磁场强化臭氧液相传质

对不同种气液接触方式的臭氧气液传质性能进行了研究,考察了磁场作用下的臭氧进气量,液面高度以及液相p H值对微气泡臭氧传质效果的影响规律。实验研究表明,相同实验条件下,采用微气泡附加磁场(磁铁相吸)比底部曝气盘和微气泡发生器接触方式,液相中溶解的臭氧浓度分别提高了72.6%和11.4%,经过30 min后,水中溶解的臭氧浓度为8.91 mg/L,传质系数为0.2272 min-1,传质系数显著提高;在磁场的作用下的微气泡臭氧接触方式,臭氧气体流量较小的情况下,臭氧在液相溶解效率较高,液面高度h越高溶解的臭氧浓度越低,传质系数kLa值随着气液流量的增加而增加,但是随着液面高度h的增加而降低,液相的p H值也影响着传质效果,p H越低,水中溶解的臭氧浓度越高,传质系数越高。     

基于CFD模拟改良型厌氧折流板反应器(mABR)水力特性

改良型厌氧折流板反应器(modified anaerobic baffled reactor,mABR)的处理效率受水力特性的影响很大,而反应器升流室的升流速度又是影响反应器内水力特性的重要参数。使用CFD-fluent软件平台进行二维多相流数值模拟,在难降解废水水解酸化(固-液两相流)与高浓度有机废水发酵产气(气-液-固三相流)条件下,针对水流速度与固含率的变化,探究不同升流速度对反应器内流场特性的影响。结果表明:升流速度的增加及反应器厌氧产气有利于抬升泥水界面,促进泥水混合,提高传质效率;但过高的升流速度将导致污泥流失,使生物量的保持能力下降。通过分析可知,当两相流和三相流升流速度分别为2.0～2.5 m·h~(-1)和1.5～2.0 m·h~(-1)时,水力搅动及固含率分布较为显著,有利于泥水混合,使得反应器去除污染物效率最佳。     

基于三维数值模拟的供气式低压射流曝气装置性能优化研究

为提高供气式低压射流曝气器中气液混合效果、提高氧传质速率,基于射流曝气器内部结构解析,提出了混合室增设分散孔板、双管进气等优化改进方案。应用FLUENT软件对射流曝气器改进前后混合室气液两相混合效果进行三维数值模拟研究,模拟结果表明,增设分散孔板可显著增加混合室湍流强度、提高气液两相混合效果,孔板设置于进气孔前更利于氧传质效率的提升;增设射流曝气器对称进气口可使气液两相在混合室内分布更加均匀,增大气液两相接触面积,促进气液两相混合。根据模拟结果加工改进型供气式射流曝气器,并进行清水充氧实验,在不同实验参数下,改进射流曝气器的标准氧传质系数、标准氧传质速率、标准氧传质效率和标准曝气效率与改进前相比分别提高19.81～20.30%、30.84%～41.87%、9.84%～25.97%、3.78%～20.56%。     

膜气体吸收技术分离VOCs/N2混合气性能的研究

以C6H6/N2混合气为代表,疏水性聚丙烯中空纤维膜为气液接触膜,n-甲酰吗啉(NFM,n-formyl morpholine)水溶液为吸收剂,研究了膜气体吸收法分离 VOCs/N2 混合气性能.考察了吸收剂流量、吸收剂体积分数、进口气流量、进口气浓度和膜组件结构等诸因素对分离性能的影响.结果表明,在吸收剂流量为 20～100 mL/min,进口气流量为 40～300 mL/min,进口气浓度为 10.2 ms/L的条件下,苯的去除率为 65.0%～99.6%,总体积传质系数为 0.0157～0.08412 s-1.实验证明,采用疏水性多孔膜气体吸收法,NFM 水溶液吸收分离 VOCs/N2 混合气具有较高的分离效率和较快的传质速率.     

