垃圾填埋气收集控制的CFD数值模拟应用研究

基于多孔介质渗流理论,给出了填埋气在填埋场内流动控制方程组及其定解条件,但实际填埋场的不规则边界使其很难求得解析解。建立填埋场竖井抽气物理模型,采用计算流体力学数值模拟软件PHONEICS求得控制方程的数值解,并用相关文献的结论进行校验,结果与前人结论相吻合。将该方法应用于实际填埋场抽气系统的设计,通过PHONEICS软件编程接口二次开发计算负压抽气条件下流入抽气系统的外部空气量,由此引入抽气效率做为抽气效果的评价指标,模拟了传统等边三角形布置竖井抽气系统的运行效果,并根据模拟结果对传统竖井抽气系统进行优化。     

城市污水厂污泥替代营养盐培养海水小球藻的研究

为了城市污水厂污泥的资源化利用,对污泥替代F/2培养基培养海水小球藻(Chlorella pacifica)进行了研究。首先采用研磨-离心法制备污泥抽提液,将其与F/2培养基按体积比7∶3混合,接种微藻并在优化的条件下培养6 d,逐日测定混合液中无机氮、磷的浓度,培养结束后测定微藻生物量以及干藻中蛋白质、氨基酸和重金属含量。结果表明,将微藻在最佳条件下培养6 d后,混合液中PO34--P、NO2--N、NH4+-N和NO3--N的吸收率分别达到97.32%、96.72%、97.55%和78.13%;与F/2培养基对照组相比,混合液中微藻的生物量增加11.5%;蛋白质、必需氨基酸和非必需氨基酸的含量变化不大。另外,干藻中的重金属含量符合饲料行业标准的要求。     

填埋场不同深度垃圾土反复直剪实验研究

根据垃圾土颗粒大、纤维质多等性质,自行研发了适合垃圾土的反复直剪仪,进行了垃圾土的反复剪切实验。通过对比3组不同深度垃圾土样的反复剪切实验数据,总结出垃圾土的反复剪切性质,得出反复剪切的破环强度、峰值强度和残余强度,并根据破环强度值得出垃圾土的c、φ参数。对比国外填埋场失稳反演得出的垃圾土强度,得出以剪切应变ε=10%作为垃圾土强度的取值。     

印染废水处理工艺改造及其效益分析

通过实验数据分析,对本源微生物菌剂处理印染废水的有效性进行了检验。在此基础上,确定了先生物处理后絮凝的处理方式。进而分析了印染废水原处理工艺中存在的问题,并对其进行了改造,即:以本源微生物菌剂为母菌接种于印染废水中,并结合生物铁填料对其进行处理。工艺改造成功启动后,稳定运行结果显示:复合生化池和接触氧化池的处理工艺对色度和COD的平均去除率分别为:55.69%、55.63%和78.53%、78.21%;出水pH、色度和COD的平均值分别为6.6、13倍和93 mg/L,全部满足标准要求。该工艺大大减少了污泥量,且降低了处理费用。     

污泥焚烧中Cd形态转化的热力学平衡模拟

采用热力学平衡分析方法,结合典型污泥成分和焚烧条件预测了污泥焚烧过程中重金属Cd的转化和迁移规律。模拟计算中考虑了主量矿物质与Cl、S对Cd的形态转化的影响。研究结果表明,污泥焚烧过程中,在低温的条件下Cd主要以固体碳酸盐形式存在,随着温度升高,碳酸盐分解为固态CdO,随后有气态Cd(OH)2、Cd和CdO生成,并且在较高温度主要以气态Cd存在。焚烧体系中,矿物质SiO2对Cd的形态转化影响大于其他矿物质,SiO2能与Cd结合生成稳定的CdSiO3,从而可有效抑制含Cd气态污染物的排放。焚烧体系中Cl较易与Cd结合形成CdCl2而导致Cd的挥发,Cl含量的增加促进了Cd在焚烧体系中的挥发。在低温阶段,Cd易与S结合形成固态硫酸盐,抑制了金属的挥发;在高温阶段,金属的形态转化基本不受S的影响,但是可以影响气态金属Cd的生成温度。根据污泥在不同焚烧温度、Cl含量、S含量条件下Cd的不同产物形态,可以对Cd的污染进行有效控制。     

