循环载荷下煤裂隙演化试验研究

为了研究循环载荷下的煤体裂隙演化特征,在不同应力水平和不同频率条件下分别进行煤样破坏力学及声发射试验。结果表明:应力-应变曲线呈疏-密-疏的变化特征,对应的振铃数柱状图呈U型;上限应力点的应变值、累积能量、撞击计数均随循环次数增加而上升,曲线呈倒S型;煤裂隙演化经历了原始裂隙闭合、新生裂隙稳定发育和裂纹贯穿破坏等3个不同阶段;循环载荷的应力水平和加载频率对煤体疲劳寿命的影响具有差异性,对煤体裂隙演化和破坏模式均有明显影响。     

加轴压卸围压下含瓦斯煤岩损伤变形的能量演化机制

采动影响下含瓦斯煤岩的损伤变形是一个极其复杂的非线性过程,单纯依靠传统经典弹塑性力学无法准确分析其破坏机理。针对此情况,通过试验研究了不同初始围压条件下含瓦斯煤岩的损伤变形特征,并分析了损伤变形与能量演化规律之间的内在联系。研究表明:初始围压越高,煤样破坏时强度越大,脆性破坏特征越明显,瓦斯流量急剧增加幅度越大,煤样破坏时积累的总能量和弹性应变能越多,且初始围压与弹性能之间满足对数函数关系。采用累积耗散能定义了煤岩损伤变量,并分析了不同阶段损伤与渗透率之间的演化关系。     

分段变速加载对含瓦斯突出煤力学特性影响试验研究

为探究采动应力变化对含瓦斯突出煤力学特性的影响,利用RLW-500G煤岩三轴蠕变-渗流试验系统,对新景矿含瓦斯突出煤进行了不同围压和瓦斯压力下的常规三轴和分段变速加载力学试验。结果表明:煤样在2种应力路径下的全应力应变曲线均可分为压密、线弹性、塑性变形、应力跌落和残余应力5个阶段;随着围压的升高或者瓦斯压力的降低,煤体在2种应力路径下的强度和弹性模量均增大;相较于常规三轴,煤体在分段变速加载路径下的强度普遍增大,峰值轴向应变、峰值环向应变绝对值和峰值体积应变绝对值也普遍增大,失稳破坏瞬间应力跌落和能量释放更加剧烈。Mohr-Coulomb强度准则仍然适用于分段变速加载条件下的含瓦斯突出煤,该研究对于认识煤与瓦斯突出的发生机制具有一定的指导意义。     

生物滴滤塔处理模拟甲硫醚废气

在常温条件下,采用生物滴滤塔处理模拟甲硫醚废气,考察了气体空床停留时间(EBRT)、容积负荷、喷淋密度及营养液pH对生物滴滤塔性能的影响。实验结果表明:当EBRT为90 s、进气甲硫醚质量浓度为150 mg/m~3、喷淋密度为0.65 m~3/(m~2·h),营养液pH为6.8时,甲硫醚去除率为90%;容积负荷高于15 g/(m~3·h)时,对生物滴滤塔的性能产生抑制作用;EBRT为90 s及60 s时,最佳喷淋密度分别为0.56~0.65 m~3/(m~2·h)及0.65~0.75 m~3/(m~2·h);降解甲硫醚的微生物对pH的变化较敏感,最适营养液pH为6~7。     

气动锤头式冲击响应谱模拟方法研究

分析了目前常用的机械撞击式响应谱试验机的特点和存在的一些问题,设计了一种以压缩空气作为锤头动力的新型气动式冲击响应谱试验机,给出了锤头速度计算公式和响应谱最大值的估算方法,为大型产品的冲击响应谱试验提供了一种手段。     

曝气浸没固定生物膜反应器处理化粪池出水

研究了以丝瓜络作为生物膜载体的曝气浸没固定生物膜反应器在处理化粪池出水时的可行性以及运行性能。结果表明,丝瓜络生物膜反应器可以在2周内成功启动;水力停留时间(HRT)对COD和氨氮的去除效果有显著影响,在水力停留时间为4 h的条件下,系统对COD和氨氮的去除率分别达到了78.5%和96.4%。另外,系统有较强抗有机污染物冲击负荷的能力,当COD和氨氮的进水浓度分别为59.3 mg/L和15.9 mg/L时,系统对有机污染物的去除效果较佳,去除率分别达到了80.0%和98.9%。     

