基于热环境容量的滨海电厂温排放控制模拟研究

阐述了受纳水体热环境容量的内涵,提出了基于热环境容量评价指标与热环境容量模拟的滨海电厂温排放控制方法。以黄茅海海域为例,在潮流数值模拟基础上建立了热环境容量数学模型,并结合水质与生态要求获取了三个控制指标。采用模型试算法,确定了该海域目前的热环境容量为1 725 m3"℃/s,在建核电厂投运后排热量为1 500 m3"℃/s,满足相应的热环境容量要求。研究结果可为温排放的统筹管理和海域资源的阶梯开发提供技术支撑。     

Fluent软件在地表水源热泵系统温排水数值模拟中的运用

运用Fluent软件对重庆市嘉陵江化龙桥段瑞安新天地江水水源热泵系统尾水排入受纳水域的过程进行二维数值模拟,选取Fluent中非耦合、隐式求解器对模型内的定常流动进行求解,得出受纳水域受水源热泵系统温排水影响后的温升面积和温度梯度。结果表明:在温排水流量为2.0×103 m3/h、温差为4℃的条件下,计算该水域沿水流方向温升超过1℃的最大影响距离为150.4 m,温升超过1℃的水域面积约为1 525 m2,为模拟江水面积的8.59%。选取1℃温升值作为温升带的边界控制值,并在热泵系统最大负荷工况下,根据W=Q×ΔT计算研究水域热环境容量为19.402 m3.℃/s,剩余热环境容量为17.736 m3.℃/s。根据地表水环境质量标准,该工程温排水量小于受纳水域的热承载力,不会对受纳水域生态环境造成热污染。     

基于地表水源热泵尾水排放的江河热环境容量研究

运用FLUENT软件对重庆市洪崖洞水源热泵系统尾水排入受纳水域的过程进行二维数值模拟,选取FLUENT中非耦合、隐式求解器对模型内的定常流动进行求解,得出受纳水域受水源热泵系统温排水影响后的温度梯度和温升面积。在温排水流量为4 500 m3/h、温差为6℃的条件下,得出受纳水域温升值超过1℃的水域面积约为1 600 m2,为模拟江河水域面积的2.0%。选取1℃温升值作为温升带边界控制值,在热泵系统最大负荷工况下,计算得出受纳水域的热环境容量为312.5(m.3℃)/s,剩余热环境容量为306.25(m.3℃)/s。根据地表水环境质量标准,该工程温排水量小于受纳水域的热承载力,不会对受纳水域生态环境造成热污染。     

基于MIKE 11模型的引江济淮工程涡河段动态水环境容量研究

为探索分析水体环境容量的动态特性,论文以引江济淮工程涡河段为例,首次提出MIKE 11模型结合稀释流量比m值法计算河流水环境容量。计算结果表明:1)基于MIKE 11模型的m值法计算环境容量来分析河流水体环境容量的动态特性是可行的,它综合了环境管理中的总量控制和质量控制思想。2)通过对参数的合理取值,可建立客观反映模拟河段水动力、水质时空演变规律的模型;MIKE 11模型综合考虑河床糙度、纵向扩散系数、综合衰减系数、地表储水层最大含水量、土壤或根区储水层最大含水量等因素,水深的绝对误差(Re)、确定性系数(R2)和Nash-Suttcliffe系数Ens分别为3.30%、0.990和0.984;流量的Re、R2和Ens分别为9.8%、0.969和0.997;义门大桥断面COD模拟误差为13.7%,氨氮模拟误差为14.7%。3)基于MIKE 11模型的m值法计算谯城区COD的月均环境容量为-220.48 g/s、氨氮的月均环境容量为-10.97 g/s;涡阳县COD的月均环境容量为-17.05 g/s、氨氮的月均环境容量为2.56 g/s;蒙城县COD的月均环境容量为30.58 g/s、氨氮的月均环境容量为4.47 g/s;怀远县COD的月均环境容量为176.59 g/s、氨氮的月均环境容量为10.67 g/s;与传统的一维模型计算值相比,计算精度更高。结论认为,此方法可为MIKE 11模型的应用拓宽新思路,为引江济淮工程中河流水体的动态水环境容量计算提供依据,为污染物在横断面均匀混合的非感潮河流水体的环境容量计算和流域水污染治理提供一种新的技术方法。     

