水力空化深度处理焦化废水的实验研究

采用单因素方法研究了环境因素对撞击流-水力空化深度处理焦化废水的影响,通过响应面法优选出最佳反应环境条件,以期为撞击流-水力空化在焦化废水深度处理中的应用提供依据。结果表明,水力空化能有效处理焦化废水,3个因素对UV254去除率影响的大小顺序为:初始pH温度循环时间。其中初始pH和温度的交互作用对UV254去除率影响最为显著。优化得到最佳工艺条件:pH=2.12,温度为52℃,循环时间为48.15 min,在此条件下,焦化废水的UV_(254)、Vis_(380)、COD去除率能达到47.465%、67.53%、23.63%。     

水力空化对水中微生物的灭活作用及特性

在以文丘里管为空化发生器的水力空化装置中,对含有大肠杆菌的水体进行灭菌处理。通过检测大肠杆菌的灭菌率,考察了水力空化对水中微生物的灭活效果。分析了水流空化数、文丘里管入口压力、空化作用时间、文丘里管结构特性等参数对灭菌效果的影响。结果表明,水力空化的能量效应对水中微生物能够产生灭活作用,实现对含菌污水的灭菌消毒处理。提高文丘里管入口压力、增加空化处理时间、优化空化器结构设计均有利于增强空化灭菌效果。     

文丘里管与孔板组合降解苯酚废水研究

利用水力空化技术,处理模拟废水苯酚,以文丘里管与不同的孔板组合作为空化装置。研究运行时间、入口压力、孔口排布方式及空化数对苯酚降解率的影响,并对苯酚降解的中间产物进行紫外-可见吸收光谱分析,初步判断降解过程中形成的产物性质。研究结果表明,随着时间的延长,苯酚的降解率先增大后趋于稳定,60 min时达到最大降解率;存在最佳入口压力,为0.4 MPa;孔口排布方式对苯酚降解率有较大影响。紫外-可见吸收光谱分析表明,苯酚降解过程的产物可能为酮类或醛类、苯二酚以及脂肪酸类物质。     

超声空化效应降解焦化废水中有机物的研究

报道了将超声空化效应应用于降解焦化废水中有机物的方法,考查了饱和气体的存在与否、有机物(CODCr)的初始浓度、超声波的声能密度、废水的初始pH值以及废水的温度对超声空化效应降解废水中有机物效果的影响。通过测定自由基清除剂正丁醇对有机物超声降解过程的影响,提出了废水中有机物超声降解的作用机理可能是由超声空化效应在水中产生的·OH自由基使水中的有机物被氧化的过程,有机物的超声降解过程遵循表观一级反应动力学规律。     

超声空化与Fenton试剂联合作用降解焦化废水中有机物的研究

研究了不同Fenton试剂的用量、不同初始pH值、不同初始COD_(cr)质量浓度、不同声能密度条件下,超声空化与Fenton试剂联合作用降解废水中有机物的效果。结果表明,超声空化与Fenton试剂联合作用对焦化废水中的有机物(COD_(cr))有较好的降解作用,二者对有机物的降解作用存在正的协同效应。     

水力空化技术降解石油废水效能研究

采用水力空化技术对水中石油污染物的催化降解性能及影响因素进行研究。结果表明,适当提高入口压力、升高反应温度、延长反应时间,有利于石油污染物的降解。当入口压力0.3 MPa、反应温度25℃、反应时间5 h时,水力空化系统对石油的去除率为84.28%。经GC-MS分析,在空化催化降解作用下,石油污染物中大多数有机物被直接氧化成CO2和H2O,同时避免了新的小分子有机物生成。水力空化技术可以有效地去除水中的石油污染物,可以作为处理石油废水的一种有效方法。     

水力空化过程及其在化工领域的应用

综述了水力空化发生原理,指出空化过程的能量释放和空化效应是强化反应过程的主要原因。通过对文丘里型、孔板型和复合型三种类型水力空化器的汇总,指出了各空化器结构参数对空化过程影响。通过对近年来水力空化技术在有机合成、废水处理、生物柴油制备等化工领域的梳理,进一步总结了水力空化技术的优势和目前仍待研究解决的问题。     

