海绵城市用多孔泡沫玻璃的制备与性能研究

以多孔材料作为基材的分散式小规模海绵设施应用广泛。为了在保证不产生二次污染的前提下不断提高材料自身的孔隙率、强度和吸水释水能力,以适应更多的应用场景,对多孔泡沫玻璃进行了改性研究。以废玻璃粉为主要原材料,加入一定量的发泡剂、改性剂等,在500～950℃的烧制温度下,制备了可用于海绵城市蓄排水的开孔泡沫玻璃,并对其微观结构和物理性能进行表征。结果表明：开孔泡沫玻璃呈现大量致密的不规则开孔结构,孔道彼此连通,孔径在0.1～5 mm,孔隙率达93%;抗压强度可达2.3 MPa,可应用于对抗压强度要求较高的场景;通过控制原材料可保证重金属污染物含量极低,对水体不造成污染;具有很强的吸水能力和良好的缓释效果,饱和吸水率可达95%,释水8 h后,质量吸水率减小至30%;用于地下封闭环境时,需要考虑排气设计和抗浮设计。该研究为海绵城市雨水蓄排提供了一种新型环保基材,有利于泡沫玻璃在海绵设施中推广应用。     

水解酸化-复合式膜生物反应器组合工艺处理涤纶碱减量废水的试验研究

采用水解酸化复合式膜生物反应器组合工艺处理涤纶碱减量废水。实验结果表明,本工艺处理效果非常明显,系统出水CODCr为26.6～68.03mgL,系统的CODCr总去除率达到93%～98%,对苯二甲酸的降解率超过94%。水解酸化工艺对苯二甲酸的降解作用很小,降解率为0.23%～6.02%;但对乙二醇的降解作用却非常明显,降解率达到58.94%～71.49%,水解酸化工艺将废水的可生化参数BC提高了0.173～0.227。多孔柔性悬浮填料,一方面,提高了对膜表面的冲刷作用,减少膜表面的沉积层;另一方面,增加了原生动物和后生动物在MBR中的数量,有效地减轻了膜污染。     

新型活性焦干法脱硫脱硝脱汞反应塔流场的模拟与优化

在CFD软件Fluent中,选择k-ε湍流模型,多孔介质模型和SIMPLE算法,对新型脱硫脱硝脱汞反应塔内的三维流场进行数值模拟,结果发现,反应塔入口处烟气流场存在大漩涡。为消除漩涡,使穿过活性焦层的烟气均匀化,以充分利用活性焦层的空间来提高脱除效率,提出在入口处加装弯曲导流板,并通过相对标准偏差确定最优导流板长度。同时模拟了在最优喷氨位置处加装涡旋混合器时氨气和烟气的混合情况。结果表明,最优导流板长度(3.6 m)明显改善了烟气的均匀性,促使入口处的压降下降100 Pa左右。涡旋混合器形成的小漩涡,增强了烟气和氨气的混合。最后对照不同流量下实验值和模拟值的压降变化,验证了多孔介质模型的可行性。模拟结果对设备的优化设计和实际运行具有指导作用。     

活性焦联合脱硫脱硝脱汞塔入口气流均布与喷氨优化

某新建活性焦联合脱硫脱硝脱汞反应塔在试运行过程中运行阻力大,且脱硫脱硝效率较低。为提升反应塔的性能,以原设备为几何模型,采用CFD方法进行模拟优化。针对影响设备压降和脱硫性能的入口气流均匀性问题,模拟对比了4种导流板方案,考察板间距和圆弧板半径对气流均布的影响。同时为提高喷氨均匀性,结合烟气在过渡气室的流动情况提出了2种喷氨格栅加密方案。模拟结果表明：板间距和圆弧板半径都相同的导流板方案均布气流的效果最好,烟气在活性焦脱硫层的气流均匀性提升了11.48%,同时设备的压降降低了451 Pa。合理的喷氨格栅加密方案使氨气分布均匀性提升了34.88%。反应塔的压降模拟结果与现场实测数据吻合较好,模拟结果对设备的优化设计和实际运行有指导作用。     

纳米银在多孔介质中的迁移过程与机制研究进展

纳米银(AgNPs)作为消费品中最常用的人工纳米材料,由于其优异的抗菌性能,在织物、医疗设备和食品及饮料包装中广泛使用.AgNPs可通过大气沉降、地表水径流、污水灌溉和生物污泥的土地施用等多种途径进入土壤等多孔介质,甚至进入地下水.AgNPs进入环境后可在动物和植物体内累积并产生毒性效应,对生态环境构成危害.因此,全面了解AgNPs在土壤等多孔介质中的迁移过程对正确评估其环境归趋和生态效应具有重要的理论和现实意义.本文针对近年来已发表的不同表面稳定剂、环境有机质、土壤矿物及微生物等对AgNPs性质及在多孔介质中迁移过程中产生的影响进行了全面的总结,并就目前研究中存在的问题和后续研究的发展方向进行了展望.     

