The effects of component dimensions on heat transfer and pressure loss in shell and tube heat exchangers

In this study, the effects of geometric properties such as baffle spacing, baffle cut, sealing strips, gaps between heat exchanger components, number of tubes and tube passes have been investigated for shell and tube heat exchangers (STHE). For this purpose, geometrical dimensions and data of a specific heat exchanger (HE) used in an industrial application have been obtained. The HTRI Xchanger Suite Educational software was utilized to analyze the reference HE, to verify the results of the software and the output temperatures of the fluids, the shell side heat transfer coefficient (HTC) and the pressure loss (PL) values were compared with the experimental data. After confirming that the results of the software were within the acceptable deviation values, the geometric dimensions of the reference design were changed and new analyzes were carried out to examine the effects of several dimension options on the performance of STHE. Results were discussed in a detailed and comprehensive manner via curves.     

西安市PM2.5中水溶性离子的季节变化特征

为探究西安市大气PM_(2.5)中水溶性离子的污染特征及来源,本研究采集2017～2018年的PM_(2.5)样品,利用离子色谱仪测定9种水溶性离子(SO~(2-)_4、NO~-_3、Cl~-、F~-、Na~+、Mg~(2+)、NH~+_4、K~+和Ca~(2+))的浓度水平,并对NH~+_4的存在形式分析、氮氧化率(NOR)、硫氧化率(SOR)以及[NO~-_3]/[SO~(2-)_4]等进行探究.结果表明,西安市PM_(2.5)中水溶性离子主要来自扬尘、燃煤、生物质燃烧和二次生成.Ca~(2+)、SO~(2-)_4、NH~+_4和NO~-_3是西安市大气PM_(2.5)中主要的水溶性离子.相关性分析结果表明,西安市春季NH~+_4不能完全中和SO~(2-)_4,未中和的SO~(2-)_4主要与K~+和Ca~(2+)结合;夏季NH~+_4主要以NH_4HSO_4和(NH_4)_2SO_4的形式存在于大气中;秋季的NH~+_4主要以NH_4HSO_4和NH_4NO_3的形式存在;冬季大气中NH~+_4多以(NH_4)_2SO_4和NH_4NO_3的形式存在.硫氧化率和氮氧化率的年均值分别为0.35和0.16,说明研究期间SO~(2-)_4、NO~-_3的二次生成率较大.[NO~-_3]/[SO~(2-)_4]比值说明西安市春夏季主要受固定源影响,秋冬季主要受移动源影响.     

膨润土负载纳米铁/镍还原阿莫西林的环境影响因素研究

采用液相还原法制备膨润土负载纳米铁/镍(Bent-Fe/Ni)用于还原阿莫西林,研究了不同浓度的阴离子(SO2-4、HCO-3)和阳离子(Ca2+、Cu2+)对Bent-Fe/Ni还原阿莫西林的影响.结果表明,SO2-4、HCO-3浓度对Bent-Fe/Ni还原阿莫西林的影响较大,当其浓度分别为0和500mg·L-1时,阿莫西林的去除率分别为93.7%和21.5%(SO2-4),以及93.7%和5.8%(HCO-3);Ca2+对Bent-Fe/Ni还原阿莫西林起到抑制作用,当其浓度为0和500 mg·L-1时,阿莫西林的去除率分别为93.7%和77.8%;低浓度的Cu2+对Bent-Fe/Ni还原阿莫西林起到促进作用,而高浓度的Cu2+对Bent-Fe/Ni还原阿莫西林起到抑制作用,当其浓度为0、10和100 mg·L-1时,阿莫西林的去除率分别为93.7%、94.8%和86.7%.     

石羊河流域多水体酸根离子特征及影响因素

2014年7月~2015年6月在石羊河流域采集降水、地表水及地下水样品,使用离子色谱仪分析获取样品主要酸根离子含量,研究石羊河流域不同水体酸根离子特征、季节分异及其影响因素.结果显示：石羊河流域不同水体均呈弱碱性,酸根离子组成以SO₄^2-和HCO₃^-为优势离子,分别占酸根离子总量的38.68%和33.49%;不同季节水体酸根离子浓度差别较大,春季水体中酸根离子浓度最高,夏季最低,地下水季节变异小于地表水;地表水和地下水的酸根离子浓度都呈现出从上游到下游递增的规律,地表水酸根离子浓度大大低于地下水.碳酸盐的风化及蒸发岩溶解是酸根离子的主要来源,人类活动对石羊河流域水体已造成轻度污染.     

