海洋柴油溢油油水快速分离的应用研究

针对海洋柴油溢油,采用破乳剂对油水快速分离进行了研究.分别对油水比、温度、破乳剂量及存在Ca2 、Mg2 的影响因素,进行了系列油水快速分离试验,并测定了破乳剂作用下乳液的界面张力.试验结果表明,柴油溢油形成的乳液稳定性较差,油水分离较容易,但分离后的水中含油量较高.加入聚醚类非离子型破乳剂FA、FB、FC和FD,可达到油水低温、快速分离的目的,且分离后的水中含油量较低.随着破乳剂浓度的增加,界面张力降低,当破乳剂浓度达到临界胶束浓度(CMC)时,界面张力最小,脱水效果最好.Ca2 、Mg2 对聚醚类非离子型破乳剂的影响很小.     

两室堆肥生物反应装置研究

以堆肥过程中物料平衡、热量平衡以及垃圾生物发酵特性为依据,设计了二室堆肥生物反应装置,并通过堆肥试验实际检验反应装置设计的合理性.装置主要结构包括:二室堆肥发酵仓、保温层、通风供氧系统、空气加热系统以及二次污染控制系统.装置的主要特点为:两发酵仓能够独立完成堆肥发酵,也可以实现堆肥一次、二次发酵串联工艺组合;通过二次污染控制系统,可以很好地减少堆肥过程中产生的废水臭气排放;采用空气加热系统,可以快速均匀地加热堆体,以满足不同堆肥工艺的需要.装置在试验研究以及小规模垃圾堆肥处理领域有一定的应用价值.     

二次旋流强化型气旋浮技术的分离特性

现有气旋浮装置在运行过程中普遍存在旋流强度衰减程度过大等问题,限制了其分离性能的提升,基于此,分析了二次旋流强化作用对气旋浮罐内旋流强度和分离性能的影响特性;借助CFD数值模拟方法和响应曲面法等手段对基于二次旋流强化气旋浮罐主要结构的参数进行了优化,对比分析了常规气旋浮罐和二次旋流强化气旋浮罐的内部流场和油水分离特性。结果表明,采用二次旋流强化结构可以有效提高旋流强度,加速"油滴-微气泡黏附体"向旋流中心汇聚,优化后的气旋浮罐油水分离效率提高至94.5%,较常规单级气旋浮罐提高了10%;二次旋流强化结构是提升气旋浮分离过程中旋流强度和提高气旋浮装置分离性能的有效途径。以上结果可进一步推动气旋浮装置性能的优化和结构创新,可丰富完善该技术设计的理论体系。     

旋流分离器油水分离效率的模拟研究

采用计算流体力学的方法,探讨了操作条件和物料特性对旋流分离器分离油水效率的影响。旋流器为单锥双入口,其主直径为50 mm,锥角为5.5°。模拟过程中,采用商业用软件‘Fluent 6.3’中的雷诺应力模型和欧拉多相流模型来模拟不同条件下油水旋流分离器的分离性能。模拟结果表明,对于本研究的油水旋流分离器,最佳的分流比是10%,最佳的油滴浓度是0.5%(V/V)。在最佳的分流比和油滴浓度下,当进口流速为10.46 m/s时,油水旋流分离器可将15μm的油滴去除80%以上,油滴的分离界限粒径d50(50%的分离效率)为9.2μm。在模拟的基础上,用统计软件STATISTICA6.0对分离效率与操作条件和物料特性之间的关系进行拟合。通过拟合式预测的分离效率与实测值相吻合,误差小于15%。     

生物基质对SWIS脱氮效果及微生物的影响

为考察不同地下渗滤系统装置沿程脱氮效果的差异和脱氮微生物群落结构的分布状况,构建了2套改良装置(煤渣-生物基质的1~#、煤渣的2~#),对沿程出水的COD、氨氮、TN浓度和填料内的脱氮微生物丰度进行了测定分析。结果表明:系统在水力负荷为15 cm·d~(-1)下,1~#和2~#装置对氨氮平均去除率分别为75.59%、80.00%,对TN平均去除率分别为60.63%、57.96%,1~#的脱氮效果略优于2~#装置;由沿程氮污染物浓度变化可知,2套装置的TN去除范围主要在层高60～80 cm处。与2~#装置相比,添加生物基质的1~#装置TN去除率提高了9.60%,且其装置内的Bradyrhizobium、Pseudolabrys、 Dongia、 Rhodanobacter、 Rudaea等脱氮细菌的丰度也分别提升了0.51%、 1.52%、 1.02%、 10.49%和3.15%。因此,生物基质可促进SWIS内部脱氮微生物丰度提升,并通过提供反硝化的碳源来强化脱氮效果。     

UF-RO-NF应用于电镀镍漂洗废水回用中试研究

采用“UF-RO-NF”中试装置处理电镀镍漂洗废水,在周期运行的工况下,考察其浓淡水回用效果以及膜通量变化情况。研究表明,该套系统淡水COD、Ni离子、电导率的平均值为70.6 mg/L、2.93 mg/L、91.1μs/cm^2,远低于该生产车间镀镍漂洗水,可以回用。浓水COD、Ni离子、电导率相对于漂洗水均有4倍以上的浓缩效果,具有一定的回用价值。整个系统在试验运行10个周期内膜通量保持不变。     

