利用高压脉冲放电处理废水的研究进展

本文主要对脉冲高压放电处理废水的进展情况作了论述，讨论了不同放电反应器的设计及其国内外的应用，同时对水中放电的发生及其发展研究情况作了介绍。     

大型电袋复合除尘器脉冲滤袋清灰

建立了大型脉冲喷吹实验系统,进行8 m滤袋长度、76 mm以上不同规格和型号的脉冲阀、未使用的干净滤袋和使用过带粉尘滤袋的喷吹性能实验研究,测试喷吹管上的压力峰值、滤袋上的加速度和压力峰值。实验结果表明,喷吹管上高速回流气流产生二次压力峰值。测试结果也证明,带粉尘的滤袋由于其透气性的降低与干净滤袋相比,其最小压力峰值较大,且随着滤料透气性的降低整条滤袋的压力峰值变化值变小,同时滤袋的透气性与工程使用时间成反比,但不同的烟气工况由于粉尘特性造成滤袋的透气性不同。实验也表明,为保证单个脉冲阀能有效地喷吹滤袋应根据最小压力峰值进行滤袋数量的限制和脉冲阀规格的选取。     

低能耗脉冲喷吹袋式除尘器的三维数值模拟及工程应用

以袋式除尘器装置为研究对象,考虑射流偏移,建立了脉冲喷吹清洁的三维CFD数值模型,并进行实验验证;对喷嘴与文丘里管优化设计,修改数值模型,研究了低能耗下的脉冲喷吹清灰效果;在将改进的喷嘴与文丘里管进行工程应用的过程中,研究了其对大气粉尘排放的影响。结果表明,建立的三维CFD模型展现出了高瞬态行为和可压缩效应,即在射流中表现出涡流环与冲击单元现象。与孔喷嘴相比,改进后的喷嘴设计对射流偏移进行了调整,并且使滤袋内脉冲压力增加了5.1%~13.3%,提升了清灰效果。对比喉部直径为85 mm的文丘里管,无文丘里管的设计使得射流不易进入滤袋中,导致滤袋内脉冲压力降低了41.4%~46.3%,引起清灰效果的下降;减小文丘里管喉部直径,可以减少回流,提升滤袋内脉冲压力,改善清灰效果。对比原始装置,安装了改进喷嘴与文丘里管的袋式除尘器能明显降低大气粉尘排放,以上研究结果可为脉冲喷吹清灰除尘器的优化设计提供参考。     

脉冲放电协同Ag改性CeOx/γ-Al2O3催化剂对富氧条件下NOx的脱除

随着机动车尾气中氮氧化物排放量的逐年增加,其对环境还有人体的危害也越来越大,为控制氮氧化物的排放,采用多针-板脉冲放电协同负载Ni、Co、Mn、Ce等金属氧物的复合型γ-Al2O3催化剂技术研究其在富氧条件下的脱硝效率,以及NO转化率,并使用Ag对γ-Al2O3催化剂进行相关改性制备出金属氧化物复合型催化剂,进而研究其脱硝率。结果表明：CeOx/γ-Al2O3催化剂的催化效果好于其他金属氧化物催化剂,其中脉冲放电协同CeOx/γ-Al2O3催化剂脱硝率为40.75%;不同负载量的Ce对催化剂活性影响也不同,协同负载量为1%的CeOx/γ-Al2O3催化剂最佳脱硝效率为48.89%,NO转化率达到67.33%;在Ag改性且Ag负载量为1%后,CeOx/γ-Al2O3催化剂其协同脉冲放电脱硝效率达到51.67%,对其BET表征后发现比表面积增加了3 m2?g-1,同时催化剂上NOx的还原活化位点增多。实验结果表明Ag改性CeOx/γ-Al2O3催化剂协同脉冲放电在富氧条件下可以有效提高NOx去除率,为下一步开发更高性能的催化剂提供了研究依据。     

脉冲喷吹扁式方框滤筒除尘器的清灰性能

为探究新型扁式方框滤筒的清灰性能,在自建的脉冲喷吹实验台上,测得不同电磁阀、开孔型号、喷吹距离、喷吹压力下的侧壁压力峰值大小及其分布规律。通过进一步工业附粉,监测除尘器的阻力和清灰后的粉尘残余量,验证找到扁式方框滤筒的最佳喷吹清灰参数组合。结果表明：扁式方框滤筒的最佳开孔型号是7个7 mm孔,喷吹距离为20 mm;对于玉米秸秆粉尘,当过滤风速低于0.6 m·min-1时,在1寸阀、0.2 MPa喷吹压力下可满足对其基本淸灰需求,且风速越小,清灰后的粉尘残余量越少,阻力也越小,低于150 Pa。另外,脉冲清灰过后,未被清除下来的粉尘多集中于扁滤筒的上部且是未正对喷吹孔的位置,如何进一步改善有待之后研究。     