Cl~-、SO_4~(2-)和PO_4~(3-)对异养反硝化污泥的胁迫效应

反硝化菌是反硝化作用的驱动者,探明Cl~-、SO_4~(2-)和PO_4~(3-)对异养反硝化污泥(HDS)的胁迫效应,有助于含盐废水生物脱氮技术的研发和优化.选用硝酸盐还原酶(周质酶)和碱性磷酸酯酶(胞内酶)作为指标,考察了不同Cl~-、SO_4~(2-)和PO_4~(3-)浓度对HDS酶活的影响;通过观测HDS中的活菌水平和细胞形态,考察了不同Cl~-、SO_4~(2-)和PO_4~(3-)浓度对HDS微生物细胞结构的影响.结果表明,Cl~-、SO_4~(2-)和PO_4~(3-)对HDS硝酸盐还原酶的半抑制浓度分别为0.15、0.12和0.05mol/L,对碱性磷酸酯酶的半抑制浓度为1.14、0.75和0.49mol/L;高浓度Cl~-、SO_4~(2-)和PO_4~(3-)导致HDS微生物细胞膜结构破损,通透性增加,细胞物质外泄.阴离子对HDS的胁迫可分为渗透胁迫和电荷胁迫,渗透胁迫造成HDS中功能酶失活,电荷胁迫造成HDS中细胞膜破损,细胞物质外泄.     

新型多级跌水曝气生物滤池的运行效能研究

本文研究了在"跌水曝气式生物滤塔"专利(专利号201020207090.9)基础上增设电气石纤维滤料层的多级跌水曝气生物滤池的运行效能,从水力负荷和容积负荷两方面证明改造后的多级曝气生物滤池处理低浓度生活有机污水的有效性和负离子材料对滤料层净化效率的改进效果,为类似多级跌水曝气生物滤池的工艺设计提供了参考依据。     

阴离子对Fenton氧化降解聚乙烯醇的影响

研究了亚铁盐中NO3-、SO42-、Cl-、Br-等阴离子对Fenton氧化降解高浓度聚乙烯醇(PVA)效果的影响。实验结果表明:酸性条件下具有氧化性的阴离子NO3-或能被氧化形成具有氧化性物质的离子Cl-、Br-对Fenton氧化降解PVA有协同促进作用,且氧化性越强越容易促使PVA大分子链断裂;含NO3-、Cl-、Br-和SO42-的Fenton氧化降解PVA,COD去除率分别为70.05%、70.60%、72.40%和87.90%。采用COD去除率相差不大、产物分子量较小的硝酸亚铁、氯化亚铁、溴化亚铁中的一种作为Fenton试剂催化降解PVA较适宜。     

溴甲酚紫-十八烷基二甲基苄基氯化铵分光光度法测定水中阴离子表面活性剂

建立了溴甲酚紫(BCP)-十八烷基二甲基苄基氯化铵(SDMBA-Cl)分光光度法测定水中阴离子表面活性剂的方法.实验表明,最适合的pH值为8左右,λmax=588nm,在1.0ml1.6×10-4mol/LSDMBA-Cl存在下,十二烷基苯磺酸钠(LAS)在0～5.0 mg/L内符合比耳定律,其摩尔吸光系数为4×104L·mol-1·cm-1.用此法测定河水和废水中的阴离子表面活性剂,相对标准偏差＜3.8%,样品加标平均回收率为100.3%.     

水力停留时间对阴离子交换膜生物反应器去除硝酸盐的影响

考察了水力停留时间(HRT)对阴离子交换膜生物反应器去除硝酸盐的影响。实验结果表明,当进水NO3-浓度在113.96~116.01 mg/L范围内,HRT从11.12 h降低到4.82 h,硝酸盐去除率降低,但出水中NO3--N浓度符合我国饮用水水质标准中10 mg/L的要求(NO3-浓度≤44.29 mg/L)。厌氧生物反应器具有良好的反硝化性能,出水NO3-浓度低于20 mg/L。硝酸盐膜通量随着HRT的增加而增加,出水pH值稳定在7左右。     

古运河(镇江段)沉积物酶活性及其与氮磷阴离子的相关性

以古运河镇江段为研究对象,研究了表层沉积物中碱性磷酸酶活性、硝酸还原酶活性和亚硝酸还原酶活性的时空变化以及3种酶活性与河流表层沉积物中氮磷阴离子浓度及上覆水水质的相关性。结果表明,镇江古运河表层沉积物中碱性磷酸酶活性、硝酸还原酶活性和亚硝酸还原酶活性具有显著的时间和区域性差异,枯水期(12月)各酶活性较高,分别介于0.29~0.32 mg/(g·24 h)、0.13~0.19 mg/(g·24 h)、3.05~5.21 mg/(g·24 h);丰水期(5月)各酶活性较低,变化范围分别为0.18~0.29 mg/(g·24 h)、0.08~0.14 mg/(g·24 h)、2.95~3.64 mg/(g·24 h)。冗余分析结果显示,古运河表层沉积物酶活性在枯水期差异较大,丰水期差异较小,各酶活性与其相关离子浓度呈显著正相关(P0.05),硝酸还原酶和亚硝酸还原酶与上覆水的水质呈正相关。3种酶活性可被作为判断古运河镇江段沉积物富营养化负荷的参考性指标,硝酸还原酶和亚硝酸还原酶还可作为评价古运河镇江段水质的参考性指标。