多孔水力空化装置降解甲基橙

研制了多孔水力空化装置,并将其应用于降解甲基橙溶液,通过测定甲基橙的降解率,考察了孔径、小孔排布方式、液体温度、运行时间对空化效果的影响,分析了平均降解速率与运行时间的关系。研究表明:孔径越小,小孔分布越均匀,空化效果越好,甲基橙的降解率越高;随着时间的延长,甲基橙的降解率不断提高,平均降解速率先增大再减小;当水温在40℃时,空化效果最好,甲基橙的降解率达到17.2%。综上所述,可以通过控制操作条件和优化孔板设计提高空化效果。     

H2O2强化水力空化降解罗丹明B废水

通过投加H2O2来强化水力空化技术降解罗丹明B废水(后称"RhB"),考察了入口压力、pH、H2O2投加量和RhB起始浓度等因素对RhB降解效果的影响。结果表明,RhB的降解规律符合拟一级降解动力学;随着入口压力的增加RhB降解率增加;酸性条件能有效提高RhB降解率,pH=3.0时RhB达到最大降解率95.12%;H2O2能有效强化水力空化对RhB的降解能力,但当H2O2浓度增至10 mg/L后,RhB的降解率则不再增加;RhB降解率与其起始浓度成反比;最后探究了RhB的降解机理。     

水力空化耦合电解抑藻工艺性能的初步研究

采用水力空化与电解耦合的工艺去除水体中的藻类。初步探索了包括空化管径和电解时间在内的处理工艺参数,改善了处理装置结构。试验选用天然水体优势藻种——铜绿微囊藻和水华鱼腥藻为研究对象,在优化后的水力空化条件下,水头压力0.33 MPa,电流密度为2.13 mA/cm²,处理10 L密度为3.0×106 mL^-1的铜绿微囊藻藻液。结果表明,该装置具有显著的抑藻效果,处理30 min的水样在处理后培养3 d可以达到76.9%的抑藻率,4 d后抑藻率上升到到97.5%。而对藻液分别进行单独空化30 min和单独电解30 min后培养4 d的抑藻率分别为27.7%和27.8%,表明空化耦合电解具有协同作用。通过比较该装置对不同藻种以及处于不同生长阶段的藻种的处理效果,发现装置对铜绿微囊藻的抑藻率显著优于水华鱼腥藻;对于铜绿微囊藻而言,处于对数生长期的藻细胞比稳定生长期更易被除去。     

多隔室厌氧折流板反应器（ABR）的水力特性试验研究

对ABR反应器的水力流态进行了示踪剂试验，分析了特征截面面积对ABR水力特性的影响，采用停留时间分布（RTD）法研究了不同进水COD浓度和HRT条件下ABR反应器的水力特性，结果表明：不同进水COD浓度时ABR反应器的RTD曲线相似，表明进水COD浓度不是影响ABR水力特性的主要因素；不同HRT条件下RTD曲线差异很大，表明HRT对ABR的水力特性影响较大，随着水力停留时间的延长，Ⅳ值增大，1／Pe减小，ABR的流态趋于推流流态，随着HRT的缩短，Ⅳ值减小，1／Pe数增大，ABR反应器趋于完全混合流态。     

多隔室厌氧折流板反应器(ABR) 的水力特性试验研究

对ABR反应器的水力流态进行了示踪剂试验,分析了特征截面面积对ABR水力特性的影响,采用停留时间分布(RTD)法研究了不同进水COD浓度和HRT条件下ABR反应器的水力特性,结果表明不同进水COD浓度时ABR反应器的RTD曲线相似,表明进水COD浓度不是影响ABR水力特性的主要因素;不同HRT条件下RTD曲线差异很大,表明HRT对ABR的水力特性影响较大,随着水力停留时间的延长,N值增大,1/Pe减小,ABR的流态趋于推流流态,随着HRT的缩短,N值减小,1/Pe数增大,ABR反应器趋于完全混合流态.     

厌氧折流板反应器处理邻苯二甲酸二丁酯废水

采用南京江心洲污水处理厂的厌氧消化污泥作为厌氧折流板反应器（ABR）的接种污泥,研究室温（25±5）℃条件下ABR对邻苯二甲酸二丁酯（DBP）降解的运行特性。结果表明,ABR在室温、容积负荷为0.9-1.8 kg/（m3·d）条件下启动运行30 d可以达到运行稳定,其COD去除率在90%左右。在负荷提高阶段,当水力停留时间（HRT）为12 h,容积负荷为2.0-6.8 kg/（m3·d）时,反应器对COD平均去除率大于85%;当HRT为12 h,容积负荷6.8 kg/（m3·d）时,COD去除率达90.7%,DBP降解率达87.3%。     

