低渗透介质中轻非水相流体迁移转化规律

本文利用COMSOL软件建立轻非水相流体（LNAPL）纵向迁移转化模型,采用有限单元法进行求解,预测污染物分布规律,并利用局部分析法进行参数敏感性分析.结果表明,大部分LNAPL会在水面以上聚集形成高的质量分布峰值区域,少部分克服毛细压力向下迁移,在自由相迁移范围内,其溶解相浓度达到或接近饱和溶解度;当顶部污染源消失后,降水会使最大饱和度和浓度出现的深度逐渐下移;多孔介质中的低渗透镜体会使污染物垂向入渗受阻,在其表面聚积形成污染池;渗透系数是控制LNAPL纵向迁移速度及饱和度分布的关键参数.     

Analytical solutions of three-dimensional contaminant transport in uniform flow field in porous media: A library

The purpose of this study is to present a library of analytical solutions for the three-dimensional contaminant transport in uniform flow field in porous media with the first-order decay, linear sorption, and zero-order production. The library is constructed using Green’s function method (GFM) in combination with available solutions. The library covers a wide range of solutions for various conditions. The aquifer can be vertically finite, semi-infinitive or infinitive, and laterally semi-infinitive or infinitive. The geometry of the sources can be of point, line, plane or volumetric body; and the source release can be continuous, instantaneous, or by following a given function over time. Dimensionless forms of the solutions are also proposed. A computer code FlowCAS is developed to calculate the solutions. Calculated results demonstrate the correctness of the presented solutions. The library is widely applicable to solve contaminant transport problems of one- or multiple- dimensions in uniform flow fields.     

β-环糊精微球吸附对苯二酚单甲基醚的动力学研究

研究了以β-环糊精(β-CD)和环氧氯丙烷为原料,采用反相悬浮聚合法合成的β-CD微球对对苯二酚单甲基醚( HQMME)的静态吸附行为,分析了吸附热力学性质和动力学特征.实验结果表明:β-CD微球对HQMME的吸附过程同时符合Lagergren一级吸附动力学方程和McKay二级吸附动力学方程;β-CD微球对HQMME的吸附等温线可同时用Langmuir等温吸附方程和Freundlich等温吸附方程描述;在不同温度下,β-CD微球吸附HQMME的吸附焓变、吸附熵变、吸附吉布斯自由能变均为负值,说明吸附是一个自发、放热的过程.     

亲水性多孔载体在流化床中的生物膜形成过程分析

采用实验制备的一种新型亲水性多孔聚合物作为流化床反应器中生物膜附着生长的载体,实现流态化水力条件下的生物挂膜过程.在3个结构尺寸相同的流化床反应器中考察了接种污泥浓度、进水有机负荷及载体粒径对亲水性多孔载体生物挂膜量的影响,试验结果表明,接种污泥浓度为30 g VSS/L、进水TOC值为350 mg/L、载体粒径为5～8 mm时载体表面的附着生物量最大,反应器运行12 d的载体附着生物量达到4.45 g VSS/L,膜结构稳定,表现出较活性污泥法更高的活性.在进水TOC、氨氮浓度分别为350 ms/L、50 mg/L,HRT为6 h的情况下,两者的去除率分别达到了97.1%和64.3%,表明载体上的生物膜对污水中TOC及氨氮的去除表现出高效率.挂膜后载体表面上的微生物以丝状菌为主,孔壁上的微生物以球菌和杆菌为主要生物相,证明载体内外表面皆适宜微生物的生长,并且形成合理的生物相分布.     

多孔硅酸钙滤料吸附床除磷试验研究

以多孔硅酸钙滤料为吸附载体处理含磷的二沉池出水.通过静态吸附试验和动态吸附试验,研究了滤料粒径及投加量、初始pH、反应时间、温度以及滤料填充高度对除磷效果的影响.在静态吸附试验中,取初始磷质量浓度为4.98 mg/L的含磷废水100 mL,当多孔硅酸钙滤料粒径为4～14目,投加量为1.0g,吸附时间为2.5h,温度为25℃,溶液初始pH为7.0～9.0时,磷的去除率可达95％以上,出水磷满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级A标准(≤0.5 mg/L).动态吸附试验表明,在长期运行条件下,多孔硅酸钙滤料吸附床能持续有效地去除污水中的磷,综合考虑吸附率和运行费用,选择水力停留时间为30 min,滤料填充高度为60 cm为宜.     

