超滤膜技术在环境工程水处理中的应用

随着我国经济水平的不断提高,也给我国环境带来了巨大的影响。与此同时,科技水平的不断发展,也使我国水处理技术日臻完善。目前,在环境工程水处理的过程中不仅可以通过物理、化学方法,还可以通过超滤膜技术来对环境工程水处理的质量进行监控,其是以传统水处理工艺为基础,通过全面的改革及调整,形成的一种新型的处理技术,能够确保水环境具备理想的可行性和适宜性,从而提升水处理效果。     

湿法再生吸附剂制备及用于大气CO2的直接捕集

基于湿法再生吸附技术，利用强碱性季铵盐树脂材料制备了异相吸附剂薄膜，应用于大气中极低CO2的直接分离，以对抗全球变暖。通过滴定法分析吸附剂材料的电荷密度和吸附容量，利用SEM分析不同工况下制备出来的膜材料的表观结构，并对膜材料进行CO2吸附性能的测试。结果发现，热处理能够明显提高膜材料的吸附性能，还研究吸附剂制备对吸附速率，吸附量和机械强度等性能的影响，发现粒径小于43μm的树脂粉末，按60％质量分数制成的500μm厚膜材料具有较优的综合性能。     

好氧颗粒污泥对膜生物反应器污泥性能的影响

采用膜生物反应器进行含酚废水的处理,探讨投加好氧颗粒污泥对反应器中污泥性能的影响。结果表明,在膜生物反应器中投加好氧颗粒污泥能有效改善污泥性能,提高处理效果。从采用絮状污泥到逐渐增加好氧颗粒污泥投加量为100%的过程中,反应器中污泥浓度明显提高,MLSS由5 582 mg/L增加到8 168 mg/L;沉降性能得到改善,SVI由135.85 mL/g下降到29.36 mL/g;疏水性增强,Zeta电位由-20.302 mV升高到-4.325 mV;对含酚废水中COD、NH3-N的降解能力明显提高,COD、NH3-N、NO3-N去除率分别由87.3%、83.2%、55.3%增加到99.2%、94.9%、66.3%。改善了膜污染现象,膜通量衰减率由63.3%降低到42.8%。用二元多项式三维回归分析,得到污染物去除率关于好氧颗粒污泥投加量和反应器运行时间的二元方程,对指导好氧颗粒污泥膜生物反应器的连续运行具有重要意义。     

膜吸收法净化低浓度甲醛和氨气

基于膜吸收技术自制双层平板式膜吸收器，搭建净化低浓度甲醛和氨气污染模拟系统，考察不同膜结构参数、进气流量、吸收剂流量等因素对其净化效果的影响。结果表明，聚偏氟乙烯PVDF对低浓度甲醛和氨气的净化效率高于聚四氟乙烯PTFE。对同一材质膜，随着膜孔隙率的增大，甲醛和氨气的净化率呈上升趋势。随着进气流量的增加。甲醛和氨气的净化效率降低；而吸收剂流量对其净化效率影响不大。对于所有实验条件，平均膜孔径为0．22μm的PVDF4#在进气流量ug=120L／h时，甲醛和氨气的净化效率最高，分别达94．7％和96．3％。     

高瓦斯低透气性煤层深孔预裂爆破增透技术研究及应用*

为解决高瓦斯矿井开采过程中煤体透气性差、瓦斯预抽周期长、抽采效果不佳的难题，提出利用深孔预裂爆破技术提高煤体裂隙发育度，增加煤体透气性，从而提高瓦斯抽采率的方法。通过现场调研、理论分析、数值模拟及工业性试验等方法，分析深孔预裂爆破卸压增透内在机理，确定爆破影响半径为4.5~5.3 m，并在A110605工作面进行现场应用，同时考察煤层增透效果。研究结果表明:煤层爆破致裂后，平均瓦斯抽采浓度提高了2.17倍，平均瓦斯抽采纯量提高了2.02倍，煤层透气性系数提高了近5.3倍，煤层卸压增透效果显著，很大程度上消除了煤与瓦斯突出危险性，为实现工作面的安全开采及正常接替提供了保障。     

