有机垃圾厌氧消化泡沫产生机理及控制方法

为了分析厌氧消化泡沫的产生机理和控制方法有助于解决有机垃圾厌氧消化起泡问题,本文调研了近年来报道的厌氧消化系统起泡现象,并从底物特性、反应器构造及运行条件和消化过程相关特性3方面分析了不同底物、工艺和环境条件下厌氧消化反应器的起泡机理;讨论了丝状菌指数、表面张力、粘度、有机负荷、起泡趋势和泡沫稳定性等参数作为起泡风险评价指标的合理性;介绍和比较了4类消泡方法（物理法、机械法、生物法和化学法）的消泡原理及优缺点.目前,除污泥厌氧消化系统外,其他有机垃圾厌氧消化系统起泡的主要因素尚不明确,而这也限制了泡沫控制方法的开发.后期探索关键起泡微生物或研究生物表面活性物质与起泡的相关性,将有助于从新的角度揭示起泡机理,并开发出针对性更强的泡沫控制方法.     

生物-化学联合法去除地下水中硝酸盐

采用添加锯末和零价铁的土柱实验,比较了不同填料组成和不同填装方式对硝酸盐去除的影响,初步考察了生物-化学联合法去除水溶液中硝酸盐的效果.结果表明,同时添加锯末和铁粉比单独加锯末或铁粉的脱氮效果好;而只加堆肥腐熟后的锯末比只加锯末的脱氮效果好;只加锯末或堆肥锯末的效果比只加零价铁的好;增加锯末和零价铁的量都有助于硝酸盐的去除,而同时添加活性碳更有助于硝酸盐的去除.此外,填料的不同放置方式对硝酸盐去除有一定影响.在所有处理中,同时加了锯末和铁粉的出水中NO-2-N和NH 4-N浓度最低.这表明生物-化学联合法是一种很有前景的脱氮方法.     

聚结-气浮装置处理含油污水试验研究

为提升聚结分离器除油效果并减少污水处理过程中化学药剂的投放,结合聚结和气浮技术研发出紧凑、高效型聚结-气浮分离装置,通过室内试验,考察入口流量、板间距、溶气压力、气浮水回流比4个因素对聚结-气浮装置除油率的影响规律,并对其结构和工艺操作参数进行探索和优化。试验结果表明:聚结-气浮装置处理含油污水的油水分离效果明显好于聚结装置;聚结-气浮装置的除油率随入口流量、气浮水回流比的增加,均先增加后减小,并随溶气压力的增加而逐步提高,但当溶气压力为0.4MPa时继续加压,除油率变化不明显,且板间距越小,除油效果越好;综合除油效率和能耗,选用入口流量为0.3m3/h(折合板间流速为2.85m/h)、板间距为0.9cm、溶气压力为0.4MPa、气浮水回流比为20%时,聚结-气浮装置除油率可达92%,且对粒径大于18μm的油滴去除效果明显。     

氧化沟中导流板的调整以增加曝气效率减少池底沉泥厚度的实践

三槽式氧化沟转刷下游导流板的设置位置和安装的倾角角度直接影响着三槽氧化沟的运行效果.设置导流板的目的是为了均匀分布氧化沟上下流速,增大沟底水流速度以减少池底积泥;促进沟内水流的上下混合强度以提高DO的转移效率.唐山东郊污水处理厂投产初期,导流板安装较乱.我们通过与唐山北郊污水处理厂的比较和分析,调整了导流板的位置,对调整前后的检测数据分析,提出了合理安装转刷下游导流板可有效的改善氧化沟流速分布、消除沟底积泥、提高转刷充氧效果,并对导流板定位尺寸提出建议,以供参考.     

脉冲袋式除尘器进气口导流板形式的试验研究

本文通过建立脉冲喷吹袋式除尘器的小型模型,分别对某型脉冲喷吹袋式除尘器在安装格栅导流板、安装阶梯导流板和安装斜向导流板的情况下内部流场的分布情况进行了测定,并对安装格栅导流板、阶梯导流板和斜向导流板时的布置形式进行了优化.结果表明,格栅导流板、阶梯导流板和斜向导流板对内部流场的均化都有非常明显的效果.但格栅导流板前部速度过高,局部阻力过大;阶梯导流板和斜向导流板内部气流均匀向上流过,减少由于局部气流速度过高引起的布袋损坏,相比之下,斜向导流板阻力更小,降低20%以上,因此更值得推广.     