基于CFD模拟改良型厌氧折流板反应器(mABR)水力特性

改良型厌氧折流板反应器(modified anaerobic baffled reactor,mABR)的处理效率受水力特性的影响很大,而反应器升流室的升流速度又是影响反应器内水力特性的重要参数。使用CFD-fluent软件平台进行二维多相流数值模拟,在难降解废水水解酸化(固-液两相流)与高浓度有机废水发酵产气(气-液-固三相流)条件下,针对水流速度与固含率的变化,探究不同升流速度对反应器内流场特性的影响。结果表明:升流速度的增加及反应器厌氧产气有利于抬升泥水界面,促进泥水混合,提高传质效率;但过高的升流速度将导致污泥流失,使生物量的保持能力下降。通过分析可知,当两相流和三相流升流速度分别为2.0～2.5 m·h~(-1)和1.5～2.0 m·h~(-1)时,水力搅动及固含率分布较为显著,有利于泥水混合,使得反应器去除污染物效率最佳。     

光催化过程中羟基自由基的产生与效能

采用异丙醇淬灭的方法考察了羟基自由基在光催化氧化酸性橙II过程中的产生和效能,研究了TiO2(P-25)的浓度、异丙醇的用量、酸性橙II的初始浓度、初始pH条件和天然共存离子对羟基自由基贡献率的影响。结果表明,在TiO2(P-25)浓度提高时羟基自由基的贡献率逐步提高并稳定在77.6%,异丙醇的投加量对羟基自由基的贡献率影响不大,酸性橙II初始浓度的提高则使羟基自由基的贡献率降低。在中性pH条件下羟基自由基的贡献率最高,酸性或碱性条件下较低。天然共存离子中HCO3-对羟基自由基的淬灭效应最强,F-的淬灭效应最弱。     

水力负荷对厌氧氨氧化反应器运行影响的研究

采用一套有效容积为4.46 L的UASB-ANAMMOX反应器,通过对水力负荷进行3个阶段的调节,研究水力停留时间对ANAMMOX反应器处理效果的影响.3个阶段的水力负荷分别为0.20～0.25、0.38～0.43、0.16～0.20 L/(Ld).在试验过程中,水力负荷的冲击对NH 4-N、NO-2-N的去除率影响明显.其中水力负荷为0.20～0.25 L/(L·d)时,NH 4-N、NO-2-N去除率都能达到99%以上;当水力负荷为0.38～0.43 L/(L·d)时,NH 4-N、NO-2-N去除率分别降至64%和62%;当水力负荷为0.16～0.20 L/(L·d)时,NH 4-N、NO-2-N去除率立刻分别回升至94%和97%.ANAMMOX反应过程中,NO-2-N和NH 4-N的去除量比值基本在1.3∶1.0左右变化,ANAMMOX反应的优势菌种代谢在运行过程中会将一部分NO-2-N转化为NO-3-N,水力负荷的改变对NO-3-N的出水浓度影响不大;但NO-3-N日生成量与水力负荷的大小成正比.试验表明,UASB-ANAMMOX反应器对水力负荷冲击有较强的抵抗力,但是仍会造成一定量的ANAMMOX反应的优势菌流失,使该反应器在短时间内不能恢复最佳的去除效果.     

厌氧折流板反应器处理生活污水的运行特性

以厌氧消化污泥作为厌氧折流板反应器ABR的接种污泥,研究恒温(35℃)条件下ABR处理生活污水的启动和运行特性。实验结果表明,ABR反应器仅用了39 d就完成初次启动,COD去除率一直稳定在60%左右。在以后运行的5个阶段里,即当水力停留时间为4~10 h,容积负荷为1.17~2.9 kg COD/m3.d,反应器对COD的平均去除率基本稳定在70.49%~80.2%;并且当HRT=7 h,VRL=1.612 kg COD/m3.d时,反应器对COD的去除率平均高达80.2%,平均COD出水低于100 mg/L。在实验过程中(除启动阶段外),反应器出水碱度均远远大于进水碱度,VFA均在1.5 mmol/L以下。     

污水土地处理系统流态影响因素及优化

在污水土地处理系统的反应器模型中进行流态实验,使用正交分析理论及停留时间分布(RTD)分析理论,探索管网、集水层和承托层对反应器体积效率及推流的影响,并对反应器构造进行优化。使用正交实验分析发现,各因素对体积效率的影响程度顺序为:承托层>集水层>管网,管网与承托层的影响有明显的交互作用;集水层对推流有影响,并且管网与集水层有很显著的交互作用。使用RTD分析各因素交互作用发现,采用全网布水与集水时,集水层及承托层对流态的影响都不大。管网布设为过水断面的一半(半网)时,集水层的集水作用及承托层的布水作用可以增加反应器体积效率。"半网-有集水层-有承托层"的体积效率最高,流态最接近推流形式,其无因次平均停留时间为1.093,轴向扩散系数为0.037,属于低扩散程度。     

