新型膜-生物反应器中膜丝长度对临界通量的影响

为了优化膜-生物反应器中的膜组件长度,考察了4组不同长度膜组件(膜丝长度为0.2、0.4、0.6、0.7m)在不同曝气量下的临界通量区.试验结果发现,曝气强度相同时,膜丝长度为0.4m膜组件的临界通量区高于膜丝长度为0.2m、0.6m和0.7m的膜组件,说明膜丝长度存在最优值;膜组件中膜丝长度相同时,曝气强度越大临界通量区越高.膜丝(膜组件)长度对临界通量产生影响主要体现在2方面:一是膜丝长度的变化会改变膜丝上局部通量的非均匀分布状况;二是曝气气泡对不同长度膜丝的冲刷作用不同.应用局部通量分布方程模拟了清洁膜丝上局部通量的分布状况;结果表明,膜丝长度越长,沿膜丝长度方向的局部通量分布越不均匀,则膜组件的临界通量越小.从曝气气泡对膜丝的冲刷作用看,相同曝气量下膜组件(即膜丝)长度越长,形成的气泡越大,在大气泡的作用下膜丝更易于摇摆和震动以达到减轻膜表面污染物沉积的效果,即可能达到的临界通量越大.因此,对于减轻膜污染而言,即得到最高的临界通量区,膜丝(膜组件)长度存在最优值.     

空气源热泵热水机组的研究进展

针对国内外空气源热泵热水器研究和应用现状,分析其优化设计和推广应用的关键问题是系统的热力性能、机组稳定性和系统控制.归总目前市场空气源热泵热水器的主要系统型式,评价不同系统的优劣.通过计算不同加热设备的年运行费用和静态投资回收期,得出空气源热泵热水器节能优势显著.提出空气源热泵热水器在应用中存在的问题及改进建议.     

基于储层非均质的水淹水窜风险评价

水淹和水窜是油田在水驱开发时常见的安全问题,储层非均质性是引起水淹和水窜的主要原因之一。为研究储层非均质性对于水淹水窜的作用,通过层次聚类分析法建立储层非均质综合指数关系式,并将其转化为水淹水窜风险概率,把水淹水窜风险概率进行分级,以此判断非均质性对于水淹水窜的作用。以BD油田阜二段第三砂层组为例进行水淹水窜风险评估,结果表明:研究区非均质性严重,水淹水窜风险概率均大于80%,储层非均性极容易导致油田在注水开发时发生水淹水窜。该区在注水开发时需要重视工艺设计与防护措施,以降低水淹水窜风险。     

风障联合压实防治煤堆自燃技术工艺参数优化

为提高煤堆自燃的防治效果,降低经济成本和提高施工的灵活性,基于煤堆自燃理论,使用COMSOLMultiphysics 5.0数值仿真软件,建立煤堆自燃模型,研究了煤堆最高温度和自然发火期变化及相关措施实施后最高温度降低规律,对比了单独压实、独立风障和风障联合压实的温度降低量,优化了联合措施的工艺。结果表明,煤堆孔隙率越小,自燃风速范围越宽,最小、最易、最大自燃风速越大;单独进行煤堆压实存在因孔隙率增加而降低的最低不宜风速;针对6 m高煤堆单独使用风障时,只有风障高12 m、距离煤堆25 m才能避免煤堆自燃;风障联合压实措施中,风障高7.5~9 m,设置距离煤堆10~30 m即能保证煤堆不自燃。说明联合的煤堆最高温度降低量更大,且能扩大压实的适用范围,降低风障高度,节约经济成本,增加风障现场施工的灵活性。     

厌氧流化床微生物燃料电池处理废水的产电特性

在内径40mm、高600mm的液固厌氧流化床空气阴极单室微生物燃料电池(MFC)中,分别以污水和椰壳活性炭为液相和固相,采用间歇运行方式,考察了接种厌氧污泥条件下流化状态对电池产电性能的影响.实验结果表明,固定床条件下,电池启动迅速.初始电压为200mV,80h后电压急剧上升,100h后电池开路电压稳定在700～900mV之间.对比电压和功率密度随电流强度变化的曲线知,电池启动成功后,固定床状态下,电池最大输出功率密度随污水循环流速的增加而增大.床层颗粒由固定状态转变为流化状态后,电池最大输出功率密度由初始值120mW·m-3增加至220mW·m-3,说明流化床可以改善MFC阳极室内传质效果,加快反应速率,提高MFC产电性能.     

