驻极体磁纤维捕集荷电Fe基细颗粒数值模拟

为了进一步实现超低排放,针对钢铁冶金以及铸造行业生产过程中产生的Fe基细颗粒,提出驻极体磁纤维提高对微细颗粒捕集的方法.本文基于计算流体力学-离散相模型（CFD-DPM）分别研究了纤维荷电量、颗粒预荷电电场强度、纤维磁感应强度以及颗粒磁化率对驻极体磁纤维捕集性能的影响.结果表明：在驻极体磁纤维周围颗粒所受到的磁场力相对于库仑力受距离影响更加明显,磁场力只在纤维附近极短距离内作用明显.捕集效率与纤维荷电量以及预荷电电场强度呈线性关系,对于0.5 μm颗粒,捕集效率随纤维荷电量以及预荷电电场强度的增长速率低于2.5 μm的颗粒.当颗粒粒径为0.5~1.0 μm时,增大驻极体磁纤维的磁感应强度以及提高颗粒磁化率对于捕集效率的提高作用较小.当颗粒粒径为1.5~2.5 μm时,增大驻极体磁纤维的磁感应强度以及提高颗粒磁化率能够明显提高纤维的捕集效率.     

磁纳米材料结合化学计量学分析邻苯二甲酸酯

根据π-π作用原理和影响因素,运用异氰酸酯易和羟基反应的特性,将具有酰胺基的芳环引入到包硅的Fe_3O_4磁纳米粒子表面,制备新型磁性吸附材料Fe_3O_4@SiO_2@N-Phe,并研究其对环境水样中邻苯二甲酸酯类的萃取性能。结合化学计量学对邻苯二甲酸酯的GC-MS质谱图进行分辨定性,从31个色谱峰中解析并鉴定出了18种化学成分,其中邻苯二甲酸酯类5种,占总含量的35.74%,其它13种化学成分含有的官能团主要为苯基、双键或羰基。实验证明该磁纳米粒子具有用量少、稳定性好、选择性高、快速富集与分离、萃取过程简单等优点。磁纳米粒子结合化学计量学方法,既增强了富集的选择性、简化萃取过程、降低前处理的难度,又通过化学计量学法对质谱图进行最大程度的解析,获得全面检测结果,为快速、准确分析环境复杂未知体系提供了新的途径。     

赤铁矿对园林落叶植物生物质水解液中溶解性芳香物质的调控效果

植物生物质作为污水反硝化脱氮碳源,存在出水色度和COD升高的问题,木质素水解产生的多酚类物质等芳香化合物是导致该问题的根本原因.由于赤铁矿对木质素酚具有吸附潜力,本研究尝试采用赤铁矿调控植物生物质厌氧水解产生的溶解性芳香物质,避免其进入水解液后形成不易被反硝化利用的COD和色度.研究利用预处理园林树木黄葛榕落叶和赤铁矿形成共厌氧水解系统,以未加入赤铁矿的系统为对照,考察了赤铁矿共厌氧对水解液的UV₂₅₄、SCOD、挥发性有机酸、亚铁等影响;在此基础上进一步分析了赤铁矿对预处理黄葛榕落叶厌氧水解液中多酚类物质的吸附去除特性.结果表明,与无赤铁矿的厌氧水解系统相比,赤铁矿的共厌氧能有效地降低水解液的UV₂₅₄,并提升SCOD和乙酸产生速度和浓度,但后期会发生活跃的铁还原过程;赤铁矿能够有效地吸附去除黄葛榕木质纤维素厌氧水解液中的多酚类物质,吸附过程与准一级动力学方程拟合效果相对优于准二级.根据Langmuir方程对其吸附等温线拟合结果,赤铁矿对多酚的饱和吸附量为1.399 mg·g^-1;黄葛榕落叶厌氧水解液经赤铁矿的吸附处理后,以其配制的纤维素酶液的滤纸酶活提升了11.68%.因此,共厌氧系统中赤铁矿对多酚类物质的吸附去除,不但降低了水解液中溶解性芳香有机化合物的含量,而且也可以缓解多酚类物质对纤维素酶等水解酶活性的抑制,提升反硝化碳源乙酸生产性能.赤铁矿与落叶植物生物质共厌氧水解在调控水解液溶解性芳香类物质、提升水解液反硝化性能方面具有应用潜力.     

