土壤一体机破碎混拌设备性能的数值研究与分析

为改善土壤一体机内破碎混拌设备的颗粒混匀效果，基于混合动力学原理和离散单元法(discrete element method, DEM)计算平台，开发了污染土壤与修复药剂粉末颗粒混合过程的数值计算模型。通过研究混合体系中离散颗粒和混合部件之间的相互作用、颗粒分布和碰撞次数，设计混合均匀度、混合质量评价公式进行混匀效率的定量分析。结果表明：土壤颗粒大小和刀辊转速对土壤与药剂的混合均匀度具有重要影响，并基于此提出改进建议，以期为改善土壤修复一体机性能提供技术指导。     

基于地域性的三种污泥干化工艺的经济性比较

随着城市污水排放量的增多和成分的复杂化,污泥处理已成为污水处理厂面临的最大难题。脱水污泥含水率高,不利于后续的处理与再利用。污泥热干化可将污泥含水率降至10%~40%,但该过程耗能大,会大幅增加污泥处理成本,不利于污泥处理技术的推广应用。以拉萨、上海、重庆为例,分别对带式干化、热泵-太阳能干化、热泵-太阳能-蓄热干化3种污泥干化工艺的经济性进行分析,阐明了不同干化方式的适用特点,为相变蓄热技术在污泥干化中的推广应用提供了技术参考。     

一种高效测试污泥可生物降解性的实验方法研究

污泥的可生物降解性能由其有机组分的生物可及度和组分分子的复杂度共同决定。通过采用化学分级提取方法研究污泥组分的生物可及度,使用不同强度的提取溶液分离出4种化学可及度不同的提取组分,同时结合三维荧光光谱法对各组分中有机物质的复杂度进行分析。分析结果表明:组分的化学可及度与其生物可及度之间存在正相关关系;生物可及度较高,其成分有机物分子结构简单的组分SPOM(soluble particulate organic matter,SPOM)与REOM(readily extractible organic matter,REOM)在厌氧消化过程中降解率较高,分别为59.2%与46.3%的COD;而生物可及度低,组成复杂的组分SEOM(slowly extractible organic matter,SEOM)与PEOM(poorly extractible organic matter,PEOM)的生物降解率分别只有18.4%和5.8%的COD。     

热水解污泥在波节管中流动传热的数值研究

利用数值模拟方法,考察了低湍流雷诺数(Re=4 000)情况下热水解污泥在几种型号波节管的管内流动和传热性能,系统研究了波节管的波节高度H、波谷圆角半径r、波节间距P以及波节长度S1对波节管的流动及传热性能的影响。结果表明,在相同管径及管长下,波节管的换热效果明显比光滑管好。由于管内形成径向二次流,湍动剧烈,传热得到强化,但是进出口压差也相应增大。波节高度H对波节管的强化传热起决定性作用,波谷圆角半径r、波节间距P以及波节长度S1主要对流动阻力产生影响。在研究中采用的波节管相对于光滑管,努赛尔数Nu和阻力系数f分别最大增加130%和129%,并且当H=4 mm,r=10 mm,S1=20 mm,S2=25 mm时,综合换热因子η达到最大值2.1。     

对影响热水解污泥临界剪切应力主要因素的实验研究

热水解广泛应用于污泥厌氧消化的预处理之中,研究热水解污泥临界剪切应力的主要影响因素,准确预测污泥流变特性,对后续厌氧反应器的有效运行是十分必要的.本文研究了预剪切强度、温度(15~85℃)、浓度(8.6%~15.6%)、剪切速率范围(0.01~1000 s-1)对热水解污泥临界剪切应力的影响.实验采用含固率(Total solid,简称TS)8.6%TS15.6%的热水解污泥,在0.01~1000 s-1的剪切速率范围内对热水解污泥进行流变特性的测试.结果发现:流动曲线中是否出现临界剪切应力与污泥浓度和剪切速率范围有关,与预剪切强度及温度无关.对于160℃-30 min的热水解污泥而言,当TS10%时,流动曲线符合Herschel-Bulkley模型;当TS=10%时,在0.1~10 s-1内开始出现临界剪切应力将流动曲线分为两部分;TS10%时,流动曲线符合改进的Herschel-Bulkley模型.