东北土著白腐真菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水的可行性探讨

青顶拟多孔菌是一种可以降解木质素的白腐真菌,也是具有较高的产漆酶能力的生产者.选择青顶拟多孔菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水,于液体培养青顶拟多孔菌中的锥形瓶中添加不同体积的废水,考察其对不同稀释比玉米秸秆纤维素乙醇废水的处理效果,并通过研究废水投加时间的调控,获得具有高木质素降解率且相对最短降解时间的工艺条件.结果表明:青顶拟多孔菌可从废水中去除50%以上的COD_Cr和23.8%的木质素.对不同稀释比例（1%~20%）玉米秸秆纤维素乙醇废水中木质素具有较好的去除效果,其中稀释6%废水的体系中降解木质素效果最好,在第10天木质素降解率达到73.5%.不同废水投加时间对青顶拟多孔菌处理稀释20%废水体系中木质素的降解效果影响较大,第5天投加废水可获得理想的木质素降解效果,在试验进行的第19天降解率达到68.4%;在投加废水时间不同的情况下,经青顶拟多孔菌处理后的各体系中BOD₅/COD_Cr均有所提升,并且都提升至0.58以上,其中第9天投加废水体系经处理后BOD₅/COD_Cr最大,达到0.64.研究结果可为青顶拟多孔菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水的实际应用提供参考.      

吸收温室气体的物质

研究人员一直在寻找一种能够吸收二氧化碳的理想物质,以安装在烟窗中,阻止温室气体进入大气中。目前用于吸收二氧化碳的材料多是海绵,但它们价昂、耗能多、吸收能力不强、稳定性也不高。最近,美国佐治亚州理工学院的化学家发明了一种吸收能力强、作用时间长的新型固态吸收剂。这种材料的主要成分是多孔硅,表面附有胺类物质,是一种富含氮元素的化合物。胺具有碱性,可以中和酸性的二氧化碳气体,如果将这种材料加热,还可将二氧化碳释放出来,以便进一步储存。     

煤基胶体特征及其在多孔介质中的运移行为

采集了长焰煤粉并提取其中的胶体,用激光粒度仪、红外光谱仪、扫描电镜和Zeta电位仪对煤基胶体的特征进行了定性和定量表征,研究了煤基胶体在石英砂的多孔介质柱中的运移特征及p H值、阳离子等环境因子的影响。结果表明,该方法提取煤基胶体的实测粒径与理论计算粒径基本吻合,煤基胶体表面具有丰富的褶皱和极其丰富的孔隙结构并呈片状,煤基胶体的化学组成以芳香烃为主,在试验范围内,煤基胶体的Zeta电位在-34.0~-21.2 e V,随p H值升高而下降。溶液p H=7时,煤基胶体在多孔介质中的运移能力最强,c/c0为0.664,增加p H值或降低p H值,运移能力下降。Ca离子对煤基在多孔介质中的运移具有明显的抑制作用,当离子强度IS(Ca Cl2)由0.001 mmol/L增加到0.1 mmol/L时,胶体悬液c/c0从0.569降至0.129。     

PVDF球形多孔材料的抑爆性能研究

为分析聚偏氟乙烯(PVDF)球形多孔材料对管道内甲烷-空气预混气体的抑爆性能,自主搭建气体爆炸测试平台,试验研究球形多孔材料填充密度及填充方式等因素对甲烷-空气预混气体爆炸的影响机制。结果表明：与空爆相比,填充多孔材料后,管道内爆炸超压及最大爆炸超压上升速率均明显降低;对甲烷-空气的抑制效果与材料的填充密度呈正相关,当填充密度为0.077 g/cm³时,球形多孔材料对爆炸超压的抑制率达到54.7%,最大爆炸超压上升速率降低了58.3%;改变材料的填充方式显著影响管道内的气体爆炸超压,采用分散填充的方式增强了多孔材料对最大爆炸超压的抑制作用,在填充密度(为0.038 5 g/cm³时)不变的情况下,对管道末端气体最大爆炸超压的抑制率达到66%。说明改变材料填充密度和填充方式均会影响多孔材料对甲烷-空气预混气体爆炸的抑制效果。     

造孔剂对低温锰基多孔陶瓷NH3-SCR催化剂性能的影响

本文采用造孔剂法制备了以埃洛石(HAL)为添加剂的硅藻土(DE)基多孔陶瓷,并以该多孔陶瓷为载体,通过原位生长法制备了锰基硅藻土多孔陶瓷催化剂.探究了造孔剂的种类和含量对多孔陶瓷结构与形貌以及对催化剂脱硝性能的影响.采用XRD、SEM、XPS等方法对多孔陶瓷以及催化剂的理化性质进行了表征,结果表明,造孔剂的种类与含量影响多孔陶瓷的结构与形貌,更粗糙的表面和更高的孔隙率为MnO_x提供了更多的附着位点.此外,选取适当的造孔剂可以促进所制备样品表面原子价态分布,提升表面酸性位点含量,并增强其氧化还原能力,增强催化剂的脱硝性能.