投加优势菌强化降解液相油烟污染物的动力学研究

以桂林市雁山镇污水处理厂取回的活性污泥作为降解模拟餐饮油烟的洗涤液,采用富集驯化的方法,从中筛选出一株能高效降解油烟污染物的真菌ZJ01并对其进行分子生物学鉴定。通过投加两种优势菌(黑曲霉和白腐菌)协同强化洗涤液生物降解油烟污染物以双曲线速度模型进行动力学研究,结果表明:ZJ01为枝孢霉(Cladosporium halotolerans),空白、投加黑曲霉、投加白腐菌洗涤液降解油烟污染物的动力学模型分别是u=0.0109c228.12+c、u=0.0249c491.71+c、u=0.0124c247.79+c。真菌类饱和常数大小关系为投加黑曲霉投加白腐菌空白,最佳投加真菌菌株为黑曲霉。     

中空纤维膜吸收甲苯气体

采用疏水性聚偏氟乙烯(PDVF)中空纤维膜为气液接触膜,n-甲酰吗啉(NFM)水溶液为吸收剂,研究了膜吸收技术分离甲苯/空气混合气的性能。考察了进气气体浓度、气体停留时间、吸收液体积分数和吸收液流量等诸因素对分离性能的影响。研究结果表明,膜吸收技术可以有效地分离甲苯/空气混合气,甲苯去除率可达90%;提高NFM吸收液的浓度和流量可同时增加甲苯的去除效率η和总传质系数K;气体停留时间的减小导致η降低,K反而增大;进气甲苯浓度的增加导致η下降,同时降低总传质系数K。     

膜气体吸收技术分离VOCs/N2混合气性能的研究

以C₆H₆/N₂混合气为代表，疏水性聚丙烯中空纤维膜为气液接触膜，n-甲酰吗啉(NFM，n-formyl morpholine)水溶液为吸收剂，研究了膜气体吸收法分离VOCs/N₂混合气性能。考察了吸收剂流量、吸收剂体积分数、进口气流量、进口气浓度和膜组件结构等诸因素对分离性能的影响。结果表明，在吸收剂流量为20～100 mL/min，进口气流量为40～300 mL/min，进口气浓度为10.2 mg/L的条件下，苯的去除率为65.0 % ～ 99.6 %，总体积传质系数为0.0157～0.08412 s^-1。实验证明，采用疏水性多孔膜气体吸收法，NFM水溶液吸收分离VOCs/N₂混合气具有较高的分离效率和较快的传质速率。     

臭氧在柱式反应器中的强化传质过程

结合理论分析,提出了影响臭氧在水中传质效率的三大因素:表观气速μobs、初始气泡直径d、液位高H。通过实验设计,以臭氧氧化柱式反应器中气泡的行为为研究对象,以废水COD去除率及臭氧利用率为指标,考察了这三大因素对臭氧传质效率的影响,且探讨了体系中引入搅拌对强化臭氧传质的贡献。结果表明,适当地提高表观气速μobs、初始气泡直径d及液位高H都可强化气液传质、提高废水处理效果,而对于传质控制型反应效果更为显著。在低、中表观气速下,搅拌能促使气泡均匀分散,从而提高气液传质效率;而在高表观气速下,搅拌作用的强化能力是有限的。通过对搅拌作用下反应器内流体热视图分析可知,反应器内中心气泡密度、尺寸均高于近壁面位置。n=100 r·min~(-1)时,反应器内气泡直径小且分布均匀;n=200 r·min~(-1)时,反应器内气泡破碎严重,搅拌杆有气穴生成;n=500 r·min~(-1)时,反应器中心出现明显旋流与气液分层现象。     

微孔分布器对光催化臭氧氧化反应器传质的影响

为了开发高效的光催化臭氧氧化反应器,以不同孔径钛微孔气体分布器对臭氧气液传质性能进行了研究.考察了表观气速和表观液速对液相总传质系数的变化影响规律,获得了液相总传质系数与表观气速的关联公式和微孔板孔径与表观气速对液相总传质系数的经验关联公式.利用无因次吸收数对微孔分布器的性能进行了分析,得到不同表观气速下微孔分布器的性...     

