气提升交替环流符合滤料滤池污水处理工艺的应用

介绍了气提升交替循环流复合滤料滤池的基本结构、工作原理及工艺特点,并将其应用于马鞍山市中心医院污水处理.运行结果表明,污水经该工艺处理后,CODcr、BOD5、SS及氨氮的平均去除率分别达到82.80％,88.64％,67.84％和93.72％,粪大肠菌群的灭活率在99.99％以上,且耐冲击负荷能力强,运行稳定,是一种...     

石灰石-石膏湿法脱硫工艺关键技术参数研究

论述石灰石-石膏湿法脱除烟气中SO2的技术特点、工艺流程,对关键技术参数(空塔气速、液气比、钙硫比、循环浆液质量浓度、循环浆液p H值)、影响系统运行和石膏品质的因素进行了分析。     

铁锰复合活性滤料去除冬季地表水中氨氮的效能

采用铁锰复合氧化物活性滤料滤池进行了低温高氨氮地表水处理试验研究,并与普通石英砂生物滤池进行对比。结果表明,铁锰复合氧化物活性滤料滤池对地表水中氨氮具有良好的去除效果,与普通石英砂生物滤池相比,在抗水力负荷、浓度负荷和反冲洗方面更有优势;当滤速分别为4、6、8 m/h时,铁锰复合氧化物活性滤料滤池对氨氮的平均去除率分别为97.2%、94.3%、93.5%,而相应条件下普通石英砂生物滤池对氨氮的平均去除率仅为84.1%、64.7%、58.0%;在滤速为8 m/h、滤层厚度为110 cm条件下,铁锰复合氧化物活性滤料滤池去除氨氮的最大浓度为2.30 mg/L,而普通石英砂生物滤池去除氨氮的最大浓度仅为1.50 mg/L;对浊度、有机物的去除,铁锰复合氧化物活性滤料滤池与普通石英砂生物滤池效果相当。     

滤池反冲洗时气水压力计算

滤池反冲洗时气水压力计算对于单纯用水反冲洗滤池，设计手册中有滤池各部分水头损失的计算公式。对于气水反冲洗滤池，滤料层处于气、液、固三相流状态，配水配气系统内为气、液两相流体，单纯以水冲洗时的计算公式已不适用，而从理论上又很难确定出三相或两相流体的水头...     

旋流板塔煤浆法烟气脱硫研究

煤浆法烟气脱硫是以煤浆洗涤含二氧化硫的烟气,二氧化硫溶于浆液形成亚硫酸,煤中黄铁矿与亚硫酸、氧气发生反应,亚硫酸被氧化为硫酸,从而实现烟气脱硫.反应过程中,煤中的黄铁矿硫也被转化为硫酸而浸出,反应产生的Fe3+/ Fe2+又对脱硫反应起到了催化剂的作用.以旋流板塔为吸收设备,研究了煤浆法烟气脱硫过程中浆液温度、液气比、空塔气速及浆液固液比等操作参数对脱硫率的影响规律.试验表明,在其他条件不变的情况下,适当提高液气比、空塔气速及浆液固液比均有利于提高脱硫效果.随着烟气脱硫过程的进行,脱硫浆液中的总铁含量不断增加,说明煤中黄铁矿被不断浸出, 故此法在脱除烟气中的二氧化硫的同时也降低了煤中黄铁矿硫含量.     

V型滤池工艺参数的测定分析

滤池工艺在自来水厂常规水处理中的作用非常重要,是水厂工艺流程的核心环节,其工艺参数（包括滤速、冲洗强度、滤料的含泥率、膨胀率和滤料级配等）的变化将直接影响到滤出水的水质。同时随着滤池使用时间的增加,其内部工况与原设计参数也发生了相应的变化（包括砂质等）。鉴于上述原因,根据CJ24＊1—88和仇代化水厂创建评分标准》的相关要求,对投入运行已有一年的宏畔水厂V型滤池的相关技术参数进行了系统地测定分析,掌握滤池运行特性,进行科学管理提供可靠的依据。     

新型陶粒滤料滤池——陶粒-石英砂双层滤料过滤试验研究

为探讨采用破碎陶粒组装陶粒-石英砂双层滤料滤池的可能性,首次,从1979年2月开始在重庆有机化工厂进行了试验研究。上层陶粒滤料采用北京陶粒厂生产的页岩陶粒,下层采用四川简阳产石英砂。研究结果表明,可以利用破碎陶粒组装陶粒-石英砂双层滤料滤池。滤速可以达到30-40米/小时,产水量比一般砂滤池高2-3倍,超过煤砂双层滤料滤池一倍以上。试验给出了陶粒-石英砂双层滤料滤池的半经验计算公式,陶粒-石英砂有效粒径选择的计算公式,并引入了均布滤速V均布的新概念。     

