Revealing photon transmission in an ultraviolet reactor: Advanced approaches for measuring fluence rate distribution in water for model validation

Fluence rate (FR) distribution (optical field) is of great significance in the optimal design of ultraviolet (UV) reactors for disinfection or oxidation processes in water treatment. Since the 1970s, various simulation models have been developed, which can be combined with computational fluidic dynamic software to calculate the fluence delivered in a UV reactor. These models strive for experimental validation and further improvement, which is a major challenge for UV technology in water treatment. Herein, a review of the simulation models of the FR distribution in a UV reactor and the applications of the current main experimental measurement approaches including conventional flat-type UV detector, spherical actinometer, and micro-fluorescent silica detector (MFSD), is presented. Moreover, FR distributions in a UV reactor are compared between various simulation models and MFSD measurements. In addition, the main influential factors on the FR distribution, including inner-wall reflection, refraction and shadowing effects of adjacent lamps, and turbidity effect are discussed, which is helpful for improving the accuracy of the simulation models and avoiding dark regions in the reactor design. This paper provides an overview on the simulation models and measurement approaches for the FR distribution, which is helpful for the model selection in fluence calculations and gives high confidence on the optimal design of UV reactors in regard to present methods.     

基于响应面法SCR脱硝反应器喷氨格栅的优化研究

利用计算流体动力学（CFD）方法,采用k-e湍流模型和组分运输模型对SCR脱硝反应器的氨浓度场进行了数值模拟,并通过实验验证了反应器内氨浓度场数值模拟的准确性,同时,基于响应面法研究了喷氨格栅各结构参数和系统运行参数对SCR脱硝反应器内氨浓度场的影响.结果表明,喷口密度N,开孔率ψ,喷口角度α及入口风速v对氨浓度分布均匀性都存在着一定影响,其中影响的显著性为N>α>v>ψ.而且存在着一组最优的喷氨格栅结构参数和最佳的系统运行参数能够使SCR脱硝反应器内的氨浓度分布不均匀系数达到最优值.在本文研究的参数范围内,喷氨格栅最优的结构参数分别是：r=8个、d=57mm、α=90°,系统最佳的运行参数为v=8.17m/s,此时氨浓度分布不均匀系数为0.0151.     

北京地区对流层低层臭氧及硫酸盐气溶胶的时空分布

基于OMI/Aura卫星资料,分析了北京地区2007~2016年近10a对流层O₃浓度（0~3km）、硫酸盐气溶胶光学厚度（0~2km）、SO₂（边界层以内）柱浓度时空演变特征.结果表明,近10a来北京地区O₃浓度总体呈现上升趋势,最低值在2007年,浓度为33.65 μg/m³;硫酸盐气溶胶污染总体变化呈现先下降后增长的趋势,2007年硫酸盐气溶胶污染最为严重,2011年污染最轻,对应的AOD值为0.252,但在2014年以后,硫酸盐气溶胶污染又出现增长趋势;SO₂浓度在2007~2016年总体呈现下降的变化趋势,且下降趋势明显,最高值为2007年,最低值出现在2016年,最低值比最高值降低了60.42%,但在2011年污染出现反弹.北京O₃季节变化明显,夏季高、春秋次之、冬季低;硫酸盐气溶胶污染季节特征与O₃相同;SO₂污染主要集中在冬季,采暖期污染程度高于非采暖期.     

湿热环境下配电自动化终端的腐蚀失效分析

目的解决配电自动化终端在湿热环境下的腐蚀失效问题,保障配网自动化系统的安全运行,延长配电自动化终端的使用寿命。方法分别选用三台架空终端FTU作为研究对象,研究配电自动化终端在湿热环境下的腐蚀失效特点,并提出针对性防护措施。采用SEM和EDS表征方法展开配电自动化终端的腐蚀失效分析。结果由EDS数据结果发现,相比较于轻微腐蚀区域,腐蚀区域的氧含量均大幅增加,且出现硫元素和氯元素,表明腐蚀环境主要是含硫和氯的潮湿环境。航空插头表面覆盖镍和铜两层镀层,腐蚀后的试样表面不仅检测到铜,有的甚至检测到基材铁,说明腐蚀后镀层已逐步失效,部分基材裸露,且已开始腐蚀。结合SEM发现,样品表面有大量颗粒粗大的腐蚀产物,且明显看出镀层已被破坏。结论材料腐蚀失效主要是由于高温度、湿度、含氯及硫等大气环境加速终端设备腐蚀,以及镀层被破坏或漏镀等问题造成基材裸露,腐蚀进一步深入发展。因此,根据湿热环境下配电自动化终端的腐蚀特点,提出针对性的防护措施。保障配网自动化系统的安全运行的同时,延长配电自动化终端的使用寿命,为今后的实证测试提供可靠依据。     

雾霾天气下电网设备故障高精度远程视频监控系统设计研究

作为电力系统未来发展的方向,对电网设备故障监控系统进行设计具有重要意义.有利于实现电网进行安全可靠运行.提出基于ZigBee网络的电网设备故障高精度远程视频监控系统设计.利用ZigBee网络构建无线的传感网,节点是采用的CC2530,节点间采用簇状的结构与监控功能部分、视频监控信号传输以及监控的客户端相结合构成远程视频的监控系统,采用小波变换对设备故障的特征进行分析,克服了因雾霾天气产生的电网设备故障,对电网设备故障进行及时的抢修,完成对电网设备故障高精度远程视频监控系统的设计.实验结果表明,利用该系统能有效地提高电网运行的稳定性与安全性.     

