多孔介质三相流中的毛细压力和相对渗透率

毛细压力，相对渗透率与饱和度的关系是求解多孔介质多相流运动方程的基础。三相流情况下，同时测定各相流体的饱和度，压力以及渗透率十分困难，所得数据未必可信，本文在各相流体相对湿润性次序确认的基础上，选用Ｂｒｏｏｋｓ－Ｃｏｒｅｙ的毛细压力－饱和度关系式，将两相流中实测的毛细压力－饱和度关系式推广到三相流中，从而可以方便地利用两相流的实测结果来得到三相流情况下的毛细压力与饱和度的关系。     

三相泡沫灭火剂性能及应用研究进展

本文介绍了近年来国内外三相泡沫灭火剂的研究现状,阐述了三相泡沫灭火剂的组成及制备方法,分析了现有三相泡沫灭火剂在配制和研究中存在的问题,对三相泡沫灭火剂的发展方向做了展望。     

孔隙介质中生物膜空间分布及其对渗透性影响研究

孔隙介质地下水污染的生物修复过程中,微生物附着在介质颗粒表面,造成生物堵塞,影响生物修复的效率.对二维砂箱中的生物堵塞实验数据进行了统计分析,统计结果表明生物膜厚度在空间上服从正态分布.现有的定量刻画多孔介质生物膜与渗透率的模型一般均假设生物膜均质等厚地覆盖在颗粒表面,与实验结果不符.为探讨多孔介质中生物膜厚度变化对渗透率计算结果的影响,本文选择常用的Taylor模型中二大类六种模型进行比较分析研究.计算结果表明:生物膜厚度参数对模型计算结果影响显著,利用最小生物膜厚度计算得到的相对渗透率比利用最大生物膜厚度计算时的结果大1～4个数量级;不同模型对生物膜厚度参数的敏感性不同,其中Mualem模型最为敏感;Mualem Model利用平均值计算所得相对渗透率与实验测量结果相符,基于正态分布的生物膜厚度统计均值具有一定的代表性;Mualem模型更适用于计算孔隙介质中生物堵塞时对渗透率的影响.     

浅析电力系统三相不平衡的危害与解决措施

电力系统中三相电压不平衡状况是电能质量的重要指标之一,而三相不平衡问题也一直是企业供电系统的难题之一。在三相电力系统中,三相负荷不平衡、系统三相参数不对称等都会引起电力系统三相不平衡。本文介绍了三相不平衡的基本概念,阐述了三相电压/电流不平衡对电网及用户造成的危害以及主要的解决措施。最后,文章以烟草企业低压配电系统为例,简要分析讲述了系统中三相不平衡状况。     

大气污染监测中SO2标准气体的研制

渗透管是用来配制低浓度(ppb至ppm级)活泼气体标准的一种方法。此方法自1966年以来,国外已有一些报道。我国近几年也有一些单位在从事研究。国外用重量法测定渗透管的渗透率,其测量的相对标准偏差在1％以内,用分光光度法参比与重量法测定的偏差约为5％以上。 我们制做的SO_2渗透管,经过两年多的考验,性能稳定,以重量法测定渗透率相对标准偏差为2％,用分光光度法测定渗透率与重量法测定偏差为3％。     

一种高效节能的生物三相流化床技术

将竖流式生物三相流化床改为封闭卧式生物三相流化床后 ,不但保留了竖流式生物三相流化床原有的优点 ,消除了竖流式生物三相流化床存在的一些缺陷 ,而且又新增了功能 ,特别是电耗下降近 4 0 %。并着重介绍封闭卧式生物三相流化床在地下车库或其它对高度有限制场所的应用实例。该设备在处理餐饮业废水和一些中、小型工业有机废水中有较高的推广价值。     

三相生物流化床处理对氯酚废水的实验研究

对氯酚废水是一种毒性很强的废水。本文利用三相生物流化床对对氯酚废水进行实验室模拟降解实验研究。三相生物流化床的特点是采用相对密度>1的细小颗粒为载体,微生物附着在载体的表面,形成一层生物膜。废水至下向上流动,使载体处于流化状态。处理过程中,液相中溶解的或呈胶体状的有机物以及溶解氧从液相进入生物膜,被生物膜中的细胞分解、利用。这样,在生物膜表面与液相中形成一个有机物和溶解氧的浓度梯度,使废水中的有机物不断地被吸附到生物膜上,从而达到连续处理废水的目的[1]。     

湖泊水-沉积物界面三相结构模式的初步研究

论述了湖泊水-沉积物界面研究中传统的两相结构模式及其存在的不足,讨论了生物相在湖泊水-沉积物界面中的存在和作用,初步构建了界面三相结构模式,明确了其结构模式和特征,并提出了今后关于界面研究的重点科学问题.     