新型结构ABR的设计与水力特性研究

针对ABR自身的缺点,设计出一种新型结构的ABR.该反应器为双层结构,共有5部分组成,各部分容积各不相同.该反应器的设计思想是将ABR与生物滤池以及活性炭吸附等工艺相联合.这种设计能够最大程度地发挥各工艺的优势,进而达到更好的处理效果.通过脉冲响应实验对该反应器的水力特性进行研究,得出不同水力停留时间(HRT)下的停留...     

混凝工艺水力条件的优化与絮体尺寸特性的研究

制造更优的混合和絮凝设备,其核心技术在于设备所提供的水力条件是否更加有利于絮体的形成、是否更加有利于水质处理效果的提高。以成都市府南河水为原水,在不同的快搅强度和不同的快搅时间下进行混凝杯罐实验,混凝剂为硫酸铝、氯化铁,采用激光粒度仪Mastersizer 2000测量絮体平均粒径随时间的变化过程,以去除浊度为目标,分析最优水力条件。实验得到如下结论:(1)快搅强度对氯化铁混凝剂水质处理效果有着明显的影响,快搅时间对硫酸铝和氯化铁混凝剂水质处理效果均有明显影响;(2)以浊度为去除目标,对于硫酸铝通过实验确定快速搅拌强度为250 r/min时,快速搅拌时间为60 s时,水质处理效果最好;(3)以浊度为去除目标,对于氯化铁确定快速搅拌强度为300 r/min时,快速搅拌时间为60 s时,水质处理效果最好。     

玉裂废水粘度对二氧化锰臭氧催化氧化处理特性的影响

通过FT-IR和GC—MS检测分析,表明了压裂废水中有机物主要以苯环结构为主的芳香类化合物和其他杂环化合物,苯环及杂环上的主要官能团包括酮、酯、羧酸、醛、酚、氨基等。同时,压裂废水中的粘度为常规水粘度的2～3倍。针对压裂废水高粘度和高COD污染水质特征,实验研究了压裂废水二氧化锰臭氧催化氧化处理特性以及粘度对处理效果的影响,研究结果表明,在粘度较高（2．2×10-3 Pa·s）压裂废水中,投加的化学药剂很难扩散,羟基自由基·OH的利用效率较低,处理效果较差。通过投加过硫酸钾（5g／L）降粘后,可在很大程度上提高二氧化锰臭氧催化氧化的处理效果。通过对压裂废水中有机物分子量分布、FT-IR分析以及GC—MS分析可知,二氧化锰臭氧催化氧化处理压裂废水是通过激发羟基自由基,破坏水中有机物极性和有机物化学构造,将复杂长链有机物转变为简单有机物,其出水COD可达到国家污水综合排放标准中的二级排放标准。     

城市大型缓流景观水体流场模拟及人工循环水动力优化

人工水力措施是改善城市景观水体水质的重要方式,但由于其建造运行费用高,因此有必要进行优化研究。采用计算流体力学的方法对生态城景观水体几种情景下的流场分布进行了模拟,并通过定量的方法评价得出最优的水动力运行方案,为水体运行规划提供决策支持。研究表明,在补水总流量一定的情况下,采用单点补水与多点补水时水体流动性均较差,但多点补水时补水均匀性有所改善,宜与其他方法联用;4种循环流量的模拟结果表明,循环流量为15万t/d时即可推动水体达到期望流速,继续增加循环流量效果不明显。     

不同水动力条件下鲴、三角帆蚌的组合对富营养化水体的净化作用

采用恒温循环水槽,研究了在不同水动力条件下,鲴(Xenocyprinae)和三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)组合对铜绿微囊藻的控制作用及对水质的影响。结果表明,在光照度2 700 lx、光暗比12 h:12 h,26.8~27.6℃条件下,中流速(0.06 m/s)最适宜铜绿微囊藻生长;低流速(0.02 m/s)组控藻效果最优,对藻细胞的去除率高达(86.11±0.30)%,其次为中流速(0.06 m/s)组,高流速(0.10 m/s)组相对最差,但对藻细胞去除率仍可达到(41.37±0.13)%;水动力条件(流速)对DO浓度影响较大,流速越大,DO浓度越大;对TP、氨氮有明显(PP>0.1),甚至一定程度上增加了水体中的氮负荷,3种(低、中、高)流速下TN浓度相对于初始值增加了(2.1±0.2)%~(19.8±0.2)%。