渤海海域夏季石油烃污染状况及其环境容量估算

根据调查分析了渤海海域石油烃污染状况,建立了渤海石油烃多介质动力学模型,估算了渤海海域石油烃污染物环境容量和剩余环境容量。结果表明,调查海域石油烃平均浓度为(25.7±13.6)mg／rn3,变化范围为4.4~64.8 mg,／m3,其中,莱州湾,渤海湾等近岸海域污染较严重。在一、二类国家海水水质标准下,渤海海域石油烃污染物环境容量(ECo)为29 169 t／a,在三类国家海水水质标准下ECo为177 306 t／a,在四类国家海水水质标准下ECo为298 446 t／a,各海域在一、二类国家海水水质标准下石油烃污染物环境容量分别为,渤海湾5 255 t／a,辽东湾8 869 t／a,莱州湾4 889 t／a,渤海中部10 156 t／a。     

东沙群岛附近海域风候特征分析

目的利用近22年的CCMP(Cross-Calibrated,Multi-Platform)风场资料,对东沙群岛海域的风候特征进行深入研究,为军地海洋建设提供科学依据。方法利用具有高精度的CCMP风场资料,统计分析近22年期间东沙群岛附近海域的风候特征。结果东沙群岛附近海域的海表风速呈"W"状双峰型月变化。峰值出现在11、12和1月期间,海表风速在9 m/s左右,次峰值位于6月,海表风速在6 m/s左右,东沙海域的年平均风速为6.5 m/s。东沙海域的海表风速表现出"U"型日变化特征。东沙附近海域的风速主要分布于3~5级,即3.4~10.7 m/s之间,1月的大风频率明显高于7月。1月和10月,东沙附近海域的风向以NE向为主,7月受西南季风影响显著,风向以S-SW向为主,4月风向则以ENE和SSE向为主。从全年来看,风向以偏东北向为主,S-SW向居其次。在近22年期间,东沙海域的海表风速整体上以0.0424 m/(s·a)的速度显著性逐年线性递增。结论运用高精度的CCMP风场资料,通过统计分析方法得到了东沙群岛海域的风候特征,对军地海战场环境建设具有科学支持作用。     

卧虎山水库环境容量计算

1水库环境容量数学模型1.1总磷环境容量模型水库的总磷环境容量模型为:Ip=P(σA+31.536Qout)(1)σ=11.6+0.2H·ξ(2)ξ=3153.6(3)式中:Ip—水库总磷环境容量(t/a);P—水库的总磷水质目标值(mg/L);σ—磷沉降速率系数(m/a);A—设计条件下水库的水面面积(km2);H—设计条件下水库的深度(m);ξ—设计条件下水库的冲刷系数(1/a);V—设计条件下水库的蓄水量(104m3);Qout—设计条件下水库出流水量(m3/s)。1.2总氮环境容量模型水库的总氮环境容量模型为:IN=N(σA+31.536Qout)(4)其中,σ、ξ具有与式(2)和式(3)相同的形式。式中:IN—水库的总…     

鲅鱼圈热电厂温排水的现场观测和三维数值模拟

为研究鲅鱼圈热电厂温排水的热污染问题,对其附近海域潮流和水温进行了现场观测,并利用RMA-10三维有限元模型模拟热电厂附近海域海水温升场的分布。现场观测和数值模拟结果表明:（1）温排水对电厂邻近海域温度分布影响明显,模拟得出鲅鱼圈海域表层海水受电厂温排水影响温升在1℃和4℃上的面积平均值分别为0.648 km2和0.199 km2;（2）热羽面积变化趋势与涨、落潮过程呈现高度相关性,同一潮次中低潮时刻热羽面积大于高潮时刻。（3）海水温升分布呈现出较明显的垂向差异,表层温升面积为底层温升面积的2～4倍,表明由于温差所产生的浮力效应,温排水主要集中于海水表层流动。研究结果表明通常采用的基于垂向平均的二维温排水数值模型无法精确模拟温度分层,只有建立三维模型才能对温排水引起的温升场进行精确模拟。     

台湾周边海域波浪能资源研究

利用近5 a的实测海浪数据,定义了波浪能资源开发的可用波高,从波浪能流密度的大小、波周期、波浪能资源开发的可用波高出现频率、波浪能资源储量等方面着手,对台湾周边海域的波浪能资源进行分析,为海浪发电、海水淡化等波浪能资源开发工作提供科学依据。研究发现:①台湾周边大部分海域的能流密度在3 kW/m以上,相对大值区分布于基隆、澎湖、花莲、成功大武附近海域,成功大武附近海域的年平均能流密度高达7.15 kW/m。能流密度在1月和10月最大,7月为全年最低。②台湾岛西部海域的海浪波周期多在4.5~5.5 s,台湾岛以东海域、北部的基隆附近海域、南部的鹅銮鼻附近海域的波周期在6.0 s左右。③台湾周边海域可用波高出现的频率整体较高,其中1月和10月出现频率明显大于4月和7月。④台湾周边海域的波浪能资源总储量在2×10⁴ kWh·m^-1以上,高值区分布于台湾北部的基隆附近海域、台湾东部的花莲附近海域、台湾东南部的成功大武附近海域、位于台湾海峡的澎湖附近海域,高雄附近海域为低值区。⑤台湾周边海域波浪能资源的富集区分布于基隆附近海域、花莲附近海域、成功大武附近海域以及澎湖附近海域,相对贫乏区分布于高雄附近海域。     

