微纳米气泡臭氧高级氧化工艺处理电镀废水的中试

对江苏省某电镀园区污水厂尾水使用微纳米气泡臭氧高级氧化工艺进行深度处理中试研究,要求处理后达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅴ类标准。半连续流试验结果表明,单独臭氧氧化处理无法有效去除有机物,加入双氧水催化臭氧微纳米气泡处理后可以使COD达标。在臭氧与双氧水投加量摩尔比为2时,投加64.6mg/L臭氧后,COD_Cr由37.1mg/L降至24.7mg/L,去除率可达33.4%,O/C为5.2。臭氧浓度对COD的去除有影响,低浓度臭氧对COD有更高的去除率(46.3%)。同时,推测臭氧和双氧水改变了原水中铁离子的价态,通过絮凝沉淀可有效地去除水中的镍。采用臭氧浓度为150mg/L、臭氧与双氧水摩尔比为2的工况进行连续流试验,臭氧投加量为55mg/L、连续运行5h、进水COD_Cr约为45mg/L时,出水COD_Cr基本稳定在18.5~21.8mg/L,COD去除率为54%~58.3%,O/C为1.38~1.62,可达标排放。由结果可知:相较于半连续流试验,同样的投加条件下,连续流的氧化效能更高,推测是由于流态变化;同时,半连续流中试试验虽然水量较大(500L),但要完全模拟连续流试验结果还是存在局限性。最后,根据连续流结果估算双氧水催化臭氧工艺的处理成本为0.86元/(t水)。     

加热面边界条件对MEB形成过程的影响

为研究加热面周围边界条件对气泡微细化沸腾的影响,结合实验与数值模拟对加热面低于水箱底面0.5 mm以及与之齐平两种条件下加热面上气泡行为和气泡周围流场进行对比分析。实验结果表明,50 K过冷度下,加热面齐平时,会发生旺盛的MEB现象,而对于加热面下沉时,微细化沸腾现象不发生。数值分析表明,加热面下沉时,气泡周围Marangoni对流被减弱,且气泡顶部的冷凝被大幅削减。这使得气泡稳定地在加热面上形成并逐渐长大,无法形成微细化沸腾现象。因此,气膜周围的Marangoni对流和气液界面上的冷凝过程可能是导致微细化沸腾发生的主要原因。     

串联组合型微气泡发生系统的在线测试评价研究

微气泡的质量决定了其在水质工程、矿物浮选工艺等领域中的应用效果,因此在投入使用前应对其粒径分布进行测试评价。借助美国Microtrac公司S3500型激光粒度仪,对国内某公司研制的"微孔管剪切+旋流筛分"组合微气泡发生系统成功实施了激光散射在线测试评价研究。测试结果表明:该系统所产生微气泡粒径集中在50~100μm之间;对基于微孔介质的微气泡产生技术而言,微孔管选择较小孔径的材料有利于得到高质量的微气泡;筛分过程能够有效去除大气泡,进而影响实际输出气泡的整体平均粒径。     

CO2 process intensification of algae oil extraction to biodiesel

Algae-to-biodiesel processes are hindered by high costs and low energy return on investment.^1,2. Herein, three foci in research improve algae-to-biodiesel processes by: (1) reducing high installation and energy costs in the CO₂ sequestration, cultivation, and harvesting stages; (2) improving oil extraction and biodiesel generation; and (3) increasing utilization of the proteins in lipid-extracted biomass (e.g., for animal feed), as well as the omega-3 fatty acids for nutraceuticals and food supplements. A process is introduced that uses carbon dioxide to aid in all three of these foci. CO₂ is used first in the form of microbubbles to lyse algae cell walls, releasing triglyceride oils. CO₂ also aids with transesterification of these triglycerides using methanol. At low temperatures (353.15–368.15 K) and intermediate pressures (5–10 MMPa), carbon dioxide causes methanol to dissolve partially in the triglyceride phase and triglyceride to dissolve partially in the methanol phase, increasing the transesterification reaction rate. Due to the nondestructive nature of these processes, other metabolites can also be harvested providing improvements in both mass and economic efficiency with an overall sharp reduction in the modeled price of biodiesel.     

