异波折板水解酸化-A2O一体化反应器实验研究

设计了异波折板水解酸化-A2O一体化反应器,进行生活污水处理的实验研究。10个月的实验结果表明,系统的最佳水力停留时间（HRT）为8 h时,最适COD进水浓度为240-100mg/L,最佳混合液回流比（r）-污泥回流比（R）为250%-100%。控制反应器于以上运行参数下,25±2℃所对应的COD、TN和TP去除率分别为96.84%、67.55%和81.92%。当温度降至7℃时,其COD、TP和TN分别降至86.35%、50.25%和65.68%。基于实验分析结果,阐明了一体化反应器高效性的机理在于异波折板水解酸化段具有高效传质特性和A2O段具有复合式活性污泥-接触氧化好氧池的特点。     

负荷与混合方式对厌氧膜生物反应器中甲烷气-液分配特征的影响

厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactors, AnMBR)出水普遍存在过饱和的溶解性甲烷(dissolved methane, DCH₄),易造成能量流失和温室效应,阐明AnMBR中甲烷气-液分配特征对提高甲烷回收率具有重要意义。为此,本文研究了负荷和混合方式对AnMBR中甲烷气-液分配特征的影响。结果表明,在35 ^oC,负荷为0.6~1.8 kg·(m³·d)^–1的条件下,AnMBR实现了较好的有机物去除效果(COD去除率>90%),运行过程DCH₄均处于过饱和状态(过饱和度为1.3~2.1),随着负荷的提升DCH₄浓度升高,过饱和度有所下降;相比于循环混合,在浪式脉冲混合条件下的甲烷传质系数(K_La)更大,其中DCH₄浓度、过饱和度及DCH₄占进水COD的比例均较低。AnMBR大部分进水COD转化为甲烷,主要以气态形式存在 (50.2%~60.0%)。浪式脉冲混合时反应器总能耗比循环混合降低了85.9%~88.0%,提升负荷有利于实现AnMBR处理废水过程的能量平衡。     

螺旋切割强化湿法烟气脱硫的传质动力学

针对开发的新型静态螺旋切割强化湿法烟气脱硫技术,根据双膜理论从动力学角度建立了静态螺旋切割强化Ca(OH)2溶液吸收烟气SO2的动力学模型,并采用单因素实验探究了烟气SO2浓度、烟气流量、脱硫剂浓度以及脱硫剂循环流量对传质速率的影响。结果表明：模型能较好地描述静态螺旋切割强化湿法烟气脱硫的实际过程,理论计算与实验数据都发现,烟气SO2浓度、烟气流量、脱硫剂浓度以及脱硫剂循环流量的增加均有助于提高传质速率;但当脱硫剂浓度大于5%时,传质速率随脱硫剂浓度的增加改变不大。     

臭氧在柱式反应器中的强化传质过程

结合理论分析,提出了影响臭氧在水中传质效率的三大因素：表观气速μobs、初始气泡直径d、液位高H。通过实验设计,以臭氧氧化柱式反应器中气泡的行为为研究对象,以废水COD去除率及臭氧利用率为指标,考察了这三大因素对臭氧传质效率的影响,且探讨了体系中引入搅拌对强化臭氧传质的贡献。结果表明,适当地提高表观气速μobs、初始气泡直径d及液位高H都可强化气液传质、提高废水处理效果,而对于传质控制型反应效果更为显著。在低、中表观气速下,搅拌能促使气泡均匀分散,从而提高气液传质效率;而在高表观气速下,搅拌作用的强化能力是有限的。通过对搅拌作用下反应器内流体热视图分析可知,反应器内中心气泡密度、尺寸均高于近壁面位置。n=100 r·min-1时,反应器内气泡直径小且分布均匀;n=200 r·min-1时,反应器内气泡破碎严重,搅拌杆有气穴生成;n=500 r·min-1时,反应器中心出现明显旋流与气液分层现象。     

