在微通道反应器中探究Paal-Knorr反应动力学

吡咯是许多具有生物活性的天然产物和药物活性成分的基本结构单元,合成吡咯最经典的方法是Paal-Knorr反应。在微通道反应器中考察Paal-Knorr反应的动力学,回归反应速率常数。实验以2,5-己二酮与乙醇胺为原料,甲醇为溶剂,盐酸甲醇溶液为淬灭剂,合成1-(2-羟基乙基)-2,5-二甲基吡咯,通过气相色谱仪(GC)对反应进行定性、定量分析。随后对反应条件(反应温度、保留时间)进行优化,得到最佳反应条件:反应温度150℃,保留时间37.1 s。在确定最佳反应条件的前提下,进行反应动力学的拟合,最终确定在75℃下,该反应为二级反应,与釜式反应级数相一致,其反应速率常数为0.0308 L~(-1)·mol~(-1)·s~(-1)。     

新一代多单元MSBR在梅村污水厂四期扩建工程中的应用

无锡梅村污水厂原设计规模为11×10~4 m~3/d,为适应周边地区污水量增长及满足进一步节能减排的需求,于2016年启动梅村污水厂四期扩建工程,处理规模为5.0×10~4 m~3/d,出水要求执行优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中一级A标准,主体工艺采用"新一代多单元改良式序批间歇反应器(MSBR)工艺+滤布滤池",回用水部分采用超滤工艺进行进一步深度处理。通过对四期项目近一年多运行数据的分析,在进水水量水质不超过设计条件的工况下,可确保出水稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)地表水IV类标准(TN指标除外)。与原MBR工艺比较,运行能耗可降低约0.15 kW·h/m~3,有效降低了运行成本。     

北京垡头污水处理厂提标改造集约化设计方案

北京市垡头污水处理厂现状设计规模为2万m~3/d,占地面积为13 000 m~2,尾水排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)—级B标准。根据提标改造技术要求,该工程需在不额外增加用地且不断水改造的条件下,将规模扩建至10万m~3/d,出水标准提升至北京地标《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB 11890—2012)B标准。采用MBR工艺路线,通过集约化设计以及分步拆建的合理安排,实现了上述要求,单位处理水量用地指标仅为0.13m~2/(m~3·d)。     

厌氧发酵甘蔗糖蜜生产沼气中试

糖蜜是甘蔗制糖过程中的一种副产品,主要用作动物饲料添加剂与生物制品的发酵原料。利用糖蜜生产沼气不仅拓宽了糖蜜的利用范围,还可以延长蔗糖生产链,发展生物质能源。本研究利用内循环(IC)反应器,并在试验后期加入外循环泵,探究糖蜜厌氧发酵产沼气的可行性。研究结果表明,在常温条件下,水力停留时间为5 d,进水COD_(cr)为5 000～10 000 mg/L,单日COD去除率最高达到了88.00%,沼气日产量最高可达2.4 m~3,沼气中的甲烷含量最高达49.8%。结果表明,厌氧发酵糖蜜生产沼气可行,并具有产业化的潜力。     

3.2 Mt/a连续重整装置技术特点及工业应用

从原料、产品、主要设备操作参数、物料平衡以及能耗等方面考察了宁波中金石化有限公司芳烃项目3.2 Mt/a连续重整装置的工业运行情况。实验结果表明,3.2 Mt/a连续重整装置自投料以来一直运行良好,重整产氢率、重整氢纯度、C_5~+重整生成油液收以及C_6~+重整生成油中芳烃含量等均有一定的优化潜力,因催化剂再生仍处在黑烧阶段,催化剂的性能尚不能发挥到最佳,操作参数也没有达到最佳状态,重整反应产物的分布也会受此影响而偏离设计值,随着催化剂再生转入白烧后,操作参数经进一步优化,装置仍存在优化空间,标定结果靠近或优于设计指标。     

