焊接工艺多源散发的高温颗粒污染物扩散特性数值模拟

为探究热工艺过程产生的热气流作用下颗粒的迁移规律,基于气固两相离散粒子模型(DPM)对多源浮射流伴生的高温颗粒的扩散特性进行了数值研究,讨论了两相流运动过程中热气流与颗粒群的温度和速度的瞬时变化情况.结果表明,对于473K£T₀£673K的高温颗粒群,温度衰减趋势类似,颗粒群温度分布呈中心对称;当5μm£d_p£20μm时,颗粒与气流之间的跟随性随着粒径的增大而降低;热羽流随时间经历了独立发展和相互合并的过程,羽流之间涡旋结构的消失导致中心位污染源散发的d_p=10μm的颗粒更容易发生沉降.     

好氧颗粒污泥沉降选择实验研究与定量描述

以序批式反应器培养的成熟好氧颗粒污泥为对象,研究沉淀高度对颗粒数、比重、污泥浓度、粒径分布及选择系数的影响.结果表明,随着沉淀高度的增加,污泥浓度在沉淀时间为30 s时由0.24 mg.L-1明显增加至6.07 mg.L-1,平均粒径从450μm增加到550μm,颗粒圆形度增加12.67%,而复杂度减小13.47%,说明粒径较大、形状较规则的颗粒沉降较快,从而更易在沉降选择过程中得以保留.根据选择压原理,结合颗粒污泥沉降实验结果引入选择系数.实验和计算结果显示,在任意沉淀高度,选择系数随粒径和密度的增大而增加.随着沉淀高度的增加,直径>600～800μm的颗粒选择系数增加,小颗粒趋势与之相反,说明增大排水比有利于大颗粒保留而絮体被筛选出反应器,而低的排水比会使污泥颗粒化过程放缓.该研究结果可望对加速污泥颗粒化过程和提高其稳定性提供科学的理论依据和指导.     

扰动对悬浮颗粒物粒径及上覆水中磷形态分布的影响

为了探讨底泥扰动下上覆水中悬浮物粒径分布规律及该分布规律对水体中溶解性形态磷的影响,以太湖梅梁湾上覆水和沉积物作为实验对象,开展室内模拟实验.结合乌氏粒级标准分析了扰动下的水体中粒径变化情况以及上覆水中不同磷形态的变化规律.结果表明,扰动后的水体中,悬浮物粒径分布发生明显变化,其中小粒径颗粒(0~10μm)、中粒径颗粒(10~20μm)、大粒径颗粒(≥20μm)的平均占比分别升高、降低、不变.说明中小粒径颗粒物质有向大粒径转化的趋势.另外,在磷形态方面,随着粒径分布的周期性变化,DTP/TP、DIP/TP存在同样的周期性上升规律,数据显示DTP、DIP的变化并不明显,这说明扰动导致悬浮颗粒物对于磷的持留能力提高.另一方面,扰动下DTP/TP和DIP/TP平均值分别为19%和13%,其远低于对照实验(80%和69%),说明扰动引起的小粒径聚集与絮凝成大粒径颗粒的现象有利于上覆水中溶解性形态磷的吸附与沉降,并转化成颗粒态磷,进而延缓水体富营养化的发展进程.     

基于CFD-PBM耦合方法的栅条絮凝池内颗粒聚并行为模拟

为探究絮凝池内部颗粒聚并行为的影响因素,采用群体平衡模型(PBM)模拟颗粒聚并行为,通过CFD-PBM耦合方法,研究了絮凝颗粒初始平均粒径和絮凝颗粒体积分数对栅条絮凝池内部颗粒聚并行为的影响,提出了颗粒平均粒径增长率指标来表征CFD-PBM耦合方法下絮凝池内部絮凝效果。结果表明：1)当进口颗粒体积分数为0.1时,随着絮凝颗粒初始平均粒径由10μm增长到76μm,出口处粒径由117.54μm增长到154.82μm,但颗粒平均粒径增长率由1075.4%迅速降低至103.7%;2)在进口颗粒初始粒径为40μm时,随着颗粒体积分数由0.05增长至0.2,出口位置颗粒粒径由127.16μm增加至155.74μm,而平均粒径增长率也随之由208.7%增加至289.4%;3)从整体上来看,当颗粒体积分数从0.05增加到0.1时,平均粒径增长率的变化最快,絮凝效果的提升最为显著。研究结果对于栅条絮凝池的结构设计指导和絮凝效果评价具有重要意义。     

