计算流体动力学在模拟气升式环流反应器中的研究进展

计算流体动力学(CFD)是对气升式环流反应器进行数值模拟的重要手段.为此,本文综述了CFD模拟概况及气升环流反应器中流体数值模拟研究进展,总结了目前CFD模拟气升环流反应器存在的问题,并提出了进一步的研究方向.     

基于分区供氧与溶解氧调控的低C/N比污水短程硝化反硝化

针对城镇污水中碳源不足、C/N比低导致脱氮性能不佳的问题,建立了A2/O中试装置,通过调整系统缺氧/好氧分区比例及好氧区溶解氧水平,探究亚硝氮积累率及氮类污染物去除情况.结果表明,在DO为2. 0～2. 5 mg·L~(-1)条件下,改变缺氧/好氧分区比例对系统的影响较小,难以实现短程硝化;当控制DO为0. 5～0. 8 mg·L~(-1)、V_缺∶V_好=1∶1时为系统最优工况,此时系统好氧区末端亚硝氮积累率稳定在62%以上,出水总氮降至9. 0 mg·L~(-1),能够实现深度脱氮的目标.分析硝化菌表观活性可知,最优工况下SAOR与SNOR分别(以N/VSS计)为0. 14 g·(g·d)~(-1)和0. 04 g·(g·d)~(-1),二者差值较试验其他阶段更为明显,即NOB活性受到更高程度抑制是提高亚硝氮积累率的直接原因. Illumina MiSeq测序结果表明,该阶段NOB数量显著低于其他阶段.通过间歇OUR法分析缺氧区进出口碳源组成情况,结果表明最优工况下系统通过短程硝化节约碳源27. 3%,可生化性COD在缺氧区消耗63. 6%,远高于其他阶段,是低C/N比城市污水实现深度脱氮的碳源有力保障.     

多点汇流下污水管网污染物迁变规律及其机制

为研究城市污水管网多点汇流条件下污染物的迁变规律及其对微生物繁衍的影响机制,建立一套多汇流点位的污水管道中试系统,探究污水输送过程中碳,氮,硫3类主要污染物质的迁移转化特性.结果表明,汇流点前溶解态化学需氧量（SCOD）和硫酸盐（SO₄^2-）浓度下降,氨氮（NH₄⁺-N）浓度上升,支管汇流使得汇流点3类污染物浓度显著增加.后期水质达到稳定,在保证支管污水的汇入导致各类污染物增加量基本不变的情况下,SCOD浓度由进口的320mg/L左右下降至出口的280mg/L左右,在氨化作用下导致的NH₄⁺-N总增加量在15mg/L左右,高于因汇流产生的增加总量12.5mg/L左右,结果表明汇流管网系统中微生物的消耗代谢作用是碳氮类污染物变化的主导因素,而SO₄^2-后期进出口浓度均在20mg/L左右,说明支管汇流和生化代谢使SO₄^2-的含量维持在动态平衡的状态.此外,对管网中试系统生物相中微生物繁衍过程进行分析可知,发酵菌（FB）,产氢产乙酸菌（HPA）,硫酸盐还原菌（SRB）的含量随繁衍时间显著增加,并在沿程的不同汇流点处出现丰度升高现象.综上所述,在多点汇流导致污水水质波动的作用下,促进了管网生物相中微生物的繁衍增殖,并增强了其代谢作用在污水管网污染物转化的主导地位,使得污染物在管网输送过程中呈现更为显著的转化现象.     

以污泥发酵液与尾水混合液为补给碳源的A2/O污染物去除特性

针对我国农村地区污水量波动和断流的排放特性,提出了一种在断流时段补给污水处理系统自身产出的尾水与污泥发酵液混合液的运行模式,以中试A²/O为对象,研究了系统在该运行模式下的污染物去除特性,以期为今后我国农村地区污水处理装置的设计和运行提供新的思路.结果表明,尾水与发酵液以12：1的比例混合后作为碳源与原水相比具有更好的反硝化和释/吸磷特性,具有强化脱氮除磷的功能;以尾水与发酵液混合液在断流时段作为补给碳源可改善系统对TN和TP的去除效率,其平均去除率分别由69.27%和86.94%提升到73.34%和89.94%,相应地平均出水浓度分别由15.77 mg ·L^-1和0.80 mg ·L^-1降低到13.76 mg ·L^-1和0.64 mg ·L^-1.16S rRNA基因测序结果表明,随着实验的进行,系统中5种常见的水解酸化菌属、6种聚磷菌属和4种反硝化菌属的相对丰度得到提升;通过对系统活性污泥性状的长期监测可以看出,以尾水与发酵液混合液在断流时段作为补给碳源会恶化系统活性污泥的沉降性能,系统活性污泥的平均SVI由阶段Ⅰ的106 mL ·g^-1上升至阶段Ⅱ的131 mL ·g^-1,然而这种恶化程度并不会对系统的污泥活性和污染物去除性能造成不利影响,在整个实验过程中系统均未出现污泥膨胀的现象.     