HRT对固定床厌氧反应器运行效果的影响

为了考察水力停留时间(HRT)对炭纤维载体固定床厌氧反应器运行效果的影响,在进水COD分别为20 000~25 000 mg/L和40 000~45 000 mg/L2个浓度范围下,研究了不同HRT对反应器运行效果的影响。结果表明,通过HRT的调整,在达到相同有机负荷(OLR)下,进水COD为20 000~25 000 mg/L的COD去除率和产气量,明显比进水COD为40 000~45 000 mg/L的运行效果好;进水COD为20 000~25 000 mg/L,HRT为14 h,相应的OLR为41.09 kgCOD/(m3.d)时,COD去除率仍然维持在68%以上,沼气容积产气率达到14.55 m3/(m3.d)。炭纤维载体固定床厌氧反应器具有较高的COD去除率、产气效率以及抵抗低pH、高负荷冲击的能力,运行过程中没有发生反应器堵塞的现象。     

诱导结晶工艺中诱品载体的选择与改性

以含铜废水为处理对象,重点考察了诱晶载体的表面性质及表面负荷对诱导结晶过程的影响。结果表明,在工艺启动初期,白云石以及碱式碳酸铜为诱晶载体时,铜的去除率在90％以上,石英砂对铜的去除率较低,但石英砂经表面改性后对铜的去除效率亦可达90％以上。在运行稳定后,几类诱导载体对铜的去除率皆能稳定在95％,说明诱晶载体的表面性质对诱导结晶工艺的影响主要在于反应启动初期,选择与目标结晶产物结构、成分相同或相似的诱晶载体有利于诱导结晶过程的进行。此外,研究结果还表明,诱晶载体表面负荷对结晶过程影响较大,诱导结晶除铜工艺中载体表面负荷不宜高于0．054gCu／（m2·d）。     

生物填料地下渗滤系统对生活污水的脱氮

将草甸棕壤、炉渣和活性污泥等基质按体积比13∶6∶1配制生物填料,研究了生物填料地下渗滤系统（subsurface wastewater infiltration system,SWIS）在不同的水力负荷和污染负荷条件下对校园生活污水的脱氮效果。场地实验结果表明,当BOD5负荷为12.0 g BOD5/（m2·d）,表面水力负荷为0.04-0.10 m3/（m2·d）时,SWIS对NH＋4-N和TN的平均去除率分别为92.4%和82.0%。当水力负荷为0.08 m3/（m2·d）,BOD5负荷9.3-16.8 g BOD5/（m2·d）时,SWIS对NH＋4-N和TN的平均去除率为92.7%和81.2%。SWIS中氧化还原电位（oxygen reduction potential,ORP）随进水水力负荷和BOD5负荷的增加而降低,脱氮效率下降。综合出水水质和处理效率,适宜的水力负荷和污染负荷分别为0.065 m3/（m2·d）和12.0 g BOD5/（m2·d）。在此条件下,SWIS的启动周期为25-30 d。出水水质均优于《城市污水再生利用-景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）标准,且处理效果稳定,抗负荷冲击能力强。     

高气速间歇式生物过滤去除高负荷H2S

采用生物过滤法,以鸡粪堆肥和PE混合物为填料,在高气速条件下间歇式处理高负荷H2S废气。空床停留时间为20、15、10、6.7和5 s时,入口浓度3 000 mg/m3下的平均去除率分别为100%、100%、96.5%、89.2%和90.5%。高气速EBRT为5 s时,高入口负荷2 147 g/(m3.h)时的去除负荷为2 023 g/(m3.h),去除率达94%。采用Michaelis-Ment-en模型进行生物降解宏观动力学研究,其中Ks为550 mg/m3,Vm为6.8×104g/(m3.d)。结果表明,在实验温度17～24℃,湿度30%～50%下,生物过滤法间歇式处理高气速高负荷H2S的去除性能好。