气浮旋流一体化油水分离器结构选型模拟研究

采用FLUENT模拟技术,应用可靠的物理模型、划分结构化网格,选用合理的模拟方法,对两种不同结构分离器单相流场和油气水三相分离效率开展了模拟研究,结果表明:两种结构分离器切向速度流场衰减速度均较慢,采用渐缩式内筒结构的"2"型分离器切向速度对称性、极大值均优于"1"型分离器;两种结构分离器均存在两组"零轴速包络面",不利于分离器收油操作,需设计特殊的收油装置、收油结构;两种结构分离器分离效率均随处理量、溶气水量、分流比以及溶气比的增加而增加,但"2"型分离器分离效率明显高于"1"型,"2"型分离器溶气水量、分流比最优值明显小于"1"型分离器。     

破碎聚氨酯硬泡时CFC-11的释放量和残留量

将聚氨酯硬泡在密闭室中破碎至不同粒径,低温加热后进行氧弹燃烧试验,利用气相色谱/质谱联用(GC/MS)定量每个过程中发泡剂CFC-11(CFCl₃)的释放量.结果表明:CFC-11释放量随破碎颗粒粒径的减小而增大,过4 mm筛的颗粒释放效果最佳,CFC-11释放量占其总量的67%;泡沫中w(CFC-11)为20%左右,其中77%的CFC-11包裹在泡孔中,23%被泡沫固相吸附;即使将泡沫过1 mm筛,部分未打破泡孔中仍有6%的CFC-11,当破碎粒径接近泡孔平均直径0.3～0.4 mm时,CFC-11释放量保持不变,吸附于泡沫固相中的CFC-11在破碎过程中很难释放.      

四边形折流式膜生物流化床内填料浓度及液相流场特性研究

针对研究开发的四边形折流式膜生物流化床,构建了气、固、液三相流可视化平台,应用取样法和激光粒子图像测速(PIV)技术剖析了不同进水流量和曝气强度组合对流化床内的填料浓度及液相流场特性的影响.结果表明,折流板上部形成的曝气死区,提高了升流区的填料浓度;折流板和导流锥形成的进水角度使流场冲击反应器底部的填料,提高了在低曝气强度下流化床的填料浓度,在实际运行过程可降低曝气能耗;四边形折流式膜生物流化床的结构特点导致填料与膜组件相互碰撞的概率增大,强化了膜污染的控制.曝气强度和进水流量的变化改变了液相的轴向返混强度和剪切力,进而改变了填料浓度,使气、固、液三相冲刷膜组件的作用增大,最终影响膜面传质系数和浓差极化边界层厚度,降低了膜污染.通过流化床结构的改变提高填料浓度和改善流场特性,为高浓度有机废水好氧生物的处理提供了一个研究方向.     

潜流人工湿地在处理污染河水的试验研究

利用处理效率较高的潜流人工湿地,在水力负荷和停留时间相同的条件下,选用6种不同的填料和植物组合方式,对某被污染的河流河水进行处理,通过对比,表明不同的组合方式在处理不同的项目时,处理效果亦有很大的差异.就单一的污染物而言,各种填料与植物的不同组合方式在污染物去除率方面可以发现明显的规律性,但综合各种污染物就很难证明哪一种组合方式为最佳组合方式.     

立体循环一体化氧化沟(IODVC)导流板结构优化研究

针对立体循环一体化氧化沟(IODVC)弯道流场存在的问题,利用计算流体力学(CFD)和Fluent计算方法,对IODVC流场进行了二维单相流模拟,探究导流板结构形式对弯道流速分布的影响.研究结果表明,在同等边界条件下,导流板的结构形式对IODVC内混合液的流态分布影响较大.与单导流板相比,双导流板可将流速大于0.25 m·s-1的区域占比提高9.5%,并改善了弯道出口断面流速分布,有效地减小了下沟道靠近隔板处回流区域;此外,适当延长导流板末端长度,可以进一步强化对IODVC内混合液的导控作用,当延长长度等于导流板半径时,效果最佳,大于0.25 m·s-1的流速区域占比达到44.21%,使IODVC内部流场更加趋于均匀.研究结果对IODVC的进一步优化和工程设计有一定的指导意义.     