外循环厌氧处理工艺中布水和三相分离的改进研究

污水处理中的布水设备和三相分离设备存在很多缺点,通过旋流配水装置和传统配水装置、小间距斜板三相分离装置和传统三相分离装置的比较试验,研究了旋流配水装置和小间距斜板三相分离装置的性能.研究结果表明:在相同膨胀率的条件下,旋流配水装置所需的回流量小,能耗相对较少;在水力上升流速为8 m/h时,采用旋流配水装置进水时,污泥分布曲线较平缓,污泥在高度上分布较均匀,而采用传统配水装置进水时,污泥主要分布在反应器底部,污泥浓度分布不均匀;在上升流速相同的情况下,采用小间距三相分离装置的反应器出水携带的颗粒污泥浓度较小;在相同的进水COD浓度时,小间距三相分离装置分离的沼气量较多.改进的布水和三相分离装置的性能明显优于传统的布水和三相分离装置.     

城市污水处理中提高生物脱氮效率的研究

提高城市污水处理中生物脱氮效率是当今国内外在污水处理中重点研究的课题。对现常用的A／O（缺氧／好氧）系统进行改进,从好氧装置出水口到厌氧装置之间增加一个回流装置,使在保持原有装置较高的CODCR和BOD5去除率的同时,使装置对氮的支除率有较大的提高。这对现有污水处理厂提高氮的去除效果有一定的实用意义。     

镁基-海水法船舶废气脱硫技术性能分析

针对国际海事组织IMO提出的降低船舶硫氧化物排放的要求和限值,大连海事大学科研团队自主研发了一种镁基-海水法(MS)船舶废气脱硫系统。对该系统进行了技术性能分析,结果表明:系统采用高效水化装置,实现了脱硫剂的在线供应,水化时间降低了75%。系统运行阻力低,运行压降在460 Pa左右波动,且处理后排放的SO2稳定在20×10-6以下,洗涤水排放指标满足国际公约要求。     

用于含油污水处理的气浮旋流耦合技术研究

建立了气浮旋流耦合装置.测试了气浮旋流耦合装置的分离效果,实验表明,在加气量质量比为0.003～0.020,含油污水浓度为50～300 mg/L条件下,气浮旋流耦合装置可比单纯的旋流分离装置的分离效率提高10%～50%.     

石墨烯复合改性海绵的制备及其吸油性能

将三聚氰胺海绵(MF)浸入氧化石墨烯(GO)悬浮液,经微波溶剂热还原反应后,用聚二甲基硅氧烷(PDMS)进一步修饰,得到超疏水亲油的石墨烯复合改性吸油海绵(rGO-PDMS-MF)。优化了GO和PDMS改性试剂的浓度,通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)及接触角(CA)测定仪对海绵结构和性质进行了表征,测试了海绵的饱和吸油性能、重复使用性能及油水分离性能。结果表明:GO悬浮液和PDMS溶液最适浓度分别为2.0g·L~(-1)和1.0%(质量分数);所得海绵的接触角达151.5°,饱和吸油能力达45～110g·g~(-1),可通过吸附-挤压方式重复使用10次以上;rGO-PDMS-MF海绵对油水体系具有良好的选择性,与泵装置结合后可以连续有效地将油从水面分离,再生使用后仍保持较高的浮油回收速率和较强的疏水性能。     

磁絮凝污水处理装置的设计及实验验证

为了优化设计装置内部的结构,分别使用Fe3O4磁块和NdFeB磁块制作了2台简易装置进行实验。在实验中由于装置的结构和磁系会影响絮凝的过程,因此将磁盘厚度减到了33 mm,提高了单位时间内流体通过磁盘的流量。在实用可行方面,设计了高效率的絮体助卸装置;2块外磁盘只受单边磁力作用因而对其结构做了加强设计;并且设计了独特的磁盘位置调整机构,以便在实验中调整磁盘间距;装置使用变频调速控制能够及时调整磁盘的转速,从而保证分离的效果。在实际实验中验证了该装置的处理效果,经过处理的水体能达到国家三类水质标准。     

一体化氧化沟处理污水的试验

本文设计开发了一种新型的一体化沟系统，对其进行了清水模拟试验和污水处理试验。清水试验结果表明，这种一体化氧化沟内沉淀池具有良好的固液分离特性，当水力停留时间大于１２小时，沟内ＳＳ在２－５ｇ／ｌ时，出水ＳＳ均小于５０ｍｇ／ｌ，出水ＳＳ相对于沟内ＳＳ的去除率大于９８％。污水试验结果表明，系统有较强的去除有机物的能力，当水力停留时间为２１小时时，ＣＯＤ去除率可达８０％以上，ＢＯＤ５去除率在９０％以上。出     