K_2S_2O_8氧化吸收NO的热力学与传质分析

一氧化氮(NO)是燃煤锅炉烟气中的主要污染物,因其是酸雨和光化学烟雾的前体物而受到广泛关注。采用作为氧化剂开展了其对模拟烟气中NO的氧化去除研究,并分析了氧化脱硝反应的热力学过程以及NO从气相主体到液相主体的传质过程。结果显示:以为氧化剂氧化NO的总反应吉布斯自由能为-659.69 k J·mol~(-1),小于零,说明该反应是自发过程;气液传质分析表明NO气体的吸收传质速率主要由液膜控制。实验采用添加Fe(Ⅱ)ED-TA的方法增大化学反应对液相传质速率的放大系数,致使液膜传质阻力减小,从而使NO的去除率从30%提高至91.6%。该结果为湿法氧化脱硝工艺的后续研究和应用提供了理论参考和技术支持。     

基于污泥流变学的射流搅拌混合特性

以市政污泥为研究对象,基于污泥流变学,考察了工业尺寸的液液喷嘴、气液喷嘴进行搅拌时射流的流动形态及喷嘴轴向速度分布,并考察了气液喷嘴不带气管进行液液混合时的情况。通过流变实验,确定实验污泥为屈服-胀塑性流体,有触变性,其稠度系数k=0.000 2,流动系数n=1.535 5,表明射流为紊流。且每种类型射流轴向速度衰减规律有一定的自相似性,气液喷嘴在安装气管时射流效果较好。对液液喷嘴、气液喷嘴进行流速场测定,分别考察了其全流场速度方差加权平均值、死区容积百分数随喷嘴安装高度、喷嘴入射流速的变化规律。结果表明,随着入射流速及喷嘴距池底安装高度的增加,搅拌槽内污泥流速均匀程度增加、污泥流动停滞区减少。并且喷嘴安装高度为2 m,入射流速4.95 m·s~(-1)时液液、气液喷嘴的混合效果最佳,2种喷嘴经济入射流速分别为4.95 m·s~(-1)和3.77 m·s~(-1)。     

膜接触反应器臭氧传质及其对模拟印染废水的降解

对膜接触反应器传质过程及其在模拟印染废水降解中的应用进行了研究。实验表明,产水臭氧浓度随着液相雷诺数、气相臭氧浓度和膜长的增加而升高,随着温度升高而下降。在膜接触反应器中,臭氧体积传质系数kLa可达0.317s~(-1),比鼓泡反应器大15~62倍。对模拟印染废水的降解速率常数ka可达0.336 s~(-1),比鼓泡反应器大65%,而比臭氧消耗量为鼓泡反应器的45%。实验表明,膜接触反应器具有体积较小,臭氧利用效率较高等优势。     

微气泡曝气条件下仿生水草生物接触氧化池对污水的处理效果

采用仿生水草作为生物接触氧化池填料,在微气泡曝气环境下处理模拟生活污水。结果表明,微气泡曝气下,稳定期生物接触氧化池对COD、氨氮、TN的平均去除率分别为86.1%、78.7%、69.8%,明显高于传统曝气(COD、氨氮、TN的平均去除率分别为76.2%、60.9%、54.1%)。仿生水草具有较强的生物富集能力,微气泡曝气下仿生水草表面挂膜生物量达16.45μg/g,生物活性达81.16μg/g,硝化细菌数量达2.8×10~(10)个/g,硝化菌群的平均相对丰度达29.7%。微气泡曝气可以提高氧传质效率,仿生水草表面富集的高浓度硝化细菌可以强化硝化反硝化过程,两者均有助于提升生物接触氧化池的出水水质。     

直接接触式膜蒸馏工艺处理高浓度氨氮模拟废水中操作条件的影响

采用直接接触式膜蒸馏处理高浓度氨氮模拟废水。实验对初始pH值、原料液流量和渗透液流量等3项操作条件进行了比较研究。结果表明,提高原料液的初始pH值可以大幅度地提高氨氮的去除效率、传质系数和分离效率,当初始pH达到12时,30 min内氨氮去除率可达到98%以上;提高料液流量可以得到同样的规律,当初始pH值为11,料液流量由400 L/h提高至800 L/h时,氨氮去除率由79.8%提高至88%;但渗透液流量的提高对处理效果的影响并不明显。     

活性污泥洗涤净化餐饮油烟VOCs及其生物降解过程

将活性污泥驯化25d后,考察了其性能及其在洗涤净化餐饮油烟VOCs过程中气液组成与微生物群落的变化.结果表明:驯化后活性污泥的MLSS稳定在3.10g·L-1,MLVSS稳定在1.60～1.90g·L-1,SV、SVI分别稳定在35％和120 mL·g-1;在此条件下,洗涤净化系统对油烟的洗涤效率稳定在85％;系统对油...     