脉冲进水对两级厌氧接触氧化法处理小型火车站污水的影响

根据小型火车站的特点,利用厌氧接触氧化工艺处理火车站公建污水。重点研究了进水方式对厌氧工艺处理小型火车站污水的影响,并进行了动力学模型分析。实验结果表明,在室温条件下,控制反应器HRT为24 h,脉冲强度为1.380 L·（m2·min）-1,脉冲频次为24 次·d-1,选取填料为块状海绵填料,保持进水及其他运行条件均相同的情况下,脉冲进水反应器的厌氧生物膜生物量较连续进水反应器高1.36 g·L-1,脉冲进水反应器的COD和总氮去除率分别比连续进水反应器的去除率高4%和3.7%。通过对厌氧生物膜反应器底物降解动力学的初步探究,得出了该反应器的相关降解动力学方程和常数。经验证,Monod模型能够较好地描述该厌氧生物反应器内基质降解的动力学行为,为小型火车站公建污水的处理提供了相对高效、科学的方法。     

脉冲电场在污泥处理中的应用

污泥处理主要是减量化、无害化和资源化,而减量化是基础。脉冲电场(PEF)利用快速脉冲和高压电场打破细胞膜,形成孔洞,胞内外渗透压不等,从而裂解细胞。经过预处理后,溶解性COD(SCOD)溶解量是之前的2倍以上。脂肪酸增加了1.5倍以上,氨态氮含量有大幅度变化,经过A2O工艺的消化作用,污泥减量约40%,COD去除率达到90%左右,总氮(TN)的去除率达到80%左右。结果证明,PEF预处理有着显著改善反应器性能的潜力,从而减少残留污泥。     

微孔曝气器脉冲式充氧效果

针对生化池连续曝气过程中氧转移率低的问题,结合污水处理中的实际情况,提出了盘式微孔曝气器脉冲式充氧方法来提高氧的转移率。通过4组不同类型的盘式微孔曝气器分别在脉冲式和连续曝气下的实验对比发现,脉冲式曝气产生的是气泡簇,对生成的气泡进行图像统计分析,得出同一区域范围内脉冲式曝气生成的气泡数量多、平均直径小。实验数据分析显示,脉冲式曝气达到氧饱和所需的时间较连续曝气方式增加了10%左右,但氧的利用率增加了50%以上,且动力效率提高了28%以上。脉冲式曝气方式大幅度提高了氧的利用率,节约能耗的同时具有更好的充氧效果,为活性污泥好氧生化处理系统工艺提供了新的研究思路。     

脉冲放电协同负载型氧化物催化剂降解甲醛

以γ-Al2O3为载体,分别负载Cu、Mn和Ti 3种不同活性成分制备了CuO/γ-Al2O3、MnO2/γ-Al2O3和TiO2/γ-Al2O3催化剂,采用SEM、XRD和EDS等技术对催化剂进行了表征分析。在脉冲放电反应体系中放置所制备的催化剂对甲醛进行降解研究,了解催化剂催化性能,及其与脉冲放电的协同效应。实验结果表明,负载型催化剂与脉冲放电具有协同作用,能明显提高甲醛的降解率,且MnO2/γ-Al2O3与脉冲放电的协同效果明显好于CuO/γ-Al2O3、TiO2/γ-Al2O3。MnO2/γ-Al2O3催化剂中Mn的负载量、制备时的焙烧温度对催化剂的活性有明显影响,当Mn负载量为8%、焙烧温度为300℃时,制备的MnO2/γ-Al2O3催化剂性能最佳,在脉冲电压为24 kV,脉冲频率为40 Hz的条件下,甲醛去除率为97%。最后,对脉冲放电协同MnO2/γ-Al2O3催化剂降解甲醛的机理进行了探讨。     

石化污水处理场排放废气中有机污染的分析与评价

采用预浓缩、气相色谱-质谱联用及脉冲火焰光度检测的方法对石化污水处理场排放的废气污染物进行了定性与定量分析,并采用相应的污染物排放标准及其人体感知嗅阈值进行了污染程度评价.结果表明,污水处理场在各个采样点位均有挥发性有机污染物和恶臭污染物检出,其中以污水进口最为严重.从检出物的浓度水平而言,苯系物和恶臭污染物均存在超标现象,而且检出的恶臭污染物浓度水平远高于人体感知嗅阈值.