黄岛发电厂白泥海水脱硫的应用研究

对黄岛发电厂3#机组海水生石灰脱硫系统,5#和6#机组海水脱硫系统进行改造,利用青岛碱业股份有限公司副产物白泥作海水脱硫的吸收剂,以达到以废治废目的. 结果表明,脱硫系统改造后,脱硫率大于90%,悬浮物和pH均能达标排放;3#机组采用直接法海水白泥乳脱硫,节约生石灰1.24×104 t/a;5#和6#机组用间接法海水白泥乳脱硫,节约海水18 450×104 m3/a,节电1 540×104 kW·h/a;黄岛发电厂万元生产总值综合能耗降低22%,需用青岛碱业有限公司白泥5.48×104 t/a,实现了企业间的循环经济.      

曝气诱导内波破坏水库水温分层的过程与效果

针对传统的水库破坏分层技术的低效率、高能耗等普遍问题,研制了能模拟基于自然对流而形成水温分层的中试模型水库,研究了曝气诱导形成内波混合破坏水温分层的可行性,过程和效果.扬水曝气产生的周期性出流能作为扰动源,在分层水环境中诱导形成内波.内波频率及波幅与曝气量有关.在曝气量0.07~0.28m3/(m2·h),跃温层温度梯度0.29~0.48℃/m的中试条件下,内波破坏分层过程主要以减小表层和底层水温差别、驱使跃温层下潜、等温层变薄为特征,破坏分层的速度与曝气量正相关、与温度梯度负相关.内波通过垂向振荡和横向传播,促进不同温度的水层之间的热交换.相对传统的循环水流混合,在温度梯度约0.32℃/m和0.46℃/m的条件下,当曝气量从0.07m3/(m2·h)逐渐增加到0.28m3/(m2·h)时,内波混合可分别将破坏分层效率提高25.0%~40.0%和41.2%~60.0%.     

粉煤灰吸附-Fenton及热再生处理亚甲基蓝废水的特性研究

首先表征了水洗粉煤灰(FA)及酸改性粉煤灰(M-FA)的物理化学特性,采用序批实验研究了FA及M-FA对亚甲基蓝(methylene blue,MB)废水的吸附特性,并对吸附平衡的粉煤灰进行了Fenton氧化再生和热再生性能研究.结果表明,FA和M-FA吸附速率方程符合二级吸附速率模型,吸附等温方程符合Langmuir等温模型,吸附平衡时间为30 min,FA和M-FA的平衡吸附量分别为4.22 mg.g-1和5.98 mg.g-1,M-FA吸附能力优于FA.在pH 2～12的范围内随着pH的提高,M-FA吸附量增大,FA吸附量缓慢减小至pH 8为最低点后明显增大,静电吸附对吸附量的增减起主要作用.当H2O2投加量为78.4mmol.L-1、Fe2+投加量为0.72 mmol.L-1时,FA和M-FA的Fenton氧化法再生率分别为61%和55%.当热再生条件为400℃、2 h时,连续3次的热再生,FA再生率增加,分别为102%、104%和107%,M-FA再生率减小,分别为82%、75%和74%.FA再生率优于M-FA,热再生优于Fenton氧化再生.     

纳米结构Fe3O4/Y2O3磁性颗粒的制备、表征及磷吸附行为研究

采用共沉淀法制备了一种新型铁钇氧化物(Fe3O4/Y2O3)磁性吸附剂,并对其表面特性及磷吸附行为进行了初步研究.扫描电镜(SEM)与X-射线衍射仪(XRD)表征结果表明,此吸附剂具有纳米结构,初级粒子平均粒径为15.2nm.振动样品磁强计(VSM)测得比饱和磁化强度为38.7emu·g-1,磁性较强,可方便地实现固液分离.吸附剂的等电点为6.8.磷吸附实验表明,25℃时,Langmuir吸附等温线可较好地拟合Fe3O4/Y2O3对溶液中磷的吸附(R2=0.989),最大吸附量(pH=5.0)为60.6mg·g-1(以P计);吸附速率较快,在120min内可完成吸附容量的80%以上,符合准二级动力学模型(R2=0.997);溶液pH对Fe3O4/Y2O3吸附磷的影响较为明显,离子强度则影响不大;共存阴离子对吸附影响的大小顺序为Cl-相似文献   