三种典型砂滤池过滤参数优化及过滤性能对比

通过研究国内外三种典型石英砂滤池的出水浊度、颗粒数以及水头损失,对比分析了不同滤速条件下三种滤池的过滤性能,以期达到优化过滤参数及优选滤料的目的。结果表明,水头损失是各滤池过滤周期的主要限制因素,同等条件下美国级配滤料滤池的水头损失增长速率最大,其次是国内级配滤料滤池、国内均质滤料滤池;不同滤速条件下各滤池的出水浊度均保持稳定,国内级配滤料滤池出水浊度在过滤周期末段有上升趋势;出水中颗粒数随着滤速的增加而增大,增大滤速会降低滤池对小颗粒的截留效率,国内均质滤料滤池出水的颗粒含量最低,其次是国内级配滤料滤池、美国级配滤料滤池,各滤池对粒径为3~5μm的颗粒物去除效果最差。综合各因素,国内均质滤料滤池的过滤性能最佳,其次是国内级配滤料滤池、美国级配滤料滤池,三者的最佳滤速分别为(6~7)、8、4 m/h。     

较高黏度垂直油气两相流实验及压降研究

依托可视化多相流实验平台,利用储罐温度控制流体黏度,开展垂直管较高黏度油气两相流动特性实验研究。记录不同黏度(60、100、290、480 mPa·s)、表观气速(1～60 m/s)和表观液速(0.02～0.55 m/s)下管内流型、持液率和压降,得到156组实验数据,分析不同黏度液体对气液两相流动的影响和现有模型产生误差的主要原因。结果表明:总压降随着液体黏度的增加而增加,随着表观气速的增大先减小后增大;总压降最小值受表观液速及其黏度的共同影响。根据实验数据重新拟合了压降预测模型,采用10井次生产数据对新模型验证的平均绝对误差(mean absolute deviation, MAD)值为13.48%,较其他预测模型准确度提高了10%,新模型能够为稠油生产和运输设计提供理论参考。     

用CFD方法模拟膜生物反应器内部流场及布气优化

采用Eulerian多相流模型对膜生物反应器进行气液两相流数值模拟,对"对齐"和"对齐导流"两种反应器构型内部流场气含率、速度场和膜面液体流速进行了分析比较,并就布气方式进行了分析和优化,同时借助缩小实验模型对模拟结果进行了实验验证。结果表明:两种反应器构型流场内的气泡呈现出汇集于膜组件中心位置,然后在膜组件顶端散开的流动状态;导流作用对反应器内气含率分布的影响不大,但对速度场分布特性影响显著;体积缩小100倍的对齐导流模拟装置中的气液流动状态与CFD模拟结果基本一致;通过对布气方式的优化模拟发现,不均匀布气方式可以改善气体分布状况,提高反应器内气含率和流场的湍流强度。     

Mixing in upflow anaerobic filters and its influence on performance and scale-up

Tracer studies were carried out in laboratory-scale and pilot-scale upflow anaerobic filters to determine the effect of liquid velocity, gas production and media depth on mixing patterns. A computer simulation model was developed to analyse tracer-response curves. In water studies at laboratory scale, gas production was shown to have a significantly greater effect on mixing than liquid upflow velocity. A reduction in the quantity of media also resulted in greater mixing due to the greater void space in which synthetic gas bubbles could cause turbulence. In the presence of sludge during reactor operation, at pilot and laboratory-scale, gas production had a significant influence on mixing. However, liquid velocity played an important role in solids distribution in the filter, in conjunction with media depth. At pilot-scale, at a low solids concentration, a high liquid velocity lifted the sludge “bed”, raising the source of gas production. The absence of gas below the sludge bed resulted in a plug flow regime which the incoming substrate entered. A reduction in the quantity of media increased the degree of mixing for a given liquid velocity and gas surface load. Lower liquid upflow velocities are required at a reduced media depth to prevent excessive biomass loss. Shear rates increase at high liquid and gas velocities, resulting in detachment of solids from the media and biomass washout. A close correlation was established between mixing and process performance which led to the development of a programme for start-up and operation of the filter to maintain optimum biomass/substrate contact. A strategy for scale-up was proposed through the development of correlations obtained from laboratory-scale filter studies which were used to predict pilot-scale mixing characteristics. This research highlighted the important factors influencing mixing patterns and scale-up in anaerobic upflow filters.     