潜流湿地对典型选控性有机污染物去除的预测

建立潜流湿地有机污染物迁移转化模型,采用多孔介质模型描述潜流湿地的水力特性,并引入Monod方程相耦合,实现对湿地系统内部流场及水质浓度的同时模拟。通过实验,校核模型参数,并验证模型。结果表明,该模型能较好模拟潜流湿地中有机污染物的去除效果;计算条件下,在不同基质填料的潜流湿地中都会出现滞水区和快速通道,影响水力效率与污染物去除效果;预测了不同填料系统中7种典型选控性有机污染物的去除效果,其处理效率:苯胺苯酚二甲苯甲苯苯硝基苯氯苯,可通过优选填料提高吸附量和延长停留时间来提高选控性有机物的处理效果。     

预腐蚀条件下不同孔数冷挤压强化7075-T6铝合金板件疲劳寿命退化规律

目的 研究腐蚀环境下单孔和多孔冷挤压强化铝合金板件的疲劳寿命退化规律和损伤机理。方法 针对2种不同孔距的三孔冷挤压强化7075-T6铝合金板件,采用模拟热带海洋大气环境的实验室加速腐蚀谱,开展不同腐蚀时间下的预腐蚀疲劳试验。结果 获得了3倍孔距的三孔挤压强化铝板以及单孔挤压强化铝板的C(t)曲线、疲劳S-N曲线和损伤形貌特征,分析了腐蚀后挤压强化试件的腐蚀机理及挤压强化作用。同时,将不同孔数试件的试验结果进行比较,探明了孔数对挤压强化铝板腐蚀和疲劳性能的影响。结论 腐蚀后挤压强化铝合金板件的疲劳性能发生显著退化,腐蚀损伤主要为剥蚀,疲劳裂纹萌生位置由孔边转移至表面。挤压孔数量对挤压强化铝合金板件的疲劳和腐蚀疲劳性能的影响较小。     

活性碳纤维改性技术研究进展

介绍了活性碳纤维(ACF)的孔结构及表面官能团,综述了国内外ACF改性技术的研究现状.ACF的改性主要包括孔结构调控和表面化学改性,表面化学改性包括氧化还原法、表面负载法、浸渍法、热处理法、远程等离子体处理法、微波辐照法等,也可将多种方法结合来对ACF进行改性,以改善和提高ACF的吸附性能.在总结现有研究的基础上,对ACF改性技术发展趋势进行了展望.     

水环境模拟中多孔介质场空间变异性研究方法述评

阐述了研究多孔介质空间变异性的经典统计法、地质统计学方法以及新兴的分形方法.经典统计方法由于不考虑研究对象的空间相关性,已经不能对这种变异性做出客观的分析;地质统计学方法很好地克服了经典统计学的缺点,是目前应用最多的一种方法;分形的研究对象为无规则和具有自相似性的体系,这一特性决定了它研究这种变异性有着独特的优点.最后对多孔介质空间变异性研究的趋势进行了展望.     

真菌预处理优化制备微介多级孔炭及其吸附甲苯的研究

提出采用黄孢原毛平革菌对生物质前体物进行预处理的制备策略,从而研发孔结构可调的多级孔炭材料模板.选用荷叶作为生物质原材料,探讨菌种投加量、培养时间对多级孔炭材料前驱体的影响,并采用水蒸气物理活化法,分析活化温度和活化时间对炭材料比表面积、孔径分布和表面官能团的综合作用.最后,通过Raman、XRD、BET、FTIR、TGA、SEM、EA等手段表征其物理化学性质,并考察真菌预处理对炭材料的甲苯吸附性能的影响.结果表明,在生物质荷叶质量30 g、菌种投加量4 mL、培养时间7 d、活化温度800℃、活化时间90 min条件下制备的微介多级孔炭材料,在含有较多介孔的前提下比表面积可达937 m~2·g~(-1),总孔容为0.68 cm~3·g~(-1).动态模拟吸附实验发现,经预处理的炭材料在甲苯浓度905 mg·m~(-3)下对其饱和吸附容量为304 mg·g~(-1),是未经真菌调控荷叶吸附容量的1.83倍,吸附性能的提升主要归因于比表面积、孔容及表面酸性基团增大的作用.经真菌预处理调控的炭材料对甲苯的吸附符合Langmuir吸附等温线,属于单分子层吸附.