The use of petroleum coke as fuel in a 10 kWth chemical-looping combustor

Tests were made in a 10 kW_th chemical-looping combustor with a petroleum coke as the solid fuel and the oxygen carrier ilmenite, an iron titanium oxide. The fuel reactor is fluidized by steam and the oxygen carrier reacts with the volatiles released as well as the gasification intermediates CO and H₂. A constant fuel flow corresponding to a thermal power of 5.8 kW was introduced into the fuel reactor and a total of 11 h of operation was reached. The effects of particle circulation and carbon stripper operation on solid fuel conversion, conversion of gas from the fuel reactor and CO₂ capture were investigated. The actual CO₂ capture ranged between 60% and 75% while the solid fuel conversion was in the range of 66–78%. The low values of solid fuel conversion reflect loss of char due to low efficiency of the fuel reactor cyclone. The incomplete conversion of the gas from the fuel reactor is expressed as oxygen demand. The oxygen demand corresponds to the fraction of oxygen lacking to achieve full gas conversion and was typically 25%, due to presence of CH₄, CO and H₂ from the fuel reactor. Typical ratios of CH₄, CO and H₂ over the total gaseous carbon from the fuel reactor are respectively 5, 10 and 25%. Low loss of non-combustible fines from the system indicates very low attrition of the oxygen carrier.     

Seed selections for crystallization of calcium phosphate for phosphorus recovery

Seed induces and promotes the crystallization of calcium phosphate, and acts as carrier of the recovered phosphorus （P）. In order to select suitable seed for P recovery from wastewater, three seeds including Apatite （AP）, Juraperle （JP） and phosphate-modified Juraperle （M-JP） were tested and compared. Batch and fixed-bed column experiments of seeded crystallization of calcium phosphate were undertaken by using synthetic wastewater with 10 mg/L P phosphate. It shows that AP has bad enduring property in the crystallization process, while JP has better performance for multiple uses, and M-JP is a hopeful seed for P recovery by crystallization of calcium phosphate.     

新型移动床膜生物反应器处理PVA废水的实验研究

将移动床生物膜反应器（MBBR）与膜生物反应器（MBR）有机结合,形成一体化式新型移动床膜生物反应器（M—MBBR）。采用M—MBBR对PVA废水的处理效果进行了研究,介绍了反应器的结构,并考察了水力停留时间、COD容积负荷及曝气量等操作条件对处理效果的影响。实验结果表明,在水力停留时间8h,气水比为120：1,COD容积负荷在1．4—2．8kg／（m^3·d）范围内变化时处理效果最佳且出水保持稳定。在此操作条件下,M—MBBR对PVA和COD的去除率可分别达到54％和69％左右。     

固定化菌剂载体材料腐解产物对污染土壤中芘解吸的影响

以老化120 d初始浓度为20 mg·kg-1的人为芘污染土壤为研究对象,利用批量吸附-解吸实验,分析了固定化菌剂载体材料玉米芯腐解产物(水溶性和非水溶性)对污染土壤芘解吸的影响.结果表明:1腐解产物的加入不仅提高了土壤中芘的快速解吸分数,而且大大增加了土壤中芘的解吸率.腐解1 d和120 d非水溶性腐解产物的加入使土壤芘解吸率由20.0%分别增大到81.8%和84.5%;腐解1 d和120 d水溶性腐解产物的加入使土壤芘解吸率由约40.0%分别增大到89.6%和88.5%.2与未腐解玉米芯吸附量相比,腐解1 d和120 d的玉米芯对芘的吸附量分别增大了9.4和16.6倍.而腐解1 d和120 d后获得的水溶性产物能够使XAD-2树脂吸附量增加1.5和3.1倍.以上结果表明固定化材料可以通过吸附或活化作用促进土壤残留污染物的释放.     

V-W/TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂催化还原NO的研究

掺杂15%TiO2对γ-Al2O3改性制备了TiO2/γ-Al2O3复合氧化物载体,以此复合氧化物及TiO2、γ-Al2O3为载体用浸渍法负载钒钨制备了一系列催化剂,采用比表面积和孔结构分析、X射线衍射(XRD)、高分辨电镜(HRTEM)、原位红外(in situ FT-IR)等技术对载体和催化剂进行宏观-微观表征,同时在模拟氨气选择性催化还原NO(NH3-SCR)的反应条件下对催化剂的脱硝反应活性进行考察,比较研究TiO2掺杂对V2O5-WO3/TiO2和V2O5-WO3/γ-Al2O3催化剂的改性作用。结果发现,少量TiO2掺杂制得的TiO2/γ-Al2O3复合载体中,TiO2和γ-Al2O3之间的协同作用使得V2O5-WO3/TiO2/γ-Al2O3催化剂的选择性催化还原脱硝效率及活性窗口明显优于单一载体制备的催化剂,并表现出了良好的热稳定性;各种表征结果表明,TiO2/γ-Al2O3复合载体中TiO2高度分散在γ-Al2O3上,复合载体具有较大的比表面积,载体表面存在大量的Br?nsted酸位和较多的活性中间产物,这些可能是TiO2/γ-Al2O3复合载体催化剂具有较好SCR活性的原因。     