移动床生物膜反应器内气液传质性能研究

采用移动床生物膜反应器,利用清水进行了在不同悬浮填料体积含率和曝气强度时反应器内气液传质性能研究。结果表明,随着曝气强度增加,传质系数增大,但曝气强度过大,并不利于移动床操作;当填料体积含率大于40%时,氧传质系数出现最大值后逐渐减小。在填料体积含率为30%~50%、曝气强度为4.5~7 m3/(h.m)时,传质效果良好,氧转移效率较高。     

生物化学法净化低浓度甲苯废气的传质研究

通过试验和理论分析,研究生物化学法净化低浓度甲苯废气这一传质一生化反应过程的控制因素,结果表明生物化学法净化低学本废气为传播控制过程,并以气膜控制为主,研究为工业化装置的设计和操作提供了理论依据。     

越江公路盾构隧道浅埋段地温场演化趋势模拟分析

越江公路盾构隧道浅埋段地温场演化将影响隧道穿越的江滩区域的工程地质条件。基于有限差分法建立了南京长江隧道的数值模型,分别将实测地表温度和管片内侧温度作为地层外部交变热源与内部交变热源,对隧道浅埋段典型断面地温场的演化过程进行了模拟分析。结果表明:隧道与土体间的热交换作用使隧道周围的初始恒温地层转变为年变温地层。在高温期,隧道向周围土体传热;在低温期传热方向相反。隧道周围及两孔间存在显著变温区,其最大温升值达7.14℃,年波动最大峰谷值接近10℃。该显著变温区位于距隧道外壁5m以及两孔之间的区域。其地温场在隧道运营20a后可达到初步稳定。建立了该显著变温区内地温场的年际波动模型,据此可估算出隧道周围土体不同距离处的年际温度值,该模型可为火灾等极端传热条件下估算隧道浅埋段地温场提供初始值。     

太阳能真空集热管热损分析与试验研究

基于热平衡法提出了一种动态热平衡热损计算方法,并进行了验证,同时分析了环境温度、进口温度、流量对真空集热管热损的影响。结果表明,热损随着环境温度的降低、进口熔盐温度的升高和熔盐质量流量的降低而增大;当辐照强度在700 W/m2以上时,真空集热管获得的热量大于热损并能稳定工作,说明槽式光热电站在东南沿海等太阳能资源相对不足的地区有一定的适用性。     

风速对自然通风型人工湿地氧传质速率及污染物去除效果的影响

系统地研究了拔风管式自然通风型人工湿地(naturally-ventilated constructed wetland, CW_NV)在不同风速(u≤4.0 m·s⁻¹)条件下的氧传质速率(oxygen transfer rate, OTR)以及对有机物、氮、磷的去除效果。结果表明,外部空气可通过拔风管上的孔口有效地扩散并溶解到湿地内部。与无通风CW系统(CW₀)相比,CW_NV内部OTR(61.38~78.30 g·(m³·d)⁻¹)较CW₀高出19.3%~33.5%,从而强化了CW_NV中氨化、硝化和有机物好氧降解等过程。CW_NV内NH₃-N和COD的去除负荷分别为2.84~4.57 g·(m³·d)⁻¹和45.0~56.6 g·(m³·d)⁻¹,较CW₀分别提高了90.5%~119.6%和11.9%~23.2%。CW_NV出水中硝酸盐浓度为1.10~10.39 mg·L⁻¹,而CW₀出水中硝酸盐浓度仅为0.41~0.91 mg·L⁻¹。在适宜的风速条件下,湿地中可同时存在好氧与缺氧/厌氧环境,这既利于硝化作用又利于反硝化作用,从而可使湿地获得较好的TN去除效果。当风速u≤1.0 m·s⁻¹时,CW_NV系统中TN去除负荷6.70~6.77 g·(m³·d)⁻¹,较CW₀系统高出17.2%~23.1%。但是,自然通风对于TP去除效果的提高十分有限,仅能提高2.4%~4.8%的TP去除率。此外,CW_NV系统中风速与OTR、COD、NH₃-N和TN的去除负荷及其降解速率常数之间的关系符合二次方程。