含固率对污水厂剩余污泥和生活垃圾混合厌氧发酵的影响

以城市污水处理厂剩余污泥和生活垃圾的混合物为厌氧发酵底物,在中温(35℃)条件下,采用序批式厌氧发酵法进行试验。研究了不同含固率下的日产气量、累计产气量、TS和VS去除率、发酵液p H值等变化规律。研究结果表明,在适宜范围内提高进料含固率可提高系统累积产气量,但会推迟产气高峰,延长发酵周期。其中,物料含固率为3%的试验组产气效果最佳,日产气量高达537 m L,累计产气量为7 905 m L,过高或过低的含固率均不利于产气以及TS和VS的去除。混合物料含固率越高,发酵液p H值降低越多。控制合理的进料含固率能够增强系统缓冲能力,有效缓解城市生活垃圾易水解导致的p H值急剧下降情况。     

浸油生物质厌氧消化产甲烷的最佳投料周期探究

厌氧消化需要保持在较高甲烷产量的前提下连续产气,本研究使用浸油生物质进行厌氧消化,在最佳厌氧消化实验条件下采用间歇式进料的方式,分别设置在产甲烷初期、最高期、下降期及末期进行投料,考察各个投料阶段对厌氧消化产甲烷的影响。结果表明:比较理想的间歇式进料周期为产甲烷下降期的第35 d,其甲烷产量比添加原料前提高了39.9%,产气总量为3 496.165 m L。     

两相厌氧工艺处理赖氨酸废水的试验研究

采用两相厌氧工艺(两级 UASB,Upflow Anaerobic Sludge Bed)处理模拟赖氨酸废水,实现产酸相与产气相的分离,并将硫酸盐还原作用控制在产酸阶段完成,达到去除SO42-和COD的双重目的.结果表明,一级UASB在水力停留时间(HRT)为9 h,水力负荷为0.7m3/(m2·h)时,COD及SO42-负荷分别达25.4 kg COD/(m3· d)和8.0kg SO42-/(m3·d),相应的去除率分别为47%和87%;二级UASB在HRT为10 h时,COD及SO42-的最大去除率分别为96%和95%;两相厌氧工艺总COD和SO42-去除率分别为97.2%和96.3%.     

高盐高浓度有机榨菜废水厌氧生物处理系统构建研究

针对高盐高浓度有机榨菜废水厌氧反应器微生物系统启动时间长的问题,探讨复合式厌氧反应器HAR(Hybrid Anaerobic Reactor)微生物系统的快速构建.结果表明,反应器在温度20～25℃,接种厌氧污泥质量浓度为30 g/L,废水盐度为1.8%(Cl-计),负荷为1.5kgCOD/(m3·d)的条件下,启动运行62d后,可使进水COD为4500mg/L的高盐榨菜废水出水COD为440 mg/L,去除率达到90.11%.反应器pH值为7.3～7.6,VFA小于300mg/L,碱度为1 300～1 500 mg/L,氧化还原电位ORP小于- 330 mV,反应器运行稳定,启动完成,反应器厌氧生物处理系统构建的时间大幅缩短.从中心区到第6反应区的COD降解速率依次降低,COD分担负荷分别为5.01 kgCOD/(m3·d)、2.26 kgCOD/(m3· d)、1.16 kgCOD/(m3·d)、0.70 kgCOD/(m3·d)、0.75kgCOD/( m3·d)、0.29 kgCOD/( m3·d)、0.20 kgCOD/(m3·d),COD去除分担率分别为37.50%、22.16%、11.36%、6.82%、7.39%、2.84%、1.93%.SME监测表明,HAR反应器从中心区到第6反应区存在不同的优势微生物,中心区以甲烷八叠球菌、瘤胃甲烷短杆菌为主,外环第1至第6反应区以索氏甲烷菌为主.     

厌氧发酵连续运行中有机负荷与工艺参数相互作用研究

以餐厨垃圾为研究对象,在高温(55±1)℃条件下,采用连续湿式厌氧发酵技术研究发酵过程中进料有机负荷、日产气量、pH值、挥发性有机酸(VFA)质量浓度等参数的变化情况及相互作用关系.结果表明:厌氧消化过程中出现了4个阶段,即适应阶段、提高阶段、稳定阶段和超负荷阶段;反应达到稳定阶段时,反应器运行有机负荷为3.9 kg/(m3·d),系统pH值稳定在7.8左右,平均产气速率达到5.26L/d;负荷达到4.2 kg/(m3·d)时,对系统产生明显抑制作用.     