蒽与DNA碱基胸腺嘧啶相互作用的分析

利用紫外、红外和荧光光谱法研究DNA碱基胸腺嘧啶与蒽的相互作用以及由此引起的胸腺嘧啶结构变化,荧光猝灭实验测得二者的结合常数为9.6×103L·mol-1;紫外差谱结果显示,蒽与胸腺嘧啶的作用对共轭系统的π-π跃迁产生了影响;蒽与胸腺嘧啶混合物的红外光谱显示胸腺嘧啶的N-H和C=O振动峰以及环的面外变形振动峰均发生位移,表明二者之间可能以面对面相平行的方式发生了π-π电子给体受体作用,作用结果导致胸腺嘧啶环上电子云密度增大.     

天津地区表层土中芳香烃污染物化学组成及分布特征

分析了天津地区不同环境功能区土壤中多环芳烃污染物的化学组成及其分布状况,并对其可能的污染源作初步分析.结果表明,天津地区不同环境功能区表层土壤样品中均分布有多种类型的烃类污染物,已经检测到的多环芳烃化合物主要包括萘、苊、苊烯、联苯、菲、惹烯、芴、二苯并呋喃(氧芴)、二苯并噻吩(硫芴)、萤蒽、芘、(艹屈)、苯并芴、苯并蒽、苯并萤蒽、苯并芘、(艹屈)、二苯并[a,h]蒽、茚并[1,2,3-cd]芘、苯并[g,h,i](艹屈)、三芳甾烷等系列数100种单体化合物,含量较高的主要有菲、甲基菲、萤蒽、芘、(艹屈)等.这些化合物的组成存在地域上的差异,同一地区不同土地使用情况、不同周围环境的样品中多环芳烃的组成特征也存在较大的差别,表明土壤中多环芳烃的污染源比较复杂,其中主要包括矿物油输入、化石燃料燃烧及木柴燃烧产物等,不同环境功能区各种污染源的贡献存在一定差别.      

壳聚糖包覆微胶囊红磷的制备及性能表征

目的 降低红磷(RP)烟火剂的吸湿率及感度,以此提高其使用过程中的安全性能.方法 以生物基材料壳聚糖(CS)为囊壳结构,采用高效简便的工艺,制备壳聚糖包覆微胶囊红磷(CSRP),对CSRP进行红外光谱测试(FTIR)、X射线电子能谱分析(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)测试及热重(TG)测试,并对RP及CSRP进行吸...     

两相厌氧膜-生物系统处理造纸废水

采用传统两相厌氧工艺 ( BS)与膜分离技术相结合的系统 ( MBS)处理造纸黑液配制废水 .结果表明 :系统 COD去除率可以达到 73.1 % ,高于 BS系统 ( 4 8.6% ) ,且在厌氧污泥活性及运行稳定性方面优于 BS系统 ;在 COD负荷为 6kg·( m³·d)^-1时MBS酸化率为 20.1 % ,酸化水平为 7.5% ,略优于 BS系统 (分别为 7.0 %和 5.0 % ) .探讨了其原因及 MBS系统引入膜的作用 ,并对系统的评价体系进行了初步讨论 .     

高压电缆屏蔽层局放信号定位检测试验及其应用

高频局放带电检测是预先发现110 kV及以上高压电缆线路本体或屏蔽层运行缺陷的有效手段之一。针对高压电缆线路屏蔽层局放检测易受外界环境干扰且信号定位缺乏有效经验问题,采用长2 m、截面积为400 mm²的9根110 kV电缆搭建一交叉互联接地形式的电缆线路局放检测试验平台,并用信号发生器模拟局放源;利用该试验平台,分别对设置于电缆屏蔽层接地线不同位置的局放信号进行检测,并根据检测到的信号幅值和波形特征判断屏蔽层局放源位置及其传播路径。试验过程及其结果为1条实际在运的110 kV电缆线路高频局放检测异常信号的分析提供了参考。     

活性红M-3BE在多级臭氧气浮工艺中的迁移转化特性

针对传统污泥法对印染废水中有机物去除效果有限的问题,利用多级臭氧气浮中试实验系统(DOIF)对活性红M-3BE印染废水进行深度处理,研究不同操作参数对DOIF工艺处理效果的影响,优化DOIF工艺。为进一步确定印染废水中有机物的迁移转化过程,采用紫外可见分光光度计、三维荧光(3D-EEM)和液相色谱等方法进行了分析。结果表明,臭氧气浮氧化脱色效果良好,臭氧投加量、PAC投加量和回流比分别为21 mg?L~(-1)、9 mg?L~(-1)和40%的情况下,废水脱色率和DOC去除率分别达到99.1%和25.2%。臭氧气浮降解活性红M-3BE的工艺中,臭氧催化氧化过程中的矿化起主要作用。其作用机理推测为,首先活性红M-3BE非对称断键为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,其次Ⅰ分解为2种中间产物,并随后分解为萘和萘酚,Ⅱ分解为均三嗪,Ⅲ分解为苯环。多级臭氧气浮工艺对活性红M-3BE印染废水去除效果明显,为后续臭氧气浮技术工程化应用提供了参考依据。