多孔介质中微生物生长与衰亡过程介观分析

采用LBM-IBM耦合方法模拟多孔介质中流场,应用细胞自动机模型模拟多孔介质表面微生物生长衰亡过程,在介观层面上揭示生物堵塞的动态发展过程及其造成多孔介质渗透性能改变的本质。研究发现:当营养物入口浓度增加100%时,30 h内相对渗透率衰减增加6.25%~45.5%;且生物堵塞存在淤堵临界时刻,随着营养物入口浓度增加而提前。不同条件下,多孔介质渗透性能均呈不同程度的下降趋势,多孔介质内生物堵塞在空间分布上均呈明显的不均匀性。生物增长具有浓度趋向性,局部孔隙内微生物生长衰亡行为决定了多孔介质的堵塞程度,但部分生物的衰亡不会改变多孔介质整体渗透性能的下降趋势。温度升高25%,多孔介质相对渗透率衰减最高可增加5倍以上,且不同位置生物堵塞对温度的敏感度存在显著差异。     

土酸化学刺激剂提高花岗岩渗透率的试验研究

增强型地热系统(EGS)是通过人工形成地热储层而从低渗透性岩体中经济地采出热能的地热系统。为了提高热储层的渗透率,需要对热储层实施化学刺激,增加深部岩体中地热能的采收率。以采自青海共和盆地的花岗岩样品(与盆地基底干热岩体的岩性相同)为研究对象,选用10%HCl+3%HF的土酸为化学刺激剂,在不同温度和试验时间反应条件下开展了花岗岩化学刺激试验,研究了土酸化学刺激剂对实际EGS储层的化学刺激效果以及溶蚀特征。结果表明:土酸刺激后花岗岩的渗透率明显提高,且其渗透率的提高倍数随温度的升高和时间的延长而增大;化学刺激试验中发现花岗岩化学组成中石英和长石发生溶蚀,而且还生成了氟铝酸钾、氟硅酸钾和石英蚀变矿物。     

主压缩沉降阶段垃圾填埋体渗透特性研究

针对垃圾填埋体的研究主要集中在降解及垃圾渗滤液处理,而其渗透特性研究不足的现状,选取处于4种压力状况下的垃圾填埋体,对其主压缩沉降阶段渗透特性进行室内物理试验,结合试验数据对垃圾填埋体渗透性能变化规律进行分析研究.结果表明,4种压力状况下垃圾填埋体试验测定分析符合达西定律,其COD变化处于产酸阶段,对渗透性能的影响可以不予考虑;在此基础上,对垃圾渗透系数计算表明,处于主压缩沉降阶段内,除没有施加压力状况下垃圾填埋体渗透性能变化规律与其他试验表现不尽相同外,其他垃圾填埋体渗透系数变化大致符合自然指数规律,而4种压力状态下的垃圾填埋体渗透系数数值均在10~(-4.5)～10~(-5.3) m·s~(-1)的范围内,与典型垃圾渗透系数的代表值相一致.     