UASB反应器中温启动研究

对UASB反应器中温启动进行了研究,结果表明:在水浴加热(35 ℃)时,采用未经驯化的城市生活污水厂消化池的剩余污泥接种,通过控制适当的pH值(6.8～7.2)、碱度(＞1 000 mg/L),可以在65 d的时间里完成UASB反应器内污泥颗粒化启动,粒径1～3 mm.CODcr的去除率高达92.8%,其容积负荷达到12.8 kgCOD/(m3·d),沼气产量高达每去除1 kg COD产气0.8 m3.     

絮凝剂聚丙烯酰胺对高固体污泥厌氧消化的影响

以高固污泥为研究对象,探究了聚丙烯酰胺(PAM)对高固污泥厌氧消化产气的影响。实验结果表明,低浓度的PAM对污泥消化影响不明显,但当PAM质量浓度(以总固体SS计)超过20 g/kg时,PAM的存在会严重抑制污泥消化,并且当PAM的质量浓度由20 g/kg增加至80 g/kg时,污泥的最大甲烷产量(以VSS计)由184.4 m L/g下降至72.9 m L/g,溶解性化学需氧量(SCOD)最大质量浓度由20.1 g/L下降至8.5g/L。PAM的存在增加了分子间的团聚性,进而减少了发酵微生物与消化基质的接触。     

堆积参数对MSW生物干化的影响

采用生物干化技术来处理高含水率城市生活垃圾(Municipal Solid Waste,MSW),研究了堆积高度(0.75 m、1.0 m、1.2 m、1.5 m)、堆积密度(0.46×10~3~0.64×10~3kg/m~3)对城市生活垃圾生物干化的影响。通过生物干化装置和数据收集系统监测MSW生物干化过程中温度、含水率、挥发性固体(VS)质量分数、热值的情况。微生物发酵的产热量通过堆体内部温度的累积来表征。经过15 d的生物干化试验,当垃圾堆积高度为1.2 m、堆积密度为0.51×103kg/m~3时,垃圾的含水率降到最低,仅为33.6%,低位热值提高130%,达到12 264 k J/kg。试验产物的平均低位热值提高到10 973 k J/kg,达到制备垃圾衍生燃料的要求。结果表明,通过优化垃圾的堆积参数,可有效提高垃圾含水率下降幅度、单位质量垃圾水分去除率、单位质量垃圾有机物降解率和低位热值。     

不同预处理方法对剩余污泥厌氧发酵产氢的影响

为了寻求适宜的预处理方法,提高剩余污泥发酵产氢率,通过间歇式试验考察了热、酸、碱和高温好氧4种预处理方法对剩余污泥发酵产氢的影响.结果表明4种预处理方法均能有效抑制耗氢菌括性,同时促进污泥中微生物胞内物质的释放,使可溶性糖类物质和蛋白质质量浓度增加.其中高温好氧预处理的溶胞效果最好,可溶性糖类物质和可溶性蛋白物质质量浓度均最高,分别为878 mg/L和15 606mg/L,分别为原剩余污泥的10.58倍和58.45倍.4种方法预处理后的污泥发酵均获得了氢气,其中高温好氧预处理污泥产气率最高,为10.68 mL/g TS;其次是热预处理污泥,产气率为6.58 mL/g TS;碱预处理污泥产气率为3.63 mL/g TS;酸性预处理污泥产气率最低,仅为1.41 mL/g TS.     

UASB偶联SBR强化畜禽养殖废水去除氮磷及产气的研究

本文研究了一种外循环上流式厌氧污泥床(UASB)偶联SBR强化畜禽养殖废水脱氮除磷及产气的新工艺。结果表明:UASB偶联SBR出水COD,NH~+_4-N及TP含量分别为147.6,17.8和2.6 mg/L,出水满足《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596—2001),相应的去除效率分别为91.8%,91.1%和85.5%。此外探究了COD容积负荷和温度对UASB启动期的影响,结果表明,15.0 kg/(m~3·d)和35℃为UASB启动时期的最佳容积负荷和温度。UASB偶联SBR工艺中COD的去除主要在UASB阶段,并且约占71.5%,而NH~+_4-N和磷酸盐的去除主要集中于SBR工艺好氧段。     