新型液体洗涤法处理次食业油烟装置的试验研究

主要对液体洗涤法处理油烟工艺进行了研究，利用其处理原理白行设计了一套处理油烟装置，并通过实验进行了参数的选择和优化，得出采用1‰的NaOH＋1‰的洗涤剂（质量浓度）的混合液为淋洗液，填料高度5～6cm，则去除率能达到80％以上，且实验证实其处理效果达到了国家规定的最低净化率。     

喷嘴角度对脱硫塔内气液两相流场的影响

提出了采用数值模拟的方法研究喷嘴角度对脱硫塔内部气液两相流场的影响。由于实际脱硫塔尺寸庞大,给实验研究带来困难且成本很高,在数值模拟平台上,分别模拟了45°、75°和-30°3种喷嘴角度布置下脱硫塔内部速度场、温度场变化以及湍流强度的分布情况。结果表明,在角度为-30°布置时速度场变化不是很剧烈,脱硫塔进出口温差比较理想,湍流强度在脱硫塔底部较大随着塔高的增加缓慢降低,这样有助于气液两相均匀混合,并控制出口烟温,有利于提高脱硫效率。     

泡沫分离法去除废水中的Cr(Ⅲ)离子

以绿色表面活性剂酪蛋白为起泡剂,采用间歇式泡沫分离法去除废水中高浓度Cr(Ⅲ)离子,考察了pH值、空气流量、酪蛋白的添加量、搅拌速度和装液体积5个因素对Cr(Ⅲ)离子去除率的影响。结果表明:当Cr(Ⅲ)离子初始浓度为100 mg·L~(-1)、处理时间为1.5 h时,最佳分离工艺条件为pH=9.5、空气流量0.75 L·min~(-1)、4 g·L~(-1)的酪蛋白的添加量25 m L、搅拌速度800 r·min~(-1)、装液体积1 500 m L,去除率可达99.78%;在最佳工艺条件下,用常规表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)代替酪蛋白进行对比实验,酪蛋白可以使废水中Cr(Ⅲ)离子去除率提高1.73%。酪蛋白是一种环境友好型物质,作为绿色生物表面活性剂适用于泡沫分离工艺中。     

喷淋塔传质特性的实验与模型研究

从液滴受力分析入手,分析了喷淋塔内液滴的运动特性,采用类比定律推导了气相传质系数计算式,建立了喷淋塔脱氨传质模型,并进行了实验验证,分别在不同的喷淋密度和空塔气速的条件下,对传质系数、比表面积及容积吸收率沿塔高的分布进行了模拟.结果表明,沿着液滴的下落方向,比表面积逐渐减小,传质系数缓慢增大,二者在塔顶附近变化显著;传质速率受比表面积和传质推动力的影响较大,增大喷淋密度可显著增加比表面积,提高空塔气速可增大平均传质系数;喷淋塔下半段比表面积小,增大比表面积是强化传质的有效手段.     

隔膜电解海水氧化耦合吸收脱硫脱硝净化船舶尾气技术

采用隔膜电解技术对海水进行改性,生成的氧化液和碱性液分别喷淋进入氧化洗涤塔和碱式吸收塔,通过耦合的二段式反应研究脱除模拟船舶尾气中NO与SO_2的性能,实验详细考察了NO与SO_2的气体流量与初始浓度、海水电解时间和氧化液有效氯浓度对SO_2和NO脱除效率的影响。结果表明:隔膜电解海水能够高效地脱除船舶尾气中的SO_2和NO;SO_2脱除效率高,在实验条件范围内几乎不受各因素的影响;NO脱除效率随NO初始浓度、海水电解时间、氧化液有效氯浓度的提升而增大,随SO_2初始浓度、气体流量的提升而减小。当气体流量为1 m~3·h~(-1),初始SO_2、NO浓度分别为600mL·m~(-3)和900 mL·m~(-3),海水电解时间为60 min,氧化液有效氯浓度为540 mg·L~(-1)时,模拟船舶尾气中SO_2和NO的去除效率可以分别达到98.6%和84.4%。