固定化Lysinibacilluscresolivorans的PVA-SA-PHB-AC复合载体制备及间甲酚的降解

针对生物降解过程容易受到外界不利环境影响及低浓度下动力学效率不高的问题,制备了具有吸附功能的微生物固定化载体并研究了对间甲酚的降解.在聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)固定化载体中加入海藻酸钠(sodium alginate,SA)、聚羟基丁酸酯(poly-3-hydroxybutyrate,PHB)和粉末活性炭(activated carbon,AC),采用循环冷冻-解冻结合硼酸法制备了具吸附功能的PVA-SA-PHB-AC复合载体,并用其包埋固定化1株间甲酚优势降解菌Lysinibacillus cresolivorans,考察了载体微观结构、稳定性及扩散性对固定化微生物降解间甲酚的影响.结果表明,PVA-SA-PHB-AC载体比表面积和平均孔径分别为15.30m2.g-1和33.68 nm,对间甲酚的吸附容量和扩散系数分别为3.86 mg.g-1和5.62×10-8m2.min-1,可稳定使用60 d以上;固定化L.cresolivorans的间甲酚去除为吸附-降解的耦合,去除速率由载体传质速率与微生物降解速率共同决定,间甲酚浓度低于350 mg.L-1时,载体传质速率小于微生物降解速率,间甲酚去除速率由传质速率决定,浓度高于380 mg.L-1时相反;添加了吸附剂的载体扩散系数会减小,但能耐受更高的底物浓度,且在更宽的浓度范围可以实现高效的降解作用.间甲酚的降解规律及其差异性显示出经吸附功能改性的载体因传质作用的加强而实现反应动力学的提高,并且存在一个合理的浓度区间.     

基于新型载体AMC/UASB-SCMBBR生物工艺处理印染废水的中试研究

针对泉州某印染厂实际废水(COD 800～1800 mg·L~(-1),NH~+_4-N 20～50 mg·L~(-1),pH=8～14),以两种新型载体分别作为厌氧与好氧单元中微生物固定化载体,考察了中试规模上流式厌氧污泥床反应器(UASB)与柔性悬浮载体移动床生物膜反应器(SCMBBR)组合工艺对该废水的处理效果.4个月的连续试验结果表明:①经过30 d前期调试运行该工艺系统成功启动,处理量为1.5～2.2 m~3·d~(-1)时,AMC/UASB和SCMBBR反应器对COD的去除率分别达到22%和50%,AMC/UASB反应器出现明显的产气现象,SCMBBR中载体挂膜状况良好;②启动完成后经过90 d的连续运行,当AMC/UASB和SCMBBR反应器水力停留时间分别为10.7 h和8.8 h,废水处理量为5 m~3·d~(-1)时,稳定运行阶段整个工艺废水COD去除率达到78%,出水氨氮平均浓度为3.4 mg·L~(-1);此外,整体工艺色度去除率达到65%,其中,厌氧段色度去除率达到50%左右;③通过分析计算,整个系统污泥减量达到67.7%～76.6%,该生物组合工艺具有明显的污泥减量效果.     

石油化工废水回用试验研究

以上海石化股份公司水质净化厂二级处理出水为处理对象，采用悬浮填料生物膜法、混凝沉淀、快速砂滤和低压电场杀菌工艺，获得了很好的试验效果，CODcr的平均去除率达50.0%，NH3－N达86.5%，SS达93.7%，杀菌率高达99％以上，出水水质完全达到回用水的标准。     

生物炭载体的表面特征和挂膜性能研究

以花生壳为原料,于300~700℃下热解制备生物炭以作为生物膜载体,对其进行了理化性质表征和挂膜试验.结果表明:较高的热解温度(700℃)能促进生物炭载体孔隙结构发展,生物炭表面ζ电位上升,亲水性增加,从而有利于污水微生物的附着和生长. 挂膜期间,生物炭载体单位挂膜量分别高出陶粒44%~84%,高温(700℃)生物炭载体生物膜对NH4+-N的去除率高出陶粒1%~3%,而中低温(300、500℃)生物炭载体生物膜对NH4+-N的去除率较陶粒低5%~10%,显示生物炭表面理化性质可能对附着的生物膜微生物种类和活性产生影响.     

生物炭强化模拟废水中高浓度苯酚的微生物降解

采用花生壳生物质废物分别在350、550和750℃条件下限氧热解制备生物炭,之后加入到苯酚污染模拟废水中,验证其强化苯酚微生物降解的效果.结果表明,未加生物炭的系统中,苯酚浓度过低(≤110 mg·L~(-1))不能使菌体达到最大浓度,苯酚浓度过高(≥420 mg·L~(-1))则会抑制菌体生长,降解率仅为43.2%,且停滞期长.添加生物炭后,苯酚去除率大幅度提高,在6～16 h时微生物进入对数生长期,苯酚浓度快速降低.2、4和6 g·L~(-1)的生物炭添加量均可使苯酚在16 h内被完全去除,高添加量的生物炭能吸附39.3%的苯酚,降低其对微生物的毒性抑制.550℃热解温度制备的生物炭取得了最好的强化效果,其pH缓冲作用可中和苯酚降解产生的酸性物质,而750℃热解温度制备的生物炭由于pH过高而使菌体难以存活.生物炭在相对低苯酚浓度下(600、800 mg·L~(-1))可显著提高其去除率,分别从29.6%、24.5%升至46.9%、36.9%.而对于初始苯酚浓度高达1000 mg·L~(-1)以上的系统,则需要海藻酸钙凝胶固定菌体到生物炭才能获得较高的降解率.