基于Fluent软件的SABR反应器流场模拟

分段进水厌氧折流板反应器(SABR)是一种高效的污水生物处理反应器,流场十分复杂。运用通用商业计算流体力学(CFD)软件Fluent对SABR反应器进行流场模拟,用Solidwork建立反应器流场实体模型,采用分块结构化网格技术实现了适用于复杂形体的分块结构化网格的计算程序,采用修正的k-epsilon双方程湍流模型以及滑移网格法(SG)处理反应区。分别考察了进水流量为0.276,0.420,0.840,1.680 L/h时厌氧反应器的速度场、压力场以及湍动性能。结果表明,计算所选模型能较准确地预测反应器流场情况,模拟结果与实测结果比较符合,具有较高的参考价值,对今后SABR反应器的进一步研究与改进有着十分重要的意义。     

次临界操作下的膜污染机理研究

临界通量在膜污染控制的水动力学条件优化中是一个非常有意义的概念。本研究用一种新型的中空纤维膜组件过滤活性污泥混合液 ,采用通量阶式递增法对临界通量进行测定 ,实验表明 ,气水二相流是一个提高临界通量非常有效的方法 ,而且临界通量随着曝气强度的增大而增大 ,根据测定结果 ,可以得出膜生物反应器 (MBR)的 3个水动力学操作区 :超临界区、临界区和次临界区。次临界操作可以防止颗粒物质在膜面上沉积引起的可逆污染 ,在次临界操作下 ,膜污染分为两个阶段 ,第一阶段为不可逆污染发展阶段 ,跨膜压力 (TMP)发展缓慢 ;第一阶段膜的不可逆污染导致膜丝点通量不断的重分配 ,一旦出现膜丝上某一点的通量大于临界通量时 ,颗粒物质就以此点为突破口 ,不断沉积到膜丝表面 ,发生可逆污染 ,膜污染进入第二阶段 ,TMP急剧增加。     

常州市燃气管网破坏的人工神经网络预测模型

作为一种高效清洁的能源,燃气已经成为城市能源中的重要一员,燃气管网破坏亦成为城市所面临的重大安全隐患。城市埋地燃气管网的破坏风险,往往受到多种影响因素的共同作用。通过分析常州市埋地燃气管网破坏的影响因素,确定了地面沉降、地裂缝、城市内涝、土壤腐蚀等4个风险评价因子。运用MATLAB中的人工神经网络工具,通过人工神经网络计算,优化了模型网络结构,建立了常州市埋地燃气管网破坏风险预测的人工神经网络模型。分析计算结果,并为常州市埋地燃气管网的安全防护提供了建议。     

菲和铬(Ⅵ)单一及复合暴露对土壤微生物多样性的影响

有机物和重金属已成为我国土壤环境中常见的2类污染物质,二者间复合污染引起的土壤生态环境风险不容忽视。本研究以多环芳烃模式物菲和典型重金属铬(VI)作为受试物质,采用PCR-DGGE分子指纹图谱技术,探讨这2种污染物单一及复合暴露对土壤微生物群落多样性的影响,并选用主成分分析、聚类分析和戴斯系数3种算法对微生物群落相似性进行了比较。结果表明,在暴露实验第1天,菲单一暴露低浓度组中微生物群落相似性产生了极为明显的变化,而到第7天时,菲和铬(VI)单一暴露高浓度组均对微生物群落结构相似性产生最大程度的影响;采用香农指数法评价微生物群落的多样性,发现在暴露实验第7天,菲和铬(VI)单一暴露高浓度组对微生物群落多样性的影响比复合暴露高浓度组更强,二者复合暴露的相互作用方式表现为拮抗效应。本研究证明低浓度菲短期暴露的效应高于高浓度暴露结果,因而多环芳烃菲自身及其在复合暴露中所扮演的角色尤其值得关注。     

环境中土壤微塑料研究热点及趋势可视化研究

为探究微塑料的研究现状、热点及趋势,以Web of Science核心合集数据库及中国知网(CNKI)数据库为数据来源,利用CiteSpace等软件绘制作者及机构共现网络图谱、区域分布特征图谱、关键词共现网络图谱和参考文献共被引图谱等,对环境微塑料尤其是土壤微塑料的研究现状及热点进行可视化分析。结果表明:微塑料研究自2016年开始逐步加强,其中土壤微塑料的研究热度在2021—2022年迅速上升;对于土壤微塑料,丰度分布、污染机制和健康风险等是当前研究的热点;完善土壤微塑料检测方法体系,探寻合适的土壤微塑料污染治理和管控方法及对策,对于维护生态安全和保障人体健康具有重要意义。