高压静电分选Ag与PET的实验研究

为了提高高压静电分选Ag与聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,简称PET)的效率,寻求可产生较佳分选效率的电压、转速、极间距和电晕线角度。采用自制的线辊式静电分选机,通过单因素实验和部分因子实验,研究了不同条件下Ag与PET的分选效率。结果表明:将Ag与PET从二者混合物中有效分选出来的电压为25~30k V、转速为60~75 r/min、极间距为60~70 mm、电晕极角度为50~60°;当电压为30 k V、转速为75 r/min、电晕极距离为70 mm和电晕极角度为60°时,Ag的分选效率达到了最大值为99.60%,PET的分选效率也达到了最大值为99.98%,为线辊式静电分选机结构设计与参数优化提供了参考。     

偏转角影响磁纤维捕集Fe基细颗粒的数值模拟

为了研究磁性纤维对钢铁行业细颗粒物的控制效果,基于计算流体力学-离散相模型（CFD-DPM）对高梯度磁场中含尘气流方向与背景磁场方向夹角（偏转角）分别为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°时磁性单纤维捕集Fe基细颗粒进行数值模拟.分别研究高梯度磁场作用下颗粒粒径、入口风速、磁场强度对颗粒运动轨迹和捕集效率的影响.结果表明：高梯度磁场中偏转角影响磁性纤维捕集区域的位置,当角度为0°时,在纤维正对含尘气流方向区域形成颗粒捕集区,背风侧形成较大空腔;当角度为90°时,在沿气流方向纤维两侧形成面积相等的捕集区域.偏转角对小颗粒捕集效率的影响较小,当角度为0°时,对于0.5μm的颗粒捕集效率为4.1%,当角度为90°时捕集效率为3.9%.随着粒径的增大,捕集效率的增长速率先减小后增大,对于不同粒径的颗粒,当角度为0°时捕集效率最高.当风速在0.02~0.04m/s范围时,随着角度从0°增加到90°,捕集效率先降低,在45°附近达到最小值,然后升高.磁场强度的增加有利于提高捕集效率,但不同角度时的增长速率有所不同.当偏转角为0°和60°时,背景磁场强度为0.1~0.3T范围时增长速率明显大于0.3~0.9T范围内,而当偏转角为30°和90°时,背景磁场强度为0.1~0.5T范围时增长速率高于0.5~0.9T时的增长速率.     

水力旋流分离器在水处理领域的应用研究进展

水力旋流分离器具有分离效率高、简单可靠、绿色经济等优点,被广泛应用于各种分离场景,特别是近年来在水处理领域得到诸多关注。概述了运行操作参数（进料流速、进料浓度、进料压力）、结构设计参数（溢流管插入深度、底流管直径、回流角）、旋流器构型种类（W型、抛物线型、圆柱形）对水力旋流器分离性能的影响。优化操作参数可增强水力旋流器分离效率;溢流管插入深度与圆柱体横截面直径比值（L₀/D）为1.0时产生的流场更有利于分离;底流管直径存在最佳设计范围;旋流分离器与水源热泵联用吸入角为90°时效果最好。水力旋流器的分离作用在水处理过程中可以起到改善微生物聚集体性能（如提高污泥水解速率、提升沉降性能）、分离特定颗粒态微生物（如厌氧氨氧化菌颗粒污泥）、去除或回收特定密度物质（如悬浮有机物、泥砂、金属颗粒）等诸多作用,为水力旋流器在水处理领域的应用拓展了新的前景。     

城市生活垃圾滚筒筛分选特性研究

滚筒筛筛分是生活垃圾分选中常用的工艺,国内目前有关滚筒筛分选生活垃圾的研究尚不多见.因此,本实验通过自行设计的一台处理能力为150kg.h-1的滚筒筛,采用实际生活垃圾进行分选实验,确定最佳运行参数范围.结果表明,当滚筒筛孔径为120mm时,在V实测/V极限（V实测为滚筒转动时实时测定转速,V极限为物料与滚筒一起转动时...     

高频电晕放电等离子体法处理甲醛的研究

采用高频电晕等离子体法进行去除甲醛气体的试验研究.主要考察了甲醛气体处理效果与电源频率和停留时间的关系,并进行了无填料、填加亚硝酸钠填料和钛酸钡填料对甲醛气体处理效果的对比试验.结果表明,高频电晕放电等离子体法可有效地实现对甲醛气体的去除.电源频率越高,停留时间越长,甲醛的去除效果越好;在相同条件下有填料填加对甲醛气体的去除效果优于无填料填加的去除效果;钛酸钡填料优于亚硝酸钠填料的去除效果;在电源频率为55 kHz、流量0.3 m3·h-1、进口浓度12 mg·m-3钛酸钡填料存在的条件下对甲醛的去除效率接近100%.     