矿井水净化后的煤泥水减量化研究与应用

为实现煤泥水减量化,分析了初沉池、调节池和澄清池的煤泥粒径,研究了微滤目数、C-PAM添加量和压滤时间对煤泥脱水的影响。结果表明:初沉池、调节池和澄清池中颗粒物的平均粒径分别为145.1μm、103.2μm和91.9μm,初沉池和调节池中存在大于830μm的颗粒物,最大粒径超过1 200μm;三池中,粒径小于45μm的颗粒物超过20%; 20目微滤可有效去除830μm以上的颗粒物,投加15 mg/L C-PAM进行絮凝可有效去除45μm以下的颗粒物,二者共同作用可提升泥饼含固率。在进水悬浮物不超过3 000 mg/L的条件下,煤泥水进入隔膜压滤机压滤的时间不应低于40 min;当进水悬浮物超过5 000 mg/L时,压滤时间不应低于30 min。煤泥水经微滤+机械浓缩+隔膜压滤工艺处理后,泥饼含固率大于70%,煤泥水减排量超过90%。     

餐饮业油烟的颗粒物分析

利用显微镜照相技术和电低压冲击式采样器分别对餐饮业油烟中10μm以上和10μm以下的颗粒物进行分析,得出餐饮业油烟颗粒物的粒径分布状况.结果表明,厨房内油烟中可沉降颗粒的粒径主要分布在10～400μm之间,数量浓度峰值粒径集中在10～100μm之间;油烟中可吸入颗粒粒径主要分布在1μm以下,数量浓度峰值粒径集中在0.063～0.109μm之间,质量浓度峰值粒径在6.560～9.990μm之间.通过对餐饮业油烟颗粒物物理特性的全面分析,找出特征值,确定油烟监测的标志物,为餐饮业油烟的治理和监测提供科学依据.     

胶州湾夏季悬浮颗粒物组成特征研究

2005年8月采用FACSCalibur流式细胞仪等方法对胶州湾夏季悬浮颗粒物组成特征及影响因素进行了研究.结果表明,胶州湾夏季悬浮颗粒物浓度范围在12～17.4 mg/L,浓度从湾内到湾口有逐渐减少的趋势;悬浮体中有机颗粒物占总颗粒物数量的58.73%～72.1%,以小于1 μm的颗粒为主,1～2 μm,2～5 μm,大于5 μm的颗粒数量依次递减;活体颗粒含量达到40.05%～61.37%,并且活体颗粒的粒径也比较小,其粒径分布趋势与有机性颗粒分布趋势相似;有机颗粒、活体颗粒分布都具有近岸较高,离岸较低的特点;表层悬浮物有机颗粒、活体颗粒含量分别与温度、pH值和PO3-4-P之间具有较好的相关性.     

典型生活污水颗粒物粒径分布及沉降性能研究

为明确生活污水颗粒物粒径分布及沉降性能,采用颗粒分析仪测试了三个典型生活污水处理厂进水颗粒物粒径分布,通过静沉试验比较颗粒物分布变化及沉降性能,分析了沉砂作用对颗粒物的去除效果,获得了典型生活污水颗粒物分布的基本特性和静水沉降的一般规律.结果表明:进水颗粒物中位径为8～14μm,静沉后的中位径降至4～8μm,颗粒物总数...     

