有机物好氧发酵罐废热回收系统的设计与模拟研究

好氧发酵罐中有机物的发酵会产生大量的废热,为了更好地回收和利用这部分废热,设计了一个好氧发酵罐废热回收系统,并利用Aspen HYSY对系统的废气—水换热器和空气源热泵系统进行模拟和分析。模拟结果表明:在模拟工况(T=50℃、Tc=55℃、Te=7℃,Tair=25℃)下,以R134a为工质的热泵系统具有较高的COP和较低的压缩机排气温度,是该空气源热泵系统的理想循环工质;在南宁地区夏季(T_c=55℃、T_e=8℃,T_(air)=32℃)和冬季(T_c=60℃、T_e=2℃,T_(air)=15℃)模拟工况下,该热泵系统COP分别达到4. 46和3. 79,利用空气源热泵系统和废气-水换热器对好氧发酵罐的废气进行回收和利用是可行的;与传统电加热方式相比,该废热回收系统能有效降低能耗,具有明显的节能和环保效益。     

基于鼓泡反应器高压联合脱除富氧燃烧烟气中NOx和SOx的建模分析

富氧燃烧技术能有效地实现碳捕集,但NO_x和SO_x等酸性气体的存在不利于CO_2的运输和封存。CO_2的压缩是运输前的必要过程,故研究烟气在高压下联合脱硫脱硝,对碳捕集和封存技术的应用具有重大意义。基于实验获得的传质系数,并结合文献中的反应机理和动力学建立鼓泡反应器的传质及动力学耦合模型,通过龙格-库塔数学方法对这一非稳态问题进行求解,模拟研究了NO和SO_2单独吸收和不同压力下联合吸收过程中产物的变化规律。结果表明:NO_x和SO_x在液相中的相互作用促进了SO2、NO2的吸收和液相中SO_4~(2-)、HSO_4~-的大量生成,同时也生成了大量的温室气体N_2O;联合吸收过程中,溶液的pH从7迅速降低到5以下,结束时溶液pH约为2; HADS(HNO(SO_3)_2~(2-))和HAMS(HNOHSO_3~-)为主要N-S化合物;压力提高,有利于SO_4~(2-)、NO_3~-、HADS和HAMS的生成,同时也导致N_2O的生成量增多。     

Pd基双金属催化剂对2,4-D的液相催化加氢脱氯

以CeO₂为载体,采用浸渍法分别合成了负载型Pd基催化剂（Pd/CeO₂,Pd-Fe/CeO₂,Pd-Co/CeO₂和Pd-Cu/CeO₂）,并用于水中2,4-二氯苯氧乙酸的催化加氢脱氯.使用等离子体发射光谱仪、扫描电子显微镜和X-射线光电子能谱仪和CO化学吸附对材料进行表征.结果表明,CeO₂作为载体可有效分散金属颗粒,双金属间的协同作用改善了其催化性能.其中Pd-Fe双金属催化剂具有相对优异的催化效果,随着Fe负载量的增加,Pd-Fe/CeO₂的催化活性先升后降.2,4-二氯苯氧乙酸的催化脱氯以同步脱氯和逐步脱氯2种方式同时进行.     

过渡金属掺杂对镧锡烧绿石催化碳烟燃烧性能的影响

催化燃烧是去除机动车排放碳烟颗粒物的有效方法之一.利用CTAB辅助法制备了不同过渡金属掺杂的镧锡烧绿石型La_2Sn_(1.8)TM_(0.2)O_7(TM为Sn、Mn、Fe、Co和Cu)复合氧化物催化剂.采用XRD、氮气吸脱附、SEM、FT-IR、H2-TPR和荧光光谱(PL)等手段表征了催化剂的理化性质,采用程序升温氧化(TPO)技术评价了其催化碳烟燃烧的活性.研究发现,催化剂经900℃焙烧后呈球形形貌,具有相对较大的比表面积(~20 m2·g~(-1)).低价过渡金属离子的掺杂使氧空位的整体浓度增加,有利于催化剂活化吸附氧分子,改变材料的氧移动和氧化还原性能.富氧气氛下,少量过渡金属掺杂提高了烧绿石催化碳烟燃烧的活性和选择性,这与氧空位浓度的增加以及氧化还原能力的提高有关,其中Co-LSO具有较好的催化性能,起燃温度(T10)为379℃,CO_2选择性接近100%;NOx气氛存在可以进一步提升催化剂氧化去除碳烟的活性.利用等温反应和碳烟厌氧滴定实验进行了活性氧浓度的定量和反应动力学分析,并计算出富氧气氛下催化反应的转化频率(TOF),其中Co-LSO样品的TOF值最大为3.20×10~(-3)s~(-1),基于TOF的活性顺序与TPO法得到的起燃性能的结果基本一致.     

