粒粒径和数量浓度的大小是决定磨损程度的重要因素。因此去除大粒径粉尘、降低小粒径粉尘的数量浓度,是减轻叶片磨损的重要途径之一,更是除尘设备的工作方向。     

基于KOH活化法的核桃壳基活性炭制备及其表征

采用农林废弃物制备比表面积大、微孔结构发达的活性炭,能够缓解资源短缺问题,减少环境污染,并且提高活性炭在气相吸附方面的利用价值。以核桃壳为原料、KOH为活化剂,采用单因素法探讨碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭得率、碘吸附值的影响,确定了核桃壳基活性炭制备的最佳工艺条件。采用场发射扫描电镜、孔径分析仪、傅里叶红外光谱仪分析了活性炭的微观形貌、孔径结构、表面化学性质。结果表明:当碱炭比为3∶1、活化时间为60 min、活化温度为800℃时,制备的核桃壳基活性炭的比表面积为1 551.85 m2/g,总孔容为0.79 cm3/g,微孔比表面积为1 491.22 m2/g,微孔率为89.87%。该活性炭的比表面积大,微孔结构发达,同时极微孔含量很高。     

城市生活垃圾焚烧飞灰湿处理及其在水泥中的固化研究

垃圾焚烧飞灰富含的氧化钙及氧化硅可作为水泥原材料,但飞灰中含有较多的氯离子,影响水泥性能。为减少飞灰中氯离子含量,对比研究了纯水、盐酸及醋酸预处理剂对氯离子的洗涤效果,结果表明,纯水可有效去除飞灰中包含的氯离子。对不同预处理条件下氯离子含量研究表明,液固比10∶1、震荡时间20 min及沉淀时间30 min下纯水对氯离子具有最佳去除效果。水泥固化体强度检测表明,10%内飞灰掺量对固化体强度增长有促进作用。     

相对湿度对室内细颗粒物粒径分布影响的试验研究

为了研究相对湿度对室内2.5μm以下细颗粒物(PM2.5)分布的影响,设计了如下试验:在恒温房间中点燃卫生香,作为较稳定的污染源向室内释放细颗粒物,当室内颗粒物浓度达到一定值时,停止源释放,测量颗粒物粒径谱随时间的变化情况;利用蒸汽加湿器改变室内相对湿度,得到不同相对湿度下细颗粒物的粒径分布;同时,利用惯性捕捉法采集颗粒物样本,并用扫描电镜进行微观观察。结果表明,室内相对湿度达到80%左右时,可吸入颗粒物的粒径分布发生明显变化,其中1μm以下细颗粒物数密度百分率都明显减小,而1μm以上较大颗粒物数密度百分率明显增加。扫描电镜微观观测结果表明,室内颗粒物从发生源产生后即容易凝并,而相对湿度大于65%时,可采集到较多由细颗粒并聚而成的较大颗粒物,特别是相对湿度达到80%时更加显著。研究表明,室内相对湿度增加可以导致颗粒物吸湿长大且可促进细颗粒物并聚成较大颗粒物,相对湿度较大导致颗粒物粒径分布向大的方向偏移。     

阴极保护技术在埋地液化气管道上的应用

埋地液化气管道一般选用的是20#无缝钢管，尽管已采用石油沥青或环氧煤沥青、3层PE外防腐，但由于以下原因导致的腐蚀仍然存在：（1）原始（补口质量、防腐层与回填工艺等）缺陷是管道外部腐蚀的诱发因素：（2）天然震动和频繁的周期性外力机械振动（如道路交叉口）使应力不均匀的管件结合部位疲劳损伤，继而产生电偶腐蚀；（3）防腐层自然老化，阴极（牺牲阳极）保护能力减弱、排流条件发生变化而未及时调整，都会导致腐蚀速率趋高：（4）复杂分布而又方向多变的游散电流以及工业废液渗漏等因素的影响；（5）其它行业埋设地下构、建筑物时难以避免的开挖影响等。     

Mn/Ce/La复合催化剂湿式氧化处理苯酚废水的研究

为了研制高效稳定的新型催化剂,采用共沉淀方法制备了Mn/Ce/La复合催化剂,用于催化湿式氧化处理苯酚模拟废水,考察了催化剂制备条件和催化反应条件对催化剂性能的影响.以NaOH为沉淀剂.将混合盐沉淀物常温下老化0.5 h,378 K干燥12 h,873 K焙烧1 h,研磨至粒径为75μm,制得Mn/Ce/La复合催化剂.催化剂最佳配比为n(Mn):n(Ce/La)=5:5(n(Ce):n(La)=2:1),将其用于处理2g/L(COD约4 760mg/L)的苯酚模拟废水,离子溶出得到了有效控制.COD的去除率达到98%以上.