浅水富营养化湖泊蓝藻垂向分布特征及其动力机制研究—以太湖为例

蓝藻垂向运动的表征对于理解浅水富营养化湖泊中蓝藻水华的形成过程至关重要.本研究以太湖为研究区,通过野外实验观测,分析蓝藻生物量及颗粒物粒径分布的垂向变化特征,结合一维蓝藻平流运动模型,研究在不同扰动强度和群体粒径下的蓝藻垂向运动规律.结果表明,在低风速条件下(风速小于3 m·s^-1),太湖水体中蓝藻生物量在垂向上分布不均匀,其垂直分布剖线在水表或水柱某一深度形成峰值.当水华发生时,直径> 75μm的蓝藻群体主要聚集在水表,其剖线在水下形成不明显的峰值;在水华未发生时,75～175μm直径范围内的蓝藻群体主要聚集在水深1.2 m处,175～250μm直径范围内的大粒径蓝藻群体仍聚集在水表.垂向运动模拟表明,直径> 100μm的蓝藻群体随光照变化在水柱中进行周期性上浮下沉运动,直径<100μm的蓝藻群体,由于垂向迁移速度较小,在弱扰动条件下聚集在真光层深度附近.不同粒径蓝藻群体的垂向运动规律不同,导致蓝藻生物量垂直剖线在水表和水下形成两类特征峰.     

燃煤飞灰中细颗粒物(PM2.5)的物理化学特性

研究了小龙潭电厂燃煤飞灰中细颗粒物的粒径分布、显微结构、颗粒类型以及As,Se,Cd,Pb,Cr和Be等6种微量重金属在不同粒径中的分布规律。结果表明:燃煤排放的PM_2.5以球形颗粒为主,但随着颗粒物粒径的减小,非球形颗粒的数量有所增加;多数PM_2.5的表面并不光滑,不同粒径颗粒之间存在逐级吸附的现象;微量重金属As,Se,Cd,Pb和Cr大部分富集在粒径小于2 1μm的细颗粒上,高钙飞灰对As有强烈的吸附作用。      

平流式二沉池三维数值模拟分析

采用Fluent15.0软件对城市污水处理厂的平流式二沉池进行模拟分析。选取RNG k-ε模型和欧拉双流体模型,利用加拿大温莎大学Imam实验数据验证了该模型的准确性。基于该模型,以出水悬浮物浓度(ESS)和异重流比例为表征指标,对影响二沉池沉淀效率的3个因素——污泥颗粒粒径、表面溢流率和挡板比例进行分析。结果表明:污泥颗粒粒径影响泥水分离的效果,模拟实验得到的最佳颗粒粒径为300μm。表面溢流率对出水悬浮物浓度值影响较大,随表面溢流率增大出水悬浮物浓度值和异重流比例呈非线性急剧增加。同时,二沉池中最佳的挡板比例为60%,此结构不仅有利于能量的耗散和异重流比例的减小,而且能保证较低的出水悬浮物浓度值。     

无机型城市景观水体表观污染的悬浮颗粒物粒度分布特征:以中国运河苏州段为例

基于悬浮颗粒物粒度分布特性能为水环境表观质量研究提供重要信息,以流经苏州市市内运河水为研究对象,探讨无机型城市景观水体中不同表观污染程度下水中悬浮颗粒物的粒度分布特性及其影响因素,从悬浮颗粒物的粒径角度来解释无机型景观水体表观污染机制.结果表明,无机型水中悬浮颗粒物以单峰分布为主,中值粒径范围13~25.2μm,组分Ⅱ(粒级3.8~16μm)是优势组分,体积分数范围29.4%~59.6%;水体表观污染的敏感组分为组分Ⅱ(粒级3.8~16μm)和组分Ⅳ(粒级32~64μm),表观污染指数(SPI)与组分Ⅱ和组分Ⅳ体积分数关系具有分段性,分段节点是浊度为45NTU处,浊度小于45NTU时,SPI值与组分Ⅱ体积分数呈显著正相关,与组分Ⅳ体积分数呈显著负相关;当浊度大于或等于45NTU时关系相反.影响苏州运河水粒径分布的因素主要是生物因子和水动力条件,生物因子的作用主要表现为藻类的增加,水动力条件的作用是使水体发生再悬浮,导致水中大颗粒物质的增加.     