水泥窑用低氮燃烧器燃烧特性的试验研究

基于水泥生产线NO_x排放机理及控制方法,设计、研发了一种新型水泥窑用低氮燃烧器,并分析了天然气、煤制气及混合气的燃烧特性及其污染物的排放特性。结果表明:在过量空气系数α为1.2、二次风占比β为0.6时,新型低氮燃烧器燃烧天然气的效果较好,NO_x排放量为53 mg/m³,CO排放量为22 mg/m³;在相同燃烧条件下,煤制气燃烧温度及NO_x排放量比天然气高,CO排放量低于天然气;在过量空气系数α为1.2、二次风占比β为0.8时,NO_x排放量为57 mg/m³,CO排放量为6 mg/m³;天然气和煤制气掺烧时,其燃烧特性介于两者之间,且掺烧煤制气可提高天然气的燃烧速率。     

Determination of the maximum effective burning velocity of dust–air mixtures in constant volume combustion

The reactivity of a combustible dust cloud is traditionally characterized by the so-called K_St value, defined as the maximum rate of pressure rise measured in constant volume explosion vessels, multiplied with the cube root of the vessel volume. The present paper explores the use of an alternative parameter, called the maximum effective burning velocity (u_eff,max), which also is derived from pressure–time histories obtained in constant volume explosion experiments. The proposed parameter describes the reactivity of fuel–air mixtures as a function of the dispersion-induced turbulence intensity. Procedures for estimating u_eff,max from tests in both spherical and cylindrical explosion vessels are outlined, and examples of calculated values for various fuel–air mixtures in closed vessels of different sizes and shapes are presented. Tested fuels include a mixture of 7.5% methane in air, and suspensions of 500 g/m³ cornstarch in air and 500 g/m³ coal dust in air. Three different test vessels have been used: a 20-l spherical vessel and two cylindrical vessels, 7 and 22 l. The results show that the estimated maximum effective burning velocities are less apparatus dependent than the corresponding K_St values.     

海州露天矿采空区地表CO2通量的试验研究

为探究海州露天矿东邦废弃采空区自然发火状态,基于采空区遗煤自燃特性和气体扩散理论,采用智能土壤气体通量监测系统,以月为单位,对东邦自燃采空区上覆地表CO₂通量开展长周期、多测点连续性监测试验;根据试验区域内地表CO₂通量和土壤温度分布特征,探究地下火区释放CO₂的地表涌出范围和变化情况;同时,着眼于温室气体排放的评估,计算试验区域内的CO₂涌出量,并分析其随时间的变化特征。结果表明:地表CO₂通量与土壤温度有明显正相关性;试验区域地表CO₂高通量区域呈逐月扩大和递增的趋势;CO₂涌出量随月份逐渐递增,试验区域年CO₂涌出量约为3.6×10⁶ m³。     

抛光打磨车间便携式除尘器本体设计与试验

基于气旋分离和滤筒过滤的除尘原理,采用气旋分离作为一级除尘分离大颗粒粉尘,滤筒过滤作为二级除尘去除细颗粒物,设计并构建了适用于抛光打磨车间的便携式除尘器试验模型,并对其运行性能参数进行测试。结果表明：除尘器处理风量为117～179 m³/h,漏风率和设备阻力随处理风量的增加而升高,漏风率控制在3.52%以内,设备阻力最小为163 Pa,最大为393 Pa;除尘效率随风量的增大而发生轻微降低,该便携式除尘器的最高除尘效率达99.63%。     

掘进巷道停风期间瓦斯超限应急处置技术研究*

为解决掘进巷道停风导致的瓦斯浓度超限问题,提出1种利用瓦斯抽采管路进行局部抽出式通风的应急处置技术措施,并采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对比分析掘进巷道停风期间采取应急处置技术前后的掘进巷道瓦斯浓度分布规律和防治效果。结果表明:对掘进巷道内现有的瓦斯抽采管路进行改造,在掘进巷道停风情况下利用瓦斯抽采管路中的负压对掘进巷道进行临时抽出式通风是1种有效的瓦斯超限应急处置技术;负压通风量的大小应依据生产现场的实际状况进行决定,掘进巷道若能在37 s内恢复正常通风,则可选取较小的负压通风量(5 m³/min)进行临时通风;若超过37 s仍不能恢复正常通风,则应选取较大的负压通风量(>5 m³/min)进行临时通风。     