水力空化过程及其在化工领域的应用

综述了水力空化发生原理,指出空化过程的能量释放和空化效应是强化反应过程的主要原因。通过对文丘里型、孔板型和复合型三种类型水力空化器的汇总,指出了各空化器结构参数对空化过程影响。通过对近年来水力空化技术在有机合成、废水处理、生物柴油制备等化工领域的梳理,进一步总结了水力空化技术的优势和目前仍待研究解决的问题。     

文丘里管式空化器的数值模拟

水利空化是一个较复杂的过程,反应过程中会受到工作环境、仪器设备各项参数、液体的状态等因素的影响。针对基于水力空化相关原理及文丘里管的特性,利用Fluent模拟软件建立了模拟模型,考察了文丘里管空化装置入口压力、喉部直径、入口角度及入口直径等参数对空化效果的影响,得到了各个因素的影响规律及优化条件,确定了空化效果最好的空化器,为同类空化器的实际应用提供了较好的理论基础和借鉴。     

水力空化降解亚甲基蓝反应动力学分析

为探究水力空化对有机物的降解反应速率,在不同入口压力下,采用不同结构的孔板空化反应器进行了亚甲基蓝降解动力学研究。结果表明,较高的入口压力会增大水力空化对亚甲基蓝的降解反应速率;多孔孔板空化器降解亚甲基蓝的效果优于单孔孔板空化器,并且孔数越多空化效果越强。孔板空化器作用下的亚甲基蓝降解过程均符合一级反应动力学,反应速率由大到小为49孔25孔单孔,半衰期由小到大为49孔25孔单孔。     

文丘里管空化强化离子交联法制备壳聚糖抗菌微粒

以甲基异噻唑啉酮(methylisothiazolinone,MIT)为模型抑菌剂,采用基于文丘里管的水力空化强化离子交联法制备壳聚糖抗菌微粒,考察不同配方和工艺条件对平均粒径和包封率的影响,并和传统机械搅拌制备进行比较。结果表明,三聚磷酸钠(sodium tripolyphosphate, TPP)与壳聚糖质量比是影响平均粒径大小的关键因素,且当二者质量比为2:15～6:15,文丘里管空化可稳定制备得到微粒;优化工艺条件为:空化入口压力0.2MPa、空化时间20min、壳聚糖质量浓度3.0 g×L~(-1)、TPP与壳聚糖质量比6:15、MIT浓度0.5 mmol×L~(-1);此时制备的微粒分散性好、形态圆整,且粒度分布窄,平均粒径为329.4 nm,包封率为(62.3±2.57)%,和传统机械搅拌相比,平均粒径减小20.5%,包封率提高17.7%以上。文丘里管空化适用于强化离子交联法制备壳聚糖抗菌微粒。     

流动结构对化学反应速率的影响

介绍了具有新型流场结构的"空化撞击流"的概念及其提出的背景;阐述了"空化撞击流"的三大特性;分析了空化撞击流技术对反应动力学的促进作用;用实验的方法研究了空化撞击流流场结构对化学反应动力学的影响规律。通过实验验证了关于空化撞击流流场对化学反应速率影响的推断。实验依次在普通喷嘴撞击流反应装置、空化自激脉冲喷嘴空化撞击流反应装置、低速搅拌反应装置和高速搅拌反应装置中进行。由实验结果可见,使用空化撞击流反应器时,反应速率常数分别比使用撞击流反应器、高速搅拌反应器和低速搅拌反应器高出13.42%、27.46%和33.82%,而且空化撞击流反应器的能耗更低。因此,利用空化撞击流技术确实可以有效提高化学反应速率。     

焦化废水电化学处理技术研究进展

介绍了焦化废水的电化学处理技术的现状,并结合近年来环境电化学技术的前沿研究,提出了焦化废水电化学处理技术的发展方向.结合量子力学和结构化学理论,重点分析了采用极端的电化学条件来改变分子的几何结构和电子云结构,从而达到降解焦化废水中难降解有机物的可能性.     

文丘里管空化器内空泡动力学特性的数值模拟

研究了文丘里管空化发生器内空泡的成长、溃灭特性,根据基本的R-P空泡运动方程,考虑了液体粘性、表面张力和可压缩性等因素的影响,运用四阶Runge-Kutta法对空泡径向非线性运动方程进行求解,得到空泡径向演变过程以及溃灭压力的变化趋势.讨论了初始汽泡半径、入口压力和文丘里管的喉径比等因素对空泡演变过程的影响.结果表明,流体的可压缩性对空泡溃灭的影响最大;空化发生器结构参数以及操作参数均对空泡运动特性产生影响,从而影响空化强度.所得结果对空化流场中空化泡演变规律的研究以及水力空化发生器的设计具有指导意义.     

