用于微波辅助高级氧化工艺余热回收的管壳式换热器建模与优化设计

微波辅助高级氧化(MAOP)工艺是新型的水处理技术,利用换热器对该工艺出水中的热能进行回收具有重要意义。本研究在利用COMSOL构建的换热器数值模型基础上,研究换热器折流板缺口高度H与间距B对壳程流体流动状态和换热器性能的影响。结果表明,H和B越小,越有利于换热,但操作压力会显著增加;反之,操作压力降低,换热性能也显著下降。以壳程内径D为基准,得到H/D(Y)与B/D(X)的回归方程为Y=-0.446X 2+0.13X+0.419。     

超声强化过氧化氢-维生素C体系糖汁脱色的研究

研究超声强化过氧化氢-维生素C复合脱色剂体系对糖汁脱色的规律,考察了超声功率、复合脱色剂用量、超声温度和时间对糖汁脱色率的影响。试验结果表明:超声空化强化过氧化氢-维生素C对糖汁具有良好的脱色效果,当处理糖汁量为100 mL,超声功率为260 W,过氧化氢与维生素C的用量均为1.6 mL,空化温度为70℃,超声时间为6 min时,脱色率达到53.4%。通过正交试验分析,得到各个因素对糖汁脱色率影响的主次关系为:超声功率>复合脱色剂用量>超声时间>空化温度。     

维生素C改性膨润土的制备及其在蔗汁脱色中的应用

利用维生素C改性碱性钙基膨润土制备了一种含有多羟基化合物的维生素C膨润土。通过单因素实验,分析了反应温度、时间、维生素C用量、分散剂浓度等因素对材料有机物含量的影响,获得最佳条件为:采用99.7%乙醇为分散剂加到维生素C加入量为80%的碱性土中,60℃下反应3h,维生素C膨润土的有机物含量达38.94%。结构表征说明该材料仍保持碱性钙基膨润土的层状结构和层间距,表面粗糙多孔,热稳定性好。将该材料与过氧化氢协同应用于甘蔗汁澄清脱色中,当40mL的蔗汁经碱性土调节pH后,依次添加2mL过氧化氢和0.3g维生素C膨润土,在50℃反应30min,脱色率可达62.98%。     

水厂低温低浊排泥水混凝处理工艺设计优化

北方寒冷地区水厂排泥水常存在温度低、色度高和混凝浓缩效果差的问题,限制其有效回用。为实现哈尔滨磨盘山净水厂低温低浊期排泥水的回用,进行氧化钙与助凝剂A联用强化混凝试验。结果表明:氧化钙与助凝剂A联用效果最好,排泥水沉降1 h后,泥水界面的体积为78 m L,SV为29.62%;从污泥颗粒粒径分析可知,强化混凝后污泥平均粒径为61.99μm,粒径大于60μm的污泥占75%,与未经处理的排泥水相比(平均粒径为13.19μm,粒径大于60μm的污泥占不到5%)有明显的改善。此外,文中结合干泥量和排泥水量的计算,确定了排泥水处理系统的规模,并设计了工艺流程。     

一种应用于有机废水处理的微波强化管式系统——基于COMSOL Multiphysics的初步设计、优化与验证

采用数值模拟的方法,设计了一种微波强化有机废水处理系统。利用COMSOL Multiphysics将电磁场、温度场、流场、浓度场成功地耦合在一起。模型优化结果表明,管径为4.3 cm,两根波导管垂直安装时污染物去除率最高;模型验证结果表明,水力停留时间实测与模拟值匹配度为good;废水出口温度实测与模拟值均方根误差在2.80～3.54℃之间;场强分布实测图与模拟图符合较好;对硝基苯酚出口处去除率实测值与模拟值相对误差为9.79%。数学模型可为微波强化有机废水处理反应器或化学反应器设计提供参考。