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。     

国家环境保护水污染控制工程技术(浙江)中心 浙江省环境污染控制技术研究重点实验室 浙江省环保公共科技创新服务平台 浙江省环境保护科学设计研究院工程研究中心

正技术系列:1、生物强化脱氨氮技术:融合了微生物强化与生物载体固定化技术,提高了生物脱氨氮效率。2、磁场强化污水处理技术:将磁性絮凝剂与磁分离技术有机结合,处理效率高,占地面积小,适用于工业废水预处理及污水脱氮除磷。3、污水处理厂提标改造技术:适用于以工业废水为主的集中式污水处理厂的提标改造。4、废水深度处理与回用技术:适用于印染、造纸、城镇污水处理厂尾水的深度处理及回用。5、锅炉烟气脱硝技术:适用于水泥炉窑、垃圾焚烧炉、玻璃炉窑以及燃煤锅炉排放的NO_x气体减排。     

超磁分离技术在生态补水工程中的应用

生态补水是做好水资源综合治理与保护体系中不可或缺的一个内容,针对巢湖流域某生态补水工程超磁分离工艺的应用进行研究。该工程从巢湖取水经磁混凝处理后,出水主要指标稳定到达《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)的Ⅲ类标准,成为了景观河道的有效清洁水源补给,改善了生态环境。     

力磁效应下螺栓拉伸过程中磁信号检测试验

为探究高压设备在承压过程中法兰连接处螺栓受应力情况，基于力磁耦合效应，结合对螺栓拉伸过程中应力分布的有限元仿真，对螺栓进行了轴向拉伸过程中的应力检测，探究了螺纹连接不同位置的磁信号在拉伸过程的变化。试验结果表明:螺母前几扣处应力较大，后几扣处几乎没有应力集中；对螺栓六角头进行磁信号检测，发现六角头处应力集中不明显；对比42CrMo及35CrMo材料试样在相同拉伸及卸载载荷情况下的磁信号，反映了不同材料应力增大均可促进其磁信号发生变化；通过检测螺母有无铁磁性时螺栓拉伸过程中的磁信号，发现螺母所受压应力对磁信号变化影响较大。结果对工程应用磁信号检测金属法兰密封性具有指导性作用。     

磁粉在磁加载混凝深度除磷中的作用机理分析

为适应天津新地(DB 12/599-2015)对出水总磷的排放需求,对天津某污水处理厂二沉池出水进行磁加载混凝工艺深度除磷实验。探讨了3种磁粉在粒径、表面电荷和磁感应强度等方面对混凝的影响;对比了磁加载混凝和常规混凝在沉降时间、絮体生长动力学的差异;分析了磁加载混凝和常规混凝对于不同形态磷的去除效果。结果表明,在磁加载混凝技术深度除磷中,磁粉的粒径、电性和磁性的协同作用是提高混凝效果的主要因素,粒径范围适中,表面带正电荷,磁感应强度越大越有利于污染物的去除。磁加载混凝技术可减少混凝剂用量、缩短沉降时间、提升去除效果,磁粉在混凝过程中起电性中和、表面吸附、絮凝成核、快速沉降的作用。     

温度对超磁分离初沉污泥水解酸化的影响

以超磁分离后初沉污泥作为研究对象,在维持初始pH在7.4～7.8的条件下,分别控制温度在20、25、30和35℃,探究温度对超磁分离初沉污泥厌氧水解酸化产物及产率的影响。结果表明,温度的升高加速了超磁分离初沉污泥的水解酸化。35℃时,SCOD在第3天即达到峰值970.32 mg·L~(-1),VFAs也达到峰值295.9 mg·L~(-1),此时,VFAs中含量最高的为乙酸217.1 mg·L~(-1),乙酸占比为73.3%;而25℃时,其占比为68%。超磁分离初沉污泥水解酸化获取内碳源的同时还伴随着N元素的释放,且温度越高,TN和NH_4~+-N的释放越明显。由于系统中聚合氯化铝((Al_2(OH)_nCl_(6-n))_m,PAC)的存在,所以并没有P元素的释放。在30℃的反应温度下,超磁分离初沉污泥水解酸化即可以获取更多的碳源,又可以避免产生过高的N、P负荷。     

超声波和漏磁检测结果的对比分析

阐述了超声波和漏磁检测技术的检测原理和使用这两种技术的优点和缺点。基于对成品油管道进行超声波和漏磁检测,得到了管壁金属损失点的尺寸和分布情况。为更好地对比分析两种检测方法,提出了对两种检测方法所得数据进行对比分析的方法,以确定在超声波检测出的缺陷在漏磁检测中是否也被检出。结果表明:此对比分析方法是可行的,为判断两种检测技术的优缺点和今后对金属损失点进行修补提供了数据上的支持。