复合菌剂对焦化废水的降解及其特性研究

将从焦化废水中富集培养筛选到的15株优势菌株逐次组合,最终得到高效降解焦化废水有机物的10株复合菌剂.复合菌剂对焦化废水主要污染物的降解效果明显高于单株菌和简单组合菌.COD的降解率与焦化废水中复合菌剂生长量成正相关,探讨了碳源、氮源及pH等生态因子对复合菌剂降解焦化废水的影响.     

弯曲文丘里环隙型水力空化发生器的特性

尝试提出了2种兼具文丘里、弯头、反弧、环隙特征的新型水力空化发生器,并借助高速摄影技术,采用准二维薄层流道结构对这种流动形式的空化特性进行试验研究。研究发现:这种结构可以在较低的压力下发生空化;空化云的空间占比较高;空泡的空间分布呈现窝状结构。结果表明,该发生器是一种具有潜在优势的水力空化发生装置。     

文丘里管空化生成微米气泡的试验

微米气泡在工业中应用广泛，采用文丘里管空化产生微米气泡具有结构简单、能耗低等优点。为探究文丘里管空化过程微米气泡的生成规律，文中以水为介质、高速摄像为测量手段，探讨了空化数对于微米气泡尺寸分布的影响。试验发现：空化程度最剧烈时气泡直径分布最广，在20～230μm,并服从多元高斯分布；随着空化数的增加，空化程度有所降低，气泡Sauter平均直径增加而气泡数量降低。此研究为空化生成微米气泡的方法提供了重要的数据支撑。     

水力空化联合二氧化氯处理苯酚废水研究

以苯酚废水作为研究对象,采用水力空化技术处理,考察了入口压力、孔板开孔率、孔板排布方式对苯酚降解率的影响,并研究了水力空化联合二氧化氯对苯酚的降解率。研究表明,苯酚降解率随着入口压力的增大,呈现先增大后减小的趋势,存在最佳压力;孔板开孔率对苯酚的降解效果有较大的影响,且环状分布孔板比均匀分布孔板有更好的降解效果;水力空化比超声空化有更高的能量利用率。水力空化联合二氧化氯对苯酚的降解符合一级反应动力学规律,且降解率是2个单独处理工艺之和的1.4倍,并结合对降解机理的探究,表明两者对苯酚的降解存在协同效应。     

煤气化废水溶解性有机物水质特征研究

煤气化废水中的溶解性有机物(DOM)决定着处理药剂和微生物生长等,直接影响废水处理工程效果,DOM的光谱表征可反映各组分在氧化、降解或吸附等方面的特性。在分析某煤气化生产尿素企业的废水产生节点基础上,采集脱酚氨后废水,采用树脂分离方法对气化废水中的DOM进行6组分(HoA、HoB、HoN、HiA、HiB、HiN)分离,通过紫外-可见光谱、三维荧光光谱等分析方法对其水质特征进行分析。结果表明:废水DOM中HoA、HoN组分占比高达43.21%和33.65%,废水中含有较多非饱和结构的芳香族化合物;脱酚后废水各组分的E300/E400数值都较低,为2.88~5.00,说明废水的腐植化程度很高,主要为难生化降解的苯环结构物质;三维荧光光谱分析表明煤气化废水DOM各组分的最强荧光响应区域对应的有机物质主要包括类腐植酸、类富里酸、类酪氨酸以及类色氨酸这四大类有机物,为控制和处理煤气化废水中有机污染物提供理论依据。     

AAO与OAO工艺处理焦化废水的对比研究

对比研究AAO与OAO工艺,考察了2种工艺在不同有机负荷和碳氮比的条件下,对焦化废水中CODCr、氨氮、总氮的去除效果。试验结果表明,AAO与OAO工艺均对焦化废水表现出良好的有机物和氮类物质去除效果,废水中所含难降解物质的比例和碳氮比是决定2种工艺处理效果优劣的关键,难降解物质比例高或碳氮比低的焦化废水适合采用AAO工艺处理,难降解物质比例低且碳氮比高的焦化废水适合采用OAO工艺处理。