空芯玻璃微球表面改性及其介电性能研究

采用直流磁控溅射法对空芯二氧化硅微球表面镀Ni薄膜，利用扫描电镜对镀Ni膜微球形貌进行观察。结果表明获得了金属Ni包覆的玻璃微球。将镀Ni膜微球与高分子粘合剂混合制得人工介质材料，在一定频率范围内，测试其介电常数，并采用有效媒质理论对测试结果进行了分析。研究结果表明，在体积分数一定的情况下，介质材料的有效介电常数eeff随膜厚的增加而增加。eeff随着镀Ni微球体积分数的增加而增加，其实验值与有效媒质理论的C—M公式计算值较好地吻合。     

基于CO2激光单点加热的微泡腔制备及其性能研究

为了简化微泡腔的制备工艺,在传统CO_2激光双向加热方案的基础上,采用CO_2激光单点加热毛细管。通过精确控制加热温度和气体流速,制备出半球形的微泡腔,进而通过调节激光光斑,增加加热面积的方式制备出球形的微泡腔。使用光学显微镜和原子力显微镜(AFM)对制备的球形微泡腔进行表征,并通过COMSOL仿真验证了所制备微泡腔的性能。所制备的微泡腔表面光滑,壁厚最薄处可达到亚微米量级。研究结果表明,通过CO_2激光单点加热制备的微泡腔的壁厚存在轻微的不均匀性,但其谐振Q值仍然较高,可广泛应用于传感领域。     

回转体喷气减阻实验研究

采用避面喷气法在一回转体模型上进行了减阻实验，结果表明，使用喷气法降低水下物体阻力是可行的，并在一定条件下得到了8%的总阻力降，在对影响减阻的因素进行分析后，指出获得更大减阻效果是可能的。     

微泡钻井液防漏堵漏技术在玉皇1井的应用

长段低压地层的井漏问题一直是困扰川东北地区表层井段快速钻进的主要难题之一。微泡钻井液是在不使用充气设备的条件下产生的可循环泡沫流体，在此基础上，通过添加桥堵剂形成微泡桥浆，利用微泡钻井液低液柱压力、低循环压耗及微泡桥浆的“微泡气锁”和“架桥封堵”双重作用，可有效解决长段低压地层的井漏问题。这种防漏堵漏新技术在玉皇1井表层易漏井段应用，与邻区同类井相比，钻井速度提高了3～7倍，取得了显著效果。     

某电厂粉煤灰浮选脱碳试验研究

针对某电厂排放的粉煤灰烧失量较高,不能直接利用的现状,用实验室型浮选机对该试样进行了浮选脱碳条件优选试验,并对旋流-静态微泡浮选柱和浮选机的脱碳效果进行了对比研究。研究结果表明,经1次粗选,浮选机可获得产率约60%,烧失量约2.4%的尾灰;浮选柱可获得产率约70%,烧失量约2%的尾灰;浮选柱选别的粗精煤灰分仅有40%,比浮选机低约20个百分点。     

立式气旋浮装置处理油田采出水的现场实验与应用改进措施

立式气旋浮装置凭借其紧凑、高效的特点在海上油田采出水处理领域得到了广泛应用,但国内围绕该技术的自主研发起步相对较晚,目前仍未推出具有完全自主知识产权的高性能系列化产品。基于自主设计研发的BIPTCFU-Ⅲ-120型立式气旋浮装置工业样机,在南海流花11-1油田的“南海胜利号”FPSO开展了现场实验研究。单因素变化运行结果表明,除油率受分流比、微气泡发生器与气旋浮罐间压差及进水流量变化的影响显著,受注气比、回流比变化的影响较小。稳定运行结果表明,当入口水含油质量浓度在240~400 mg/L之间时,优选组合操作参数下的除油率平均可达85%以上(最高可达91.8%),水出口含油质量浓度可降低到50 mg/L以下。结合工业样机现场实验结果,从工艺流程简化、微细气泡发生、立式罐体结构优化等角度进行了分析探讨,以促进相关技术的国产化进程及推广应用。