被动采集大气颗粒物样品的粒径分布特征

在可同时采集气态与颗粒态大气污染物的被动采样装置中放置涂有薄层凡士林的载玻片,用于采集大气悬浮颗粒物,利用粒度粒形仪分析样品粒径分布特征,并深入探讨风速以及采样罐外壁添加300目滤网(孔径50μm)对样品粒径分布的影响.结果表明,在室内静风与室外相对封闭的条件下,添加滤网可有效阻止50μm的粗颗粒组分进入采样罐;而在室外有风的条件下,添加滤网后仍有粗颗粒进入采样罐中,但进入概率与风速大小之间无关.观察粒径10μm以下颗粒的分布曲线,室内静风条件下得到的分布曲线与主动采样得到的结果极为类似.而在有风条件下,3～5μm的颗粒组分比重有所减少,6～9μm颗粒组分比重明显增加.上述问题在被动采样器的使用中需予以考虑,结合样点具体情况判断是否添加滤网.     

富营养化城市景观水体表观污染下的悬浮颗粒物粒度分布特征

悬浮颗粒物粒度分布特征反映城市景观水体表观污染状况,为研究富营养化城市景观水体表观污染与悬浮颗粒物粒度分布的内在联系及其影响因素,在苏州市市内的典型富营养化河道:枫津河,选取5个代表性取样点,测定水中悬浮颗粒物粒度分布、表观污染指数(SPI)及水质指标,并分析其相关性.结果表明,富营养型水体中悬浮颗粒物具有相似的粒度分布特征,粒度分布存在多峰,且出峰位置大致相同,悬浮颗粒物的粒度分布由多个组分叠加构成.悬浮颗粒物粒度分布最多可分为6个组分,各组分粒径范围分别为1.5μm、1.5~8μm、8~35μm、35~186μm、186~516μm、516μm.组分Ⅲ是优势组分(体积分数均值38.3%~43.2%).组分Ⅲ体积分数与SPI值、Chl-a浓度呈显著正相关,组分Ⅲ体积分数的增大是该类水体表观污染程度加深的粒度结果表征,该组分体积分数的增大主要来自于藻含量增加;组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ体积分数在有外源时明显高于无外源时,无外源时组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ体积分数与SPI值显著负相关,有外源时组分Ⅳ+组分Ⅴ+组分Ⅵ体积分数与SPI值存在较弱的正相关但未达到显著水平.环境因子(F_v/F_m和DO)和外源因子作用水体主要表观污染物质藻类的含量,进而影响悬浮颗粒物各组分的体积分数和水体表观质量;水动力条件作用悬浮颗粒物粒径,较大水动力使中值粒径增大,对水体表观质量未产生显著影响.     

DOC对燃用调合生物柴油发动机PM排放的影响

为研究氧化催化转化器(DOC)对柴油机燃用不同调合生物柴油(BO、B10、B20)后排气颗粒物粒径分布及组分的影响规律,利用MOUDI对颗粒物进行分级采样,对分级颗粒称重得到质量浓度分布,利用热重分析仪分析颗粒物热重特性及组分变化.结果表明:未加装DOC时,随着生物柴油比例的增加,各粒径级颗粒物质量浓度均降低,B20降幅最大;颗粒物质量浓度峰值范围内的粒径大小处于0.18~0.32μm,SOF质量分数依次升高,无机盐和Soot质量分数依次降低.加装DOC后,颗粒物质量浓度降低,DOC对粒径大于1μm颗粒转化效果不明显,聚集态颗粒质量浓度转化效率明显高于粗粒子态颗粒,B20聚集态转化效率最高,可达61.6%.随着转速的升高,转化效率明显降低,颗粒中SOF质量分数降低,H_2O、Soot,无机盐质量分数均增大.     