调味品生产废水处理工程实例

针对某调味品生产废水有机物浓度高,水质、水量变化大的特点,设计采用预沉调节池-生物吸附沉淀池-双循环厌氧反应器-纤维过滤器-复合生物反应池组合工艺,介绍了该废水处理工程的设计和运行情况,给出了工艺流程、构筑物设计参数、处理效果等。实际运行结果表明,该工艺处理后的出水水质基本稳定,对COD、 BOD_5、 SS、 NH_3-N、 TP的去除率分别为80%～96%、 81%～97%、 50%～85%、 30%～78%、 85%～96%,达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》三级标准并满足当地市政污水处理厂进水水质要求。该工艺具备较强的抗冲击负荷能力,可适应水质、水量变化大的特点。     

双层桨自吸式反应器的气含率特性

考察了下层桨型式及结构尺寸对双层桨自吸式反应器内气含率(ε)的影响,为研究氧传质系数提供理论指导。实验结果表明,六直叶圆盘桨+六叶上斜叶桨组合在输入功率相同时,吸气速率较大,ε较高,可以促进气液传质。ε随下层桨安装高度(L_3)、下层桨桨叶角度(θ)、下层桨叶片长度(L/D)、下层桨叶片宽度(W/D)的增大而减小,即当L_3=0.05 m,θ=30°,L/D=0.125,W/D=0.2时,下层桨具有较高的泵送效率和气体分散能力,可以提高氧传质系数。ε的关联式为ε∝L_3~(-0.11)θ~(-0.56)(L/D)~(-0.62)(W/D)~(-0.26),对于预测氧传质系数的主要影响因素具有重要的参考作用。     

反冲洗过滤器在页岩油加氢中的应用

页岩油是油母页岩经过低温干馏后产生页岩油气,再经过水洗降温后脱水后回收油气中的页岩油,在此过程中会产生大量的固体杂质带入到页岩油中;除此之外原料中又混有二次加工的催化柴油,催化柴油中会含有各种杂质、焦粉及系统管线腐蚀的铁锈。以上物质进入装置后一方面会使换热器或其他设备堵塞或结垢,增大设备的压降及降低换热器的换热效果;另一方面也会污染加氢精制催化剂,使反应器压降增大,降低精制催化剂的活性缩短装置的运转周期。     

厌氧氨氧化快速启动及微生物群落演替研究

在序批式反应器(SBR)中分别添加彗星式丝状纤维滤料和Kaldnes填料组成序批式生物膜反应器(SBBR)R1和R2,接种城市污水处理厂二沉池回流浓缩污泥,旨在探求添加不同生物填料和接种普通污泥对快速启动厌氧氨氧化反应器的影响。结果表明,R1仅历时39d成功启动厌氧氨氧化,NH_4~+-N、NO_2~--N及TN去除率分别为98.0%、88.2%及82.3%;成功启动初期,化学计量比平均值为1:1.28:0.22,接近理论值1:1.32:0.26;稳定运行期间,高通量测序结果表明,浮霉菌门(Planctomycetes)相对丰度从1.97%增至60.06%,而变形菌门(Proteobacteria)从65.75%降至15.19%,Candidatus_Jettenia为主要菌属,丰度最高,占比为45.36%,是反应器内唯一的厌氧氨氧化菌,SM1A02属占比达到13.11%,实现了快速高效富集。R2培养111d后未成功启动厌氧氨氧化。     

废无纺布-生物膜反应器处理城市生活污水研究

为研制成本低廉、性能优良的生物膜填料,以废无纺布(NWF0)、空气热氧化改性废无纺布(NWF1)和微波改性废无纺布(NWF2)作为生物膜填料,组建生物膜反应器,开展处理污水的实验研究。结果表明,含NWF2生物膜反应器(NWF2-R)具有更好的污水处理效果。较佳的DO的质量浓度、填料填充率和HRT分别为3 mg/L、6.0 g/L和8 h;稳定运行时,NWF2-R对实际城市生活污水中COD、NH_4~+-N和TP的去除率分别为92.1%、76.4%和53.7%左右。NWF1和NWF2表面增加了羰基和羟基等官能团,改善了无纺布填料的表面亲水性,更有利于挂膜;3种填料表面生物膜的脱氢酶活性大小为NWF2 NWF1 NWF0。研究可为废弃无纺布的综合利用提供了新途径。