盐度对序批式反应器与间歇曝气膜生物反应器污水处理效果的影响

采用序批式反应器(SBR)与间歇曝气膜生物反应器(IAMBR)处理模拟生活污水,考察了进水盐度对两反应器污水处理效果的影响。研究表明,当进水盐度为0g/L(以NaCl质量浓度计,下同)时,SBR和IAMBR对总有机碳(TOC)、NH4+-N及TN的去除能力相当,IAMBR未表现出明显的优势;当进水盐度为10g/L时,SBR和IAMBR对TOC、NH4+-N及TN的去除产生明显的差异。IAMBR因为膜的截留与微生物富集作用,对污染物的去除无明显变化,依然保持了较高的污染物去除率,而SBR受盐度冲击影响较大,TOC、NH4+-N及TN的去除率均大幅降低,说明IAMBR具有较高的抗盐度冲击性能。     

A/O-MBR中MLSS浓度对污泥性能及膜通量的影响

采用国产聚丙烯中空纤维帘式膜组件,进行了A/O-MBR系统处理生活污水的实验研究,主要探讨了系统中污泥浓度(MLSS)与膜通量变化过程的关系。实验结果表明,MLSS由3 805 mg/L升高到6 912 mg/L时,污泥混合液胞外聚合物(EPS)由43 mg/g VSS增加到81 mg/g VSS,EPS中多糖与蛋白质的比例从0.87增加到1.08。同时,污泥相对疏水性(RH)的降低与Zeta电位的升高也在一定程度上共同促进了膜污染速率的上升。实验条件下,当运行时间为60 d左右,MLSS升高至6 200 mg/L时,跨膜压差上升迅速,膜组件清洗周期由初始的22 d缩短为11 d。A/O-MBR中由于MLSS浓度变化而导致的活性污泥混合液特性的变化,是影响膜通量变化的重要原因。     

Pervaporation of ethanol produced from banana waste

Banana waste has the potential to produce ethanol with a low-cost and sustainable production method. The present work seeks to evaluate the separation of ethanol produced from banana waste (rejected fruit) using pervaporation with different operating conditions. Tests were carried out with model solutions and broth with commercial hollow hydrophobic polydimethylsiloxane membranes. It was observed that pervaporation performance for ethanol/water binary mixtures was strongly dependent on the feed concentration and operating temperature with ethanol concentrations of 1–10%; that an increase of feed flow rate can enhance the permeation rate of ethanol with the water remaining at almost the same value; that water and ethanol fluxes was increased with the temperature increase; and that the higher effect in flux increase was observed when the vapor pressure in the permeate stream was close to the ethanol vapor pressure. Better results were obtained with fermentation broth than with model solutions, indicated by the permeance and membrane selectivity. This could be attributed to by-products present in the multicomponent mixtures, facilitating the ethanol permeability. By-products analyses show that the presence of lactic acid increased the hydrophilicity of the membrane. Based on this, we believe that pervaporation with hollow membrane of ethanol produced from banana waste is indeed a technology with the potential to be applied.     

微波作用下煤层渗透性变化规律实验研究

为了深入研究微波辐射条件下功率、辐射时间、渗透率、有效应力之间的关系，采用自行设计的微波辐射含瓦斯煤渗流实验系统，进行了不同微波功率、不同辐射时间条件下的煤样渗透率测量实验。研究结果表明:微波辐射条件下，渗透率与有效应力之间遵循负指数函数关系,拟合结果R2均大于0.98；渗透率随微波功率和辐射时间的增加单调递增，并且在低有效应力区数据增长的线性拟合斜率大于高有效应力区；煤样在微波作用下，相同的能量输入，微波功率越高，煤样渗透率越大；研究结果为微波辐射技术在煤层气开采领域的应用提供理论参考。     

采空区多孔介质空隙率与渗透特性三维空间动态分布模型*

为揭示采空区垮落后堆积体及上覆岩层空隙率与渗透率三维空间的动态分布规律，基于开采空间守恒理论，构建采空区的空隙率与渗透率三维空间动态分布模型。利用该模型，得出不同空间位置与不同开采结束时间下空隙率和渗透率分布图。结果表明:采空区垮落岩体的空隙率和渗透率在水平方向呈“凹”状分布，采空区两侧巷道附近空隙率和渗透率较大，中部较小；在垂直方向随着与底板距离的增大，空隙率和渗透率大幅度减小。该模型描述了采空区多孔介质空隙率与渗透特性三维空间分布随时间逐步压密实的过程，可为煤矿瓦斯预测与防治提供一定的借鉴和参考。