甲苯在北京褐潮土中的运移分布及其STOMP模拟研究

针对我国日益严峻的土壤突发泄漏事故等环境问题,采用二维土槽装置模拟非水相液体(甲苯)发生瞬时泄漏后,其在北京褐潮土中的运移及分布规律,并采用STOMP模型对其进行了模拟.结果表明,泄漏9 h后,含量>1 g.kg-1和>20 g.kg-1的甲苯污染羽横向与垂向距离比分别约为2.3和3.这是由于北京褐潮土的渗透性能较差(渗透系数为0.12 cm.h-1),因此对甲苯的入渗过程有较强的阻滞作用,导致甲苯运移方式主要以水平扩散为主,垂向迁移能力较小.采用STOMP模型对非均质性土层结构(北京褐潮土-砂土和砂土-北京褐潮土2种结构)中的甲苯运移模拟结果表明,由于砂土渗透系数(29.70cm.h-1)远大于北京褐潮土,因此土层分界面的相对渗透率突变是影响甲苯重新分布的主要因素之一.本研究可为非水相液体污染物发生突发泄漏后,及时获取其在土壤中的分布情况提供理论支持.     

基于敏感性分析的危险废物填埋场工程和地质屏障参数优化

为优化危险废物填埋场地下水污染风险控制的工程/地质屏障参数,基于过程模型模拟-参数敏感性分析-参数优选的系统框架和方法,分析关键参数对于地下水中渗滤液所携带污染物浓度的影响和敏感性,基于分析结果推荐技术参数的取值区间和最低的技术参数要求.结果表明:①各参数对地下水污染风险的敏感性排序依次为导排支管间距>含水层厚度>导排层坡度>天然衬层渗透系数>导排层渗透系数>地下水流速.②当导排支管间距>25 m、导排层坡度 < 2%、导排层渗透系数 < 0.000 1 cm/s、天然衬层渗透系数>1×10-6 cm/s时,地下水污染风险急剧增大;反之,当导排支管间距 < 10 m、导排层坡度>3%、导排层渗透系数>0.01 cm/s、天然衬层渗透系数 < 5×10-7 cm/s时,对地下水污染风险的管控并无明显影响.③导排支管间距最低为25 m,但不宜 < 10 m,导排层坡度最低为2%,但不宜>3%,导排层渗透系数最低为0.01 cm/s,天然衬层渗透系数最低为1.0×10-6 cm/s.研究显示,现有标准中给出的参数取值具有合理性,但范围较广,应结合水文地质参数与填埋场参数确定.      

无植物生物滞留池连续运行处理污水的渗流特性实验

为探究连续运行条件下生物滞留系统处理污水时的渗流特性,通过对不同水力负荷条件下系统渗透系数及孔隙率变化的监测考察其性能。结果显示:同一水力负荷下,随着运行时间推进,标准渗透系数K₂₀呈先降低再升高最后达到稳定阶段(15 d左右)的变化趋势,而且水力负荷越大对相对渗透系数的影响越大,二者关系达到显著负相关水平(P<0.01)。在低水力负荷[<1.0 m3/(m2·d)]条件下,渗透系数与孔隙率呈正相关,在较高水力负荷[>2.0 m3/(m2·d)]条件下,渗透系数与孔隙率无显著相关性。在连续运行过程中,生物滞留系统处理污水时水力负荷应控制在2.0 m3/(m2·d)以内,且水力负荷为1.0 m3/(m2·d)时系统性能最佳。该研究成果可为有效预防生物滞留系统填料堵塞提供理论参考和借鉴。     

活性污泥性质对短期膜污染影响的解析研究

采用统计分析方法研究了16种不同性质活性污泥混合液对膜生物反应器膜污染的影响机理.结果表明,胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)、溶解性有机物(soluble microbial products,SMP)、上清液胶体颗粒(suspended solids insupernatant,SS_s)、污泥混合液粘度(μ)、相对疏水性(relative hydrophobicity,RH)、Zeta电位(Zeta potential)均对膜生物反应器膜渗透性能有显著的影响作用,其与膜污染阻力的皮尔逊相关系数r_p分别为:0.898、0.712、0.810、0.691、0.837、-0.881;同时发现,胞外聚合物是影响活性污泥中溶解性有机物含量(r_p=0.682)、污泥粘度大小(r_p=0.633)、上清液胶体颗粒含量(r_p=0.783)、Zeta电位(r_p=-0.953)及相对疏水性大小(r_p=0.877)的主要因素;在活性污泥性质中胞外聚合物是影响膜污染的根本原因,是膜生物反应器膜污染的重要影响因素.     