Improving Energetic Performance and Water Usage in an Industrial Ethanol Distillery

In this paper, a case study based on an industrial process of ethanol distillation was undertaken. It was aimed to improve the energy and water usage in the process. Pinch Analysis concepts were used to propose a new heat exchanger network and a study was undertaken to the water reuse. The minimization of wastewater is achieved through the exploitation of recycle and reuse opportunities by process modifications. Through these studies, a new streams circuit was obtained, which resulted in a lower consumption of steam and in a reduction in the volume of water collecting of 12 m³ to 1 m³ per tons of crushed sugar cane. Process changes and economical viability were presented. Two kinds of equipment were studied, cooling towers and aspersion tanks.     

避难硐室气体防毒安全性研究

为研究灾变时期井下避难硐室进出口有毒气体CO入侵弥散问题,基于等效原理,利用Gambit软件建立地面钻孔正压通风避难硐室物理模型和开门状态下有毒气体进入避难硐室的流体力学原理及气体弥散数学模型,并利用Fluent软件模拟钻孔压风量与室内CO浓度变化关系,提出在避难硐室的隔离门前加装门衬的办法,使避难人员穿过避难硐室门时...     

多元可燃性气体爆炸压力与中间产物发射光谱特性的耦合研究

工业生产中爆炸事故往往是由多元可燃气体与空气混合后遇到明火而引起的，为研究乙烷（C₂H₆）、乙烯（C₂H₄）、一氧化碳（CO）、氢气（H₂）对甲烷爆炸特性的影响，选取多组分可燃气体甲烷爆炸压力特性和自由基发射光谱的影响进行研究，利用陕西省工业过程安全与应急救援工程技术研究中心重点实验室搭建的多功能球形气体/粉尘爆炸实验装置和单色仪进行爆炸实验测试，同步采集时间—压力曲线、中间产物（OH，CH₂O）的发射光谱信号，考察多组分可燃气体浓度对甲烷爆炸压力特性和中间产物的影响。结果表明:在富氧状态下，多组分可燃气体加剧了甲烷—空气混合体系的爆炸剧烈程度，随着体系中氧气含量的减少、由富氧状态变为贫氧状态、促进作用逐渐减弱转变为阻尼作用，爆炸压力特性与中间产物发射光谱参数的影响规律基本保持一致，均呈高度正相关；多元混合体系爆炸剧烈程度越大，自由基发射光谱达到峰值的速度越快，自由基更早、更快的积累是加剧爆炸程度的原因之一。     

The effect of vent ducts on the reduced explosion pressures of vented dust explosions

An investigation into the effects of vent ducts on reduced explosion pressures is described. Experiments were made using an 18.5m³ explosion vessel and a modified 20 1 sphere, with dusts having K_st values ranging from 144 bar ms⁻¹ to 630 bar ms⁻¹. The vent area/vessel volume ratio bursting pressure of the vent cover, and the length to diameter ratio of the vent duct have been varied. Straight vent ducts, and ducts containing sharp 45° and 90° bends have been used.A simple model to describe the effect of vent ducts on the reduced explosion pressure has been derived and compared with the experimental results. Agreement is shown to be satisfactory in nearly all cases. A comparison between the experimental results and guidance on the effect of vent ducts already available in the literature is discussed.     

基于蒙特卡罗模拟的高校室内甲醛暴露健康风险评价

为了量化分析高校新建教学楼室内环境污染引起的健康风险问题,调查了武汉市某高校新建教学楼室内甲醛污染状况,引入美国环保署(EPA)致癌风险模型,运用蒙特卡罗模拟室内甲醛暴露对不同性别的教师和学生受体造成的健康风险,进行不确定性分析,并研究各参数敏感度。结果表明,该教学楼室内的监测点监测得到的甲醛质量浓度数据中有5%超过标准限值(0.10 mg/m³,参照《室内空气质量标准》),存在一定的健康风险。健康风险评估结果显示,男性的癌症风险和超标率略高于女性,教师群体健康风险平均值超过限值(1×10^-6)9倍左右,且高于学生群体3~4倍。对教师造成影响最大的参数为暴露时间,对学生影响最大的参数为甲醛质量浓度,在无致癌风险的室内甲醛质量浓度和在可接受健康风险限值(1×10^-6)下,推荐教师每日平均暴露时间不超过0.31 h/d(男性)和0.35 h/d(女性)。