完全混合式曝气系统运行特性及微生物群落结构解析

利用某污水处理厂完全混合式曝气系统处理生活污水,探讨了系统同步硝化反硝化脱氮过程,解析了系统中污泥微生物群落结构.中试试验结果表明,系统运行稳定,且在无外加碳源的条件下,COD、氨氮和总氮平均去除率分别为93.2%、96.9%和75.2%,出水COD、氨氮和总氮均优于一级A排放标准.系统污泥具有较强的反硝化能力,其脱氮速率是污水处理厂污泥的2.86倍以上.通过对系统污泥周质硝酸盐还原酶聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)扩增和高通量测序结果,发现系统中存在好氧反硝化菌,污泥中优势菌为动胶菌属(Zoogloea)、陶厄氏菌属(Thauera)和Dechloromonas菌属.     

温度对微好氧消化处理高含固厌氧消化污泥的影响

采用微好氧消化对高含固厌氧消化污泥进行后处理,考察了在常温、中温及高温条件下反应器的运行性能以及污泥植物毒性的改善。结果表明:在污泥停留时间为8 d,供气量为2.4 L/min的微氧条件下,高含固厌氧消化污泥VS进一步降解,比耗氧速率降低,挥发性脂肪酸及氨氮等小分子物质浓度显著降低,污泥趋于更加稳定的状态。随着处理温度的提高,污泥VS、比耗氧速率和总氨氮呈逐渐下降趋势。种子发芽实验表明:经微好氧消化处理后,污泥对向日葵、矢车菊、牵牛花等种子发芽的抑制作用均逐渐下降,说明微好氧消化有利于改善高含固厌氧消化污泥的植物毒性。而且随着处理温度的增加,处理后污泥的植物毒性呈增加趋势,这可能与挥发性脂肪酸含量的增加有重要关系。总体看来,与常温和高温条件相比,中温微好氧消化是改善高含固厌氧消化污泥土地利用性能更为可行的工艺。     

SDM对厌氧发酵过程酶活性及产气量的影响

以磺胺二甲氧嘧啶钠(SDM)作为主要研究的磺胺类抗生素,观察其在猪粪混合发酵液中的代谢过程,以及对厌氧发酵过程中产气量与酶活性的影响。发酵过程共设置4个浓度处理:CK处理、T1处理(SDM添加量为30 mg/kg)、T2处理(SDM添加量为60mg/kg)、T3处理(SDM添加量为120 mg/kg)。结果表明,厌氧发酵过程中SDM对尿酶活性呈现出"抑制-激活-抑制"的作用。在一定添加浓度范围内(T1≤T3),磺胺二甲氧嘧啶钠对厌氧过程中脱氢酶的活性有一定的促进作用。SDM在混合发酵液中降解遵从一级动力学规律,代谢速率为T2>T1>T3,而T3处理对COD去除率达最大为48%,其累积产气量是空白处理累积产气量的2倍。随着磺胺二甲氧嘧啶钠添加量的增加促进了更多的产酸菌群的生长,合成更多的甲烷形成的前驱体,以得到更多的累积产气量。     

微氧水解强化复合型人工湿地中试反应器的性能研究

考察两组微氧水解强化复合型人工湿地(MA-HCW)组合的中试反应器,对城市黑臭水体的净化处理效果。两组反应器分别种植风车草和菖蒲两种植物,运行的水力负荷为0.2 m~3/(m~2·d)。结果表明,种植风车草的人工湿地系统(A系统)的总体净化效果略优于种植菖蒲的人工湿地系统(C系统)。A系统的COD、BOD5、TN、NH_4~+-N、TP、TSS平均去除率分别为69.65%、75.2%、58.33%、38.46%、59.8%、82.1%。研究表明,微氧水解功能段有效降低了进水中TSS的浓度,起到预防湿地系统堵塞的作用。数据分析显示COD、NH _4~+-N和TN的去除率与溶解氧和温度有相关性。     

锅炉富氧燃烧及烟气分离利用一种排烟零排放发电供汽供暖系统简介

热电联产或纯供热的锅炉,坐落于城市周边,其排烟对环境造成污染。必须采用科学的方法予以解决,最好的结果是零排烟不排烟。分离空气中的氧气,与再循环烟气混合,或与再循环蒸汽混合,送入锅炉燃烧。首先减少了排烟量,其次,降低氮氧化物的生成;最后,纯化烟气成分,以利烟气全部分离利用,从而做到排烟的无污染零排放。本文最后做出基本的经济分析。     

荆州市印染废水集中处理工程改造方案研究

通过对荆州市中环水业有限公司一期和二期印染废水处理工程差异的比较,在调查园区废水水质水量变化的基础上,对比了两期废水处理工程的工艺及处理效果,为二期工程的高效运行提供有价值参考.同时,通过对不同处理单元的设计规模、设计要求及运行参数等的综合分析,结合实际运行过程水质水量的调查,以COD、NH3-N、色度和悬浮物为主要评价参数,分析了工艺特点及处理效果,确定了各处理单元的最佳运行条件和对不同污染组分的去除特征,优化了各处理单元的运行条件和参数.