Characterization of two-phase flow in a single rock joint

An experimental study using a triaxial apparatus was used to analyze the two-phase flow patterns in jointed rock specimens. Rock specimens having a single natural fracture were tested for two-phase flow of water and air. Triaxial tests were conducted to characterize the two-phase flow through fractured granite specimens at low confining pressures. It was found that for a relatively smooth joint (JRC<6), bubble flow pattern occurred within the rock joint when the gas velocity is below 15 m/s. The average velocity of water usually varied between 0.1 and 0.5 m/s for bubble flow patterns. In this velocity range, air bubbles were able to form along the joint walls or to be randomly displaced within the water phase. When the gas velocity inside the rock joint exceeded 22 m/s, the flow patterns took annular form for non-zero capillary pressures (i.e., injected gas pressure is not equal to injected water pressure). At elevated (>0.25 MPa) gas injection pressures, the gas occupied the main part of the fracture and the liquid was able to flow as an unstable film forming an annular flow along the joint. When the annular flow developed, the mixture flow pattern was independent of the air flow velocity. This was due to the fact that once the injected air velocity reached a critical value (i.e., 20 m/s), water velocity inside the joint was negligible for a given confining pressure and injected water pressure. Further increase in inlet air pressures developed a single-phase air flow with no water flow.     

气液流量对低压双流体细水雾雾场特性的影响

由于对民机货舱中不同气液流量的低压双流体细水雾研究较少,且对单个喷头雾通量和雾动量的定量、定性分析不够完善,还需设计开展实验进行更深入的研究。参考美国联邦航空管理局（简称“FAA”）制定的相关标准,设计并搭建飞机货舱低压双流体细水雾实验平台,主要包括FAA全尺寸飞机货舱、低压双流体细水雾系统。采用的喷头与常规的喷头有所不同,喷出的细水雾是一个圆形平面,具有优良的弥散性和滞空性。实验中采用马尔文粒径分析仪结合Spraytec软件测量不同气液流量下的细水雾雾滴粒径,发现当气体流量从250 L/min增加至350 L/min、液体流量保持0.5 L/min不变时,细水雾雾滴粒径从130 μm降低至95 μm;当液体流量分别为0.75 L/min和1.0 L/min时,粒径大小分别从161 μm降至110 μm,从201 μm降至142 μm。根据美国防火协会的标准,采用量杯收集法测量得到不同气液流量下的雾通量,发现单独增加气体流量或液体流量,其雾通量都会增加。当气体流量为350 L/min、液体流量为1.0 L/min时,雾通量达到最大值,为0.255 L/（min·m2）。利用粒子图像测速仪的高速摄像机拍摄喷雾照片,测量雾滴速度,结果显示,在3种不同的液体流量工况下,随着气体流量从250 L/min增加至350 L/min,对应的雾滴速度均近似以0.04的增长率上升,最小值为8.5 m/s,最大值为16.0 m/s。在假设细水雾雾滴形状为球状时,雾动量关系式由雾滴质量与速度的乘积得到。选取雾滴速度最大值代入公式,得到单个雾滴在不同气液流量下的雾动量变化曲线,发现当气体流量为250 L/min、液体流量为1.0 L/min时,单个雾滴动量达到最大值,为3.6×10-8 kg·m/s。通过实验研究不同气液流量对低压双流体细水雾雾场特性的影响,得出以下结论：当液体流量不变,气体流量从250 L/min以25 L/min的变化率增加至350 L/min时,雾滴粒径和雾动量逐渐减小,而雾滴速度和雾通量逐渐增加;当气体流量不变,液体流量从0.5 L/min以0.25 L/min的变化率增加至1.0 L/min时,雾滴粒径、雾动量和雾通量均逐渐增大,而雾滴速度逐渐减小。对于单个雾滴,雾动量取决于雾滴粒径的大小;而对于喷头喷出的所有雾滴,雾滴速度决定了整体雾动量的大小。今后课题将进行细水雾灭火实验,探究达到最佳灭火效果的气液流量。结论可用于飞机货舱细水雾灭火系统的设计与改进,为飞机防火系统一些参数的设置提供了实验和理论基础。     

海水淡化闪蒸罐的闪蒸特性数值模拟及优化设计

运用UDF对Fluent软件进行二次开发,采用开发后的Fluent软件对低温多效海水淡化装置闪蒸罐内气液两相的流动、传热和传质情况进行了三维模拟研究,得出了闪蒸罐内的气液相舍率分布、速度场、温度场以及内部流动状态等.在此基础上,对闪蒸罐设计中涉及闪蒸效率的因素进行了深入分析,并提出了改进方案,改进后能提高闪蒸效率、降低投资.     