消防头盔对冲击加速度的防护作用

本文通过论述消防头盔对冲击加速度的防护原理、试验方法和试验结果,分析了不同方向冲击时,消防头盔对冲击加速度的防护作用,提出改进消防头盔设计的一些设想。     

类氧化硅气凝胶吸附材料的制备及其吸附性能

以有机硅高沸物和Na₂SiO₃·9H₂O为原料,采用溶胶-凝胶法制备出疏水性的类氧化硅气凝胶吸附材料。采用透射电子显微镜、傅里叶变换红外分析仪和比表面与空隙度分析仪对该吸附材料的结构进行表征。表征结果显示,该吸附材料呈海绵状多孔结构,比表面积为294.48 m²/g,孔径分布较宽（为2 ~140 nm）,平均孔径为8.95 nm。实验结果表明：采用该吸附材料常温下静态吸附处理质量浓度为10 mg/L的罗丹明B（RhB）溶液,在类氧化硅气凝胶吸附材料加入量50 g/L、静态吸附时间5 h的最佳静态吸附工艺条件下,RhB去除率为98.8%,吸附后RhB质量浓度为0.124 mg/L;采用该吸附材料常温下动态吸附处理质量浓度为15 mg/L的RhB溶液,吸附4 h后开始穿透,吸附7 h后完全穿透。穿透时间较长,表明该吸附材料具有较大的吸附容量。     

模拟阳光下Ag/I-TiO_2光催化预处理山核桃加工废水

研究了在模拟太阳光下,采用银修饰的碘掺杂二氧化钛光催化剂(Ag/I-TiO2)对某食品厂山核桃加工废水进行光催化预处理的效果。结合X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)的表征结果,来分析催化剂结构对于废水处理效果的影响。探讨了Ag含量、废水初始pH(pHi)和光照时间等因素对化学需氧量(COD)去除及水质可生化性(B/C)提高的影响。并得出适宜的反应参数为:3%Ag含量;pHi为6;光照时间为240 min。在最佳条件下,COD去除率45%,废水B/C比由0.17上升到0.31。光催化氧化法能够有效降低山核桃加工废水的COD含量,并达到显著提高废水可生化性的目的。     

光磁耦合废水处理工艺条件的优化研究

以Fe3O4/TiO2作为磁性光催化剂,采用光磁耦合技术处理模拟印染废水。利用统计学方法对光磁耦合废水处理的影响因素进行了探讨和分析,考察了磁场强度、磁性光催化剂投加量、pH值和光照时间对光磁耦合废水处理的影响。通过Design-Expert 7.0.0软件分析得到最佳工艺条件:磁场强度73.95 mT,磁性光催化剂投加量1.13 g/L,模拟废水pH值13,光照时间120 min。在最佳工艺条件下进行实验,脱色率为88.60%。     

复合填料土壤渗滤系统处理农村生活污水的效果

为了加强农村生活污水综合治理,本研究以农村生活污水为研究对象,选择了以粉煤灰和腐熟牛粪作为填料配合土壤的2套不同装填方式的土壤渗滤系统,分别用于去除污水中的COD、总磷、总氮和氨氮。系统1对COD、总磷、总氮和氨氮的平均去除率分别为85.8%、98.1%、78.4%和93.7%,系统2的去除率分别为87.1%、96.0%、73.4%和95.5%。结果表明,两系统对污水中的污染物均有较好的去除效果。通过方差分析比较两系统的去除效果发现,装填方式对COD去除效果影响不大,而对总磷、总氮和氨氮的去除效果差异显著。但从污水处理效果综合比较,以分层装填方式的系统1对污染物的去除效果优于全混合装填方式的系统2。