自然通风住宅室内外颗粒物数量浓度污染特征

于2016年冬季对西安市11户住宅进行日常和密闭工况测试。结果表明:住宅室内主要以细颗粒(直径2.5μm的粒子分别为厨房和客厅最多,人员活动对直径2.5μm以上的粒子影响最大;日常工况下,直径8μm的粒子I/O值(室内、室外的颗粒物浓度之比)>1,直径在0.5~8.0μm的粒子I/O值8μm时I/O值均8μm时I/O>1,且随粒径的增大先减小后增大,0.5~2.5μm范围内取得最小值,渗透系数F_c随粒径的增大先增大再减小,直径0.3μm处取得最大值。     

苏南典型河段磷的分布及释放特性研究

通过测定常州典型河段河水和底泥中的磷含量,同时分析了磷在不同底泥颗粒中含量分布的变化,阐述了河流中磷的分布和转移趋势。结果表明:河水中的磷含量通常低于底泥间隙水中的磷含量,但当河流发生富营养化后,底泥中的磷大量向上层水体释放,使得河水中的磷含量不断增加。底泥有效磷与总磷含量之间没有明显相关性,而与底泥间隙水的磷含量之间存在着交换平衡。底泥颗粒以2μm~50μm的粒级为主,即以细砂和粉砂质有机-无机聚合体矿物颗粒为主。磷在底泥颗粒中的含量随着底泥粒径的增大而减少,且粒径越大的颗粒对磷的吸附能力越弱,其中的磷向外释放的可能性越大。     

兰州市街道尘埃粒度空间变化特征

采用Mastersizer2000激光粒度仪对2006年3月采集的兰州市街道尘埃进行了粒度分析。结果表明,兰州市街道尘埃中颗粒物平均粒径范围在46．83μm-266．59μm,平均值为118．73μm;其中〉2μm的颗粒占总量的92％-99．5％,〈2μm的颗粒占10％以下。受地形因素影响,兰州市西部和东部地区粒径较粗,中间地段粒径相对较细;进一步分析发现在风动能大的区域,尘埃主要以较粗物质为主;在风动能相对较弱区域,细颗粒和粗颗粒含量差别不大,而在风动能小的区域,街道尘埃主要以细颗粒物为主。由此可见,兰州市街道尘埃中的颗粒物的主要来源是由于风力和人为活动产生的土壤尘和人为排放的污染物所共同贡献的;粒度分布特征受到风动力条件和物源（污染源）两方面因素的控制。     

电晕线直径对静电除尘器性能影响的模拟研究

采用数值模拟方法研究了电晕线直径对静电除尘器性能的影响,分析了电压、风速对不同直径电晕线的除尘效率的影响规律。结果表明,随电晕线直径减小,收尘板处的电荷密度和电场强度都逐渐增大;电晕线附近的电荷密度显著增大,由272增大到778μC/m3;而电场强度逐渐减小,且场强最低点的位置逐渐靠近电晕线。随电晕线直径减小,大颗粒和小颗粒的除尘效率都逐渐增大。电晕线直径较小时,随着电压增大,大颗粒和小颗粒的除尘效率都逐渐增大;电晕线直径较大时,大颗粒除尘效率的提高程度更显著。随着风速减小,不同电晕线直径的除尘效率都逐渐增大,且小颗粒除尘效率的提高程度相对较显著,0.1μm颗粒的除尘效率提高12.3%。     

SO_3对高湿静电场中电晕放电的影响机制研究

静电除尘器中的电晕放电特性是影响颗粒荷电及捕集的重要影响因素,本文基于试验及数值分析方法,研究了高湿烟气中硫酸气溶胶在不同浓度下的颗粒粒径分布特性及其对电晕放电的影响机制.结果表明,硫酸气溶胶颗粒数目浓度和粒径随SO_3浓度和烟气湿度的升高而增大,当SO_3浓度由17.5mg/m~3增大至179.6mg/m~3时,颗粒数目浓度由2.34×107cm~(-3)增大至4.49×107cm~(-3),中值粒径由0.08μm增大至0.15μm.当SO_3浓度为179.6mg/m~3时,电流相比空载时降低78%,烟气湿度的提高将进一步导致电晕电流的降低.颗粒粒径小及数目浓度高是导致电晕电流下降的重要原因:粒径为0.1μm附近的颗粒数目浓度高,易形成高密度的空间电荷,降低极线附近的电场强度及离子浓度,最终导致电晕电流降低.采用增大颗粒粒径,减小颗粒数目浓度方法有利于减小电晕封闭的影响.