基于观测的臭氧污染研究方法

总结了国内外研究中常用的基于外场观测的臭氧污染成因分析方法。区域传输和本地生成的相对贡献以及臭氧与前体物的非线性关系是研究臭氧污染和制定控制对策的两个关键科学问题。基于对观测数据的分析,常见的量化区域传输和本地生成贡献的方法包括背景点测量法、TCEQ区域背景臭氧估算法和主成分分析区域背景臭氧估算法;用于诊断臭氧光化学生成机制的方法包括光化学指示剂比值法和基于观测的化学模型。本文对上述方法的原理和应用情况进行了总结,并对其优缺点和适用条件进行了评述,以期为环境监测资料的深入科学分析提供参考和借鉴。     

低分子量有机酸提取土壤中部分重金属的拟合模型研究

为研究不同浓度低分子量有机酸与提取的土壤重金属含量之间的关系,本文以采自安徽省安庆市某铜矿区及其周围的土壤为例,通过浸提法,研究了不同浓度苹果酸、甲酸对采样点土壤中重金属Cu、Mn、Zn、Pb提取能力的影响并进行模型拟合.结果表明:不同浓度苹果酸和甲酸对采样点土壤中重金属的提取量不同,两种有机酸对低pH、高重金属含量采样点及其周围土壤中的重金属提取量较大,两种低分子量有机酸对S6采样点的重金属Mn的提取量最大,分别为322.5 mg·kg~(-1)和193.58 mg·kg~(-1),提取率达70.02%和42.03%,Zn、Pb次之,Cu最低;随着苹果酸、甲酸浓度的升高,土壤中重金属Cu、Mn、Zn、Pb的提取量增加,苹果酸对土壤中重金属的提取能力大于甲酸;拟合模型对于两种低分子量有机酸与其提取的土壤中部分重金属含量之间的关系,具有较好的拟合性,其决定系数R~2在0.8293～0.9990之间,都具有显著性(p0.05),该模型可以定量表征低分子量有机酸对土壤重金属的提取能力,此研究结果为土壤中重金属的固定化和增强植物修复受重金属污染的土壤提供了理论支持.     

格网尺度下延安市生态服务价值时空演变格局与分异特征——基于退耕还林工程的实施背景

在退耕还林工程背景下,以退耕还林实施后生态效果较显著的延安市为研究对象,基于解译的三期影像数据,通过土地利用转移矩阵,在2 km×2 km的格网尺度下测算延安市不同土地利用类型的生态服务价值（ESV）,并结合空间探索性数据分析,探讨ESV的不同土地利用类型转移的时间变化特征及空间转移的关联性和异质性。延安市的实证分析显示：（1）1990-2015年间,ESV的增减主要发生在耕地、林地和草地之间,林地和草地ESV合计转入21.29亿元,且转入量主要发生在退耕还林工程实施之后;（2）生态服务功能主要由林地和草地提供,ESV的时间变化经历了先下降后上升的过程,退耕还林工程的实施促进ESV的增长,2001-2015年间增长了5.34%;（3）空间探索性分析显示,ESV在格网尺度下呈现出显著的“南高北低”分布格局,并在空间上表现出正向的集聚性和依存性,ESV的高高集聚和低低集聚效果比较明显,并且高高集聚区与林地、草地的空间分布相吻合,低低集聚区与耕地、城乡建设用地的空间分布相吻合。整体而言,延安市土地利用类型转移和ESV的增减变化与推行退耕还林工程在时间上呼应、在空间上匹配,政府主导的退耕还林工程对生态环境恢复与保护起到显著的积极作用。因此,对于不同土地利用类型的生态服务功能,以耕地为主的北部地区应在基本农田保护制度基础上,注重农业生产与生态效益平衡,而林草资源丰富的南部地区则继续发挥生态屏障的调节作用。     

液氨储罐泄漏扩散模型的改进研究

针对液氨储罐孔洞泄漏的实际工况,综合考虑泄漏及由于泄漏导致液氨闪蒸造成 的罐压变化,以及储罐的许用压力,对其连续泄漏过程进行了分析,以此改进现有的泄漏扩 散后果分析模型,获得较忽略这些因素更为严重的后果.最后针对灾难性事故发生前连续泄 漏最大持续时间的影响因素进行了分析.结果表明,环境温度与初始罐压对其影响较大,是决定...     

三氯乙醛的光降解反应研究

研究了太阳光照下,水溶液中FeC l3-三氯乙醛的光化学反应速率,采用紫外分光光度计定时对含有不同浓度Fe（Ⅲ）的溶液进行实验测定,并根据三氯乙醛标准溶液曲线进行分析。实验结果表明,在波长为480nm的紫外光照射下：室内自然光下含有Fe（Ⅲ）和室外太阳光下不含Fe（Ⅲ）的三氯乙醛溶液中,三氯乙醛的浓度基本保持不变;但在室外太阳光下含有Fe（Ⅲ）的三氯乙醛溶液中,三氯乙醛的浓度随着Fe（Ⅲ）浓度的增加而减小。由此表明,Fe（Ⅲ）是三氯乙醛光化学反应的催化剂,FeC l3-三氯乙醛的光化学反应随着Fe（Ⅲ）浓度的增加而加快。