用于含油污水处理的气浮旋流耦合技术研究

建立了气浮旋流耦合装置。测试了气浮旋流耦合装置的分离效果，实验表明，在加气量质量比为0．003-0.020，含油污水浓度为50—300mg／L条件下，气浮旋流耦合装置可比单纯的旋流分离装置的分离效率提高10％，50％。     

镁基-海水法船舶废气脱硫实船实验

建立了一套中试规模的船舶废气脱硫装置,并通过实船实验对比研究了海水法、镁法和镁基-海水法在船舶废气脱硫系统中的应用。研究结果表明,镁法与镁基-海水法的脱硫效率保持在95%左右;海水法开始时脱硫效率能达到90%,40 min内迅速下降至60%;海水法pH下降迅速,而镁法和镁基-海水法pH下降较平缓,且镁基-海水法的pH较镁法更稳定;镁基-海水法喷淋液中碳酸盐总量不减少,不释放CO2。综合分析认为,镁基-海水法是一种具有广阔应用前景的船舶废气脱硫技术。     

两相均流板对弯管中气固两相运动分布特征的影响

针对燃煤电厂烟气污染物脱除系统设备入口弯管内的气固两相分布不均的问题,提出一种两相均流板,采用CFD数值模拟的方法对比分析了安装两相均流板与常规导流装置的弯道内气流速度分布、颗粒质量浓度分布以及弯管进出口压差变化特征。结果表明:在弯管内安装两相均流板较安装导流板/三角翼挡板更优,既可以使气固两相均匀分布又可以有效降低系统的压阻,克服了常规均流装置气固两相均流效果不佳、阻力大等缺点,在较低的压阻下解决燃煤电厂烟气污染物脱除系统入口气固两相混合不均匀的问题,有效提高污染物脱除效率。     

船舶防污漆中污染物分析及处置技术

船舶防污漆在船舶航行过程中向外缓慢的释放毒素,对海洋环境以及海洋生物造成了严重的危害。废弃船舶在拆解过程中得不到有效处理同样会造成二次污染。该研究选取了十艘待拆解船舶的防污漆并对其污染物进行了分析检测,包括多环芳烃、重金属、挥发性有机污染物以及DDT。通过分析不同污染物的浓度以及毒性建立了防污漆有害物质清单,并建立起一套无尘打磨+高效吸附+无害化焚烧的防污漆处理系统。针对一艘10 000 t以上待拆解船舶进行示范作业并计算环境收益,该研究对防污漆的无害化处理提供了一个示范性的案例。     

油污土壤中柴油去除的影响因素

以柴油为污染物,通过一维砂柱实验模拟油污土壤中柴油去除过程,从油水界面张力(IFT)角度分析溶液pH、淋滤速度和表面活性物质对除油效果的影响。结果表明,延长油水接触时间、升高或降低蒸馏水pH值均使油水界面张力下降,低淋滤速度下单位孔隙体积水中石油浓度较大,而水溶液pH的变化对除油效果影响不明显。十二烷基硫酸钠(SDS)和乙醇使油水界面张力显著下降,因此表面活性物质的除油效率明显高于蒸馏水,乙醇溶液的除油效率随着体积浓度的增加而升高。从石油释放动力学方程计算的柴油累积释放量看,50%乙醇除油效率最高,8 mmol/L SDS溶液次之,在淋洗初期柴油去除效果最为明显,而在中期和后期除油率增加幅度逐渐减小。     

PCF型湿式除尘脱硫器气液流场数值模拟

利用FLUENT6.3对PCF型湿式除尘脱硫器装置内的三维气液两相流场进行数值模拟,分析装置内气液两相分布特性。模拟结果表明,PCF装置内的导流板对气液两相的分布特性影响显著,使气相分布更加均匀。导流板和自激通道是引起装置压力损失的主要原因。PCF装置的套筒式结构有效地减少了烟气带水问题,并减少了除雾器的安装,使除尘器的结构更加简单。模拟结果对设备的优化设计和实际运行有一定的指导作用。     

化学破乳-Fenton氧化处理乳化液废水

采用化学破乳-Fenton试剂处理乳化液废水,考察了相关因素对处理效果的影响特点和规律.实验结果表明,酸化作用中,静电作用对破乳有着关键性影响,降低乳化液废水pH值,有利于乳化液废水的油水分离;混凝剂投加量和废水pH值直接决定着破乳效果,油滴分散体系脱稳的适宜pH值既能使油滴间静电斥力较小,又能使大分子量的、大比表面积的多核络合离子通过电中和、吸附架桥、卷扫的作用来强化油水分散体系脱稳.Fenton氧化中,对于特定的Fe2+浓度,随着n(H2O2)/n(Fe2+)增加,COD去除程度增加,但增加的幅度越来越小,同时COD去除率达到稳定所需要的时间相应增加,适宜的摩尔比为20;废水Fenton体系H2O2开始阶段急速降低然后趋于平缓,体系Fe2+反应开始很短时间内急剧降低并趋于某一稳定值,H2O2浓度、Fe2+浓度随时间变化遵循一级反应动力学模型.