旋导流循环流化床煤气发生装置的研究与开发

介绍了旋导流循环流化床煤气发生装置的研制动因、基本原理、工艺与设备装置情况，以及在煤气生产领域的应用前景。     

煤层瓦斯运移机制的关键参数表征

 煤层的瓦斯扩散系数、浓度流动系数、初始运移强度系数和衰减系数,是煤体孔隙结构和煤质特性的力学表征。为研究煤层瓦斯运移机制,量化煤层瓦斯运移能力,依据Fick扩散理论和质量守恒方程,建立了描述煤体瓦斯浓度与扩散速率的计算模型,采用变量分离法进行数学求解,并通过数据迭代方法获取煤体内瓦斯的扩散系数和表面浓度流动系数;通过室内4种煤样瓦斯运移实验数据比较发现,煤体瓦斯质量增量与运移时间成负指数关系,且随煤阶升高而增大;瓦斯运移速度和衰减系数取决于煤的吸附能力和煤质组分,且煤种之间差异明显;渗透率与扩散系数成线性关系,与流动系数成二次函数关系,且随煤阶升高整体呈增加趋势。     

加油加气站地下储罐泄漏事故模拟及影响因素分析

利用多相混合数值模拟模型对加油加气站常用石油燃料(汽油、液化石油气)地下储罐不同位置发生泄漏事故在罐池中渗流扩散过程进行模拟,得到汽油、液化石油气(LPG)气相和液相饱和度、危险浓度区域、流速等空间分布规律以及流动趋势变化,并对影响汽油、LPG流动的主要因素进行分析,对比讨论其泄漏渗流扩散的特点。模拟结果表明:在泄漏口周围地下环境条件相同情况下,地下储罐泄漏时汽油渗流扩散比液化石油气渗流扩散缓慢;汽油地下储罐泄漏主要对地下环境造成污染,液化石油气对地下环境造成污染而且给外界环境带来火灾爆炸危险;汽油渗流速度低,整个流场只存在层流,渗流扩散方向主要受重力影响。LPG液相泄漏受重力影响尤为明显;LPG气体渗流扩散方向受出口位置、泄漏速度方向、重力、储罐罐壁形状影响;出口位置是控制气体渗流方向关键因素。     

Modeling of SO(2) scrubbing in spray towers

The present article aims at developing simple realistic models in order to describe the gaseous removal process of SO(2) by absorption with and without chemical reaction in spray towers. Effects of droplet size, droplet velocity, superficial gas velocity, liquid flow rate and tower height on the performance of such a system are theoretically predicted. Model calculations bring out some very interesting facets of gas scrubbing as functions of droplet diameter and velocity. Four distinct regimes, viz. droplet lean, dense droplet, rigid droplet and droplet inertia controlling regimes, are found important in spray scrubbing process. Model calculation also elucidates the existence of rigid droplet (sphere) for a distinct droplet size at a specific droplet velocity. Theoretical considerations reveal that best performance can be achieved in the droplet inertia-controlling regime. Effect of turbulence on scrubbing is also considered for modeling. The model development and experimental data are limited to use of water-soluble alkaline scrubbing. However, the predicted values agree reasonably well with the available experimental data at lower gas and liquid flow rates for relatively smaller droplets. Models can also be applied to any gas-liquid spray absorption process subject to the assumptions and conditions necessary to describe the specific physico-chemical hydrodynamics of the system. However, incorporation of various droplet interactions can further refine the models for better prediction of removal efficiency.     

基于DTM阈值分割法的孔裂隙煤岩体瓦斯渗流数值模拟

 在岩溶发育地区开展大型工程多采用钻孔灌注桩基础,而桩底溶洞的存在可能造成塌孔、埋钻、漏浆等事故,给在建工程和周围建筑造成重大影响。由于钻孔灌注桩需要泥浆护壁,现行的物探方法很难在钻孔灌注桩的泥浆内对桩底溶洞进行有效勘查。本研究结合声呐应力波传播特点,提出了一种钻孔灌注桩桩底溶洞声呐探测方法,并研发了桩底溶洞声呐探测仪(JL-SONAR)和信号分析软件(PBCA)。JL-SONAR探测仪实现了现场声呐信号的发射与采集,PBCA软件完成了探测数据的分析与整理。该技术充分利用了钻孔灌注桩的泥浆条件,可以在成孔过程中跟踪探测桩底10 m内溶洞发育情况,具有成本低、速度快、精度高等优点。并通过两个具体工程案例验证了声呐探测技术在实际工程中的应用。本文的研究对岩溶地区尤其是液态环境下的溶洞勘查提出了一种新的解决方法。     

低压气泡雾化的实验及数值模拟研究

为了进一步研究混合腔内部流场和参数最佳组合的两相流装置,设计了6 种不同结构的两相流雾化喷嘴,并实验测定雾滴粒径、雾滴轴向速度、雾化角和雾通量等相关雾化特性参数。在实验基础上,采用Fluent 模拟软件对混合腔内部的速度流场、压力流场和气液体积分数进行模拟分析,对实验结果进行补充与验证。得到雾化特性和灭火效果兼优的最优喷嘴的工作参数为：液体工作压力0.4 MPa,液体质量流量为60.0 kg/h,气体工作压力0.6 MPa,气体质量流量为0.1 kg/h,喷孔直径0.8 mm,注气孔数32 个。