条形磁铁几何构形对层流中磁性颗粒分离行为影响的数值研究

增强磁场对流体中磁性颗粒或团聚物的分离回收作用是开梯度磁分离技术中的关键问题。通过建立数值模型,研究条形磁体4种排列方式（轴向交替、轴向并发、横向交替和横向并发）及不同磁端间距对颗粒捕获率的影响,并结合颗粒运动轨迹和磁场力分布情况对颗粒捕获结果进行分析,同时研究了磁体长宽比、颗粒磁化率、流体流速、磁体磁化强度对颗粒捕获率的影响。结果表明:对于条形磁体,当磁端间距足够远时,轴向布置优于横向布置;在小磁端间距下,轴向交替排列方式最优;对于横向交替排列,在同等磁通量和截面面积的矩形磁体下,长宽比为1:1的方形磁体对颗粒的捕获作用最优。该成果可为多磁体组合的磁分离器设计提供理论参考。     

椭圆纤维过滤压降与惯性捕集效率数值分析

采用数值方法求解了描述椭圆截面纤维绕流特征的Navier-Stokes方程,并计算了椭圆纤维对粒子惯性捕集效率及纤维过滤压降.分析讨论了椭圆纤维迎风角度θ、长短轴比ε和填充率C等参数对惯性粒子过滤性能的影响.结果表明,在大迎风角度时,过滤压降随长短轴比增大而增大,而在小迎风角度下,过滤压降则随长短轴比增大而减小;在相同纤维长短轴比条件下,过滤压降均随迎风角增大而增加.粒子惯性捕集效率计算结果则表明,对于中高惯性粒子捕集,大迎风角度和高长短轴比的椭圆纤维的捕集效率高于圆截面纤维,而对弱惯性粒子,小迎风角度和高长短轴比的椭圆纤维则表现出较高的捕集效率.在椭圆纤维过滤压降和捕集效率计算基础上,采用纤维过滤质量因子（定义为捕集效率比过滤阻力）评价综合过滤性能.结果表明,对于中高惯性粒子过滤,扁长型椭圆纤维（即为高长短轴比ε）在迎风角约为θ=45°时质量因子总体较高,即具有较优的综合过滤性能;而对弱惯性粒子,则扁长型椭圆纤维长轴平行来流方向（θ=0°）时,总体过滤性能较优.     

改性聚氨酯海绵的合成及其油水分离性能

以膨胀石墨与氧化锌为原料,采用复合改性法改性聚氨酯海绵,在硅烷偶联剂的作用下,用月桂酸的醇溶液表面修饰后制备出改性聚氨酯海绵. 通过扫描电子显微镜(SEM)与接触角测定仪进行表征,对改性聚氨酯海绵的吸油、吸水及循环使用性能进行了测定,并试验获得了最佳的油水分离条件. 结果表明:改性聚氨酯海绵具有良好的疏水超亲油性,在膨胀石墨分散液与氧化锌胶体溶液体积比为1∶1时,对于质量浓度为20 g/L的机油水溶液,饱和单位吸油量最高可达17.7 g/g,对机油的选择性吸附系数为10.41,油水分离效果最佳;在选择吸附过程中,15 min以内油水分离效率就能达到78.41%;改性聚氨酯海绵每次循环利用后,单位吸油量的减幅均低于7.3%,循环使用性能良好. 研究显示,该种改性聚氨酯海绵对油水体系中的油类具有很好的选择性,吸附完成后,经过简单的挤压将油回收后即可循环利用,具有便捷、高效、循环、无二次污染的特性.      

电催化还原技术处理丙烯酸盐废水的研究

采用电催化还原技术处理高浓度丙烯酸盐废水,考察了离子交换隔膜、阴极材料等对丙烯酸盐转化的影响.结果表明,电催化还原技术可将废水中的丙烯酸盐高效还原为丙酸盐;反应器中加入阳离子交换隔膜有利于提高催化还原的电流效率;阴极极板材料对丙烯酸盐还原有很大影响.其中钯/泡沫镍电极（Pd/Nickel foam）的平均电流效率最高,...     

弹头构型对水下射弹表面气泡形态的影响

目的 研究弹头构型对水下射弹表面气泡的影响,提高射弹微气泡减阻的效果。方法 基于高速摄像系统,针对不同弹头构型的水下射弹展开水洞试验研究。对比分析不同速度和通气压力情况下,平台锥形弹头产生的微气泡形态变化规律,以及相同速度和通气压力下,不同弹头构型产生的微气泡形态变化规律。结果 相较椭圆尖弹头,平台锥形弹头更容易在微孔材料的前缘区域形成大气泡,对弹体具有更好的包裹效果。对于不同的弹头构型,在相同流速和通气压力下,弹头锥度为43.6°时的空泡包裹效果最好。结论 存在一个最佳的锥度使气膜的覆盖面积达到最大。