工业废水土地快速渗滤系统设计参数试验研究

通过对细砂、中砂、粗砂 3种土层快速渗滤系统的试验研究得出了入渗率随时间变化的指数关系和稳定入渗率 ;实测了不同土层对CODCr、BOD5和氨氮的处理效果 ,以及净化能力随渗透深度的变化规律 ;对土层失去净化能力和恢复净化能力过程进行了试验 ,找出了土层吸附饱和与间歇周期。     

三种无机改性粘性土防渗衬里性能研究

利用三种无机材料沸石、粉煤灰、石灰对目前常用的粉质粘土+膨润土进行改性,以新鲜垃圾渗滤液作为渗透液,从防渗衬里的渗透系数以及对污染物的衰减能力方面进行了对比实验,对三种无机改性防渗衬里的性能进行了研究。实验结果表明:(1)石灰改性的防渗衬里防渗效果最好,其渗透系数能保持在10-8～10-9cm/s;沸石和粉煤灰改性的防渗衬里渗透系数也能达到10-8cm/s,并且随着实验的进行,渗透系数有所下降;(2)改性后的粘性土防渗衬里对污染质的衰减能力强于改性前:其COD的平均衰减百分比由改性前的68.25%分别升高到72.47%、86.94%和89.64%;对三氮的衰减百分比均有提高;对总铁平均衰减百分比为90%以上,对镉、锌也都表现出良好的去除效果。     

纳污水体中铬的迁移规律及各形态分配系数

制革厂高浓度含铬废水的排放对环境造成的影响越来越受到关注. 通过测定某制革厂纳污水体中铬的质量浓度和形态,研究纳污水体中铬的质量浓度变化规律,确定铬在水相和悬浮相中的分配系数(k),并探讨水质参数对分配系数的影响. 结果表明,在制革厂排污口处纳污水体中ρ(Cr_T)平均值为298.64 μg/L,而距离排污口1 km处,水体中ρ(Cr_T)平均值为17.81 μg/L,较排污口处下降了94%,在距离排污口1～7 km范围内,水体中ρ(Cr_T)无明显变化. 在水相和悬浮相中铬的分配系数(k)为0.041～0.059,并且随污染源距离的增大呈下降趋势;k值的变化与水体的ρ(COD_Mn)和ρ(SS)有关.      

低渗透介质中轻非水相流体迁移转化规律

本文利用COMSOL软件建立轻非水相流体（LNAPL）纵向迁移转化模型,采用有限单元法进行求解,预测污染物分布规律,并利用局部分析法进行参数敏感性分析.结果表明,大部分LNAPL会在水面以上聚集形成高的质量分布峰值区域,少部分克服毛细压力向下迁移,在自由相迁移范围内,其溶解相浓度达到或接近饱和溶解度;当顶部污染源消失后,降水会使最大饱和度和浓度出现的深度逐渐下移;多孔介质中的低渗透镜体会使污染物垂向入渗受阻,在其表面聚积形成污染池;渗透系数是控制LNAPL纵向迁移速度及饱和度分布的关键参数.     

微生物堵塞过程中生物膜生长特征对多孔介质渗流特征影响

为研究回灌水刺激下生物膜在砂柱中的生长规律,并分析生物膜生长特征对堵塞介质典型渗流特征的影响,采用室内土柱实验方法,供给营养液刺激砂柱内生物膜生长,模拟入渗介质生物堵塞的过程,监测介质渗透系数的变化,并开展不同回灌时长下介质水分吸持实验和弥散试验,并对其内生物膜形态进行表征.结果显示,在0~5h时,渗透系数呈先下降后回升趋势;在回灌至18h前,渗透系数急剧衰减,水力弥散系数明显增大,水分吸持能力的变化并不明显;18h后渗透系数降低速率减缓,水分吸持能力明显升高,溶质运移过渡到以弥散作用为主导机制.综上,可将生物膜在介质内的生长分为三个阶段:菌适应期,接种菌体并未生长繁殖,单纯由于菌体的流入与流出引起渗透系数的变化;菌体大量生长繁殖期,大量生长繁殖的菌体占据了部分介质孔隙体积;胞外聚合物大量分泌期,逐渐形成具有透水性的生物膜,生物膜的生长与回灌水提供的养分形成动态平衡.