深度脱水印染污泥滚筒干化特性中试

采用燃油烟气模拟热电厂烟气,实验研究了深度脱水印染污泥的滚筒干化特性,分析了滚筒转速、烟气流速及滚筒长度对污泥干化效果、干燥效率的影响规律,同时也探讨了进口温度对干化尾气污染物排放特性的影响。结果表明:滚筒转速对深度脱水印染污泥在滚筒中的停留时间有重要影响,同时也是影响出口污泥含水率的最主要因素,而烟气流速则是影响干燥效率的最主要因素。对于深度脱水印染污泥,滚筒干燥容积传热系数为0.361~1.168 k J/(m3·s·℃),烟气流速会对其有一定的影响,而滚筒转速对其的影响很小。干化尾气中除NH3和臭气浓度高于恶臭污染物厂界3级标准值外,其他各污染物的排放浓度均低于国家排放标准。为抑制污泥中NH3、H2S及苯系物的释放,深度脱水印染污泥滚筒干化的烟气温度应控制在190℃以内。     

间歇喷淋营养液对生物滴滤塔净化甲苯的影响

为探索间歇喷淋营养液对生物滴滤塔的影响,以净化甲苯为研究对象,应用FX1N-14MR-001型可编程逻辑控制器(PLC),实现生物滴滤塔的间歇喷淋营养液操作,研究了环境温度、ρ(TN)、营养液喷淋密度和喷/停时间对净化甲苯能力的影响,并对机理进行了分析. 结果表明:当生物滴滤塔系统的气体停留时间为40.70s时,营养液最佳喷淋密度为4.5L/(m2·min),最佳喷/停时间为2min/4min. 当甲苯系统进口负荷小于88.29g/(m3·h)时,甲苯的去除率可达95.0%以上;当进口负荷为186.04g/(m3·h)时,甲苯的去除率为87.6%,系统对甲苯的最大去除能力由连续喷淋时的169.63g/(m3·h)升至248.85g/(m3·h).      

涤纶高弹丝纤维球滤料过滤特性研究

采用自主研制的涤纶高弹丝纤维球滤料对景观水进行过滤试验,研究其过滤特性及相关因素对过滤性能的影响. 结果表明,在不投加任何絮凝剂,滤速为30 m/h,平均进水浊度为87.5 NTU时,纤维球滤料过滤周期达16.5 h左右,出水浊度维持在3～5 NTU.当PAFC投加量为12 mg/L,滤速为30～50 m/h,进水浊度为50～70 NTU时,过滤出水浊度可以维持在1 NTU以下,过滤周期达6 h以上,周期截污量为30～45 kg/m3. 采用气冲－气水联合反冲－水冲的反冲洗方式,当气冲强度为25 L/(s·m2),水冲强度为8 L/(s·m2)时,纤维球滤料积泥量约占滤料质量的4.53%.      

2014年10月北京市4次典型空气重污染过程成因分析

采用数值模拟与观测资料相结合的方式,对2014年10月北京市4次典型空气重污染过程的大气环境背景、气象条件和形成原因进行了分析. 结果表明,京津冀区域稳定的气象条件是形成空气重污染的主要原因,4次重污染过程大气条件均不利于污染物扩散,表现为大气层结稳定,近地层逆温(平均逆温强度为2.26 ℃/100 m)明显,风速(平均值为1.52 m/s)小,相对湿度(平均值为80.75%)大. 在4次重污染过程中8—11日污染最重,ρ(PM_2.5)日均值平均为264 μg/m3,并且区域输送对北京贡献率最大,平均值为63.75%;24—25日污染程度次之,逆温最强,逆温强度达5.94 ℃/100 m;18—20日重污染中北京ρ(PM_2.5)高值(＞200 μg/m3)区主要集中在该市西北部地区;30—31日污染相对较轻,ρ(PM_2.5)日均值最高只有154 μg/m3. 数值模拟表明,在4次典型重污染过程中,来自南方(包括河北、河南和山西西部等地)的外来污染物输送对北京PM_2.5贡献较大,外来贡献率分别在42.36%~69.12%之间,同时北京本地也存在较强的二次无机盐及有机物转化过程.