壅塞空化器羟自由基产量试验研究

针对空泡溃灭瞬间产生羟自由基和氢基,而羟自由基具有强氧化性,能够与难降解有机物分子发生反应的问题,探讨了羟自由基的产量与壅塞空化器的空化强度的关系。以壅塞空化器作为空化发生元件,亚甲基蓝作为自由基捕捉剂,采用可见分光光度计检测反应前后MB(methylene blue)质量浓度的变化量,间接获得羟自由基的产量,探讨了MB初始质量浓度、背压孔当量直径和反应时间对羟自由基产量的影响。试验结果表明:背压孔当量直径为5.4 mm,亚甲基蓝溶液的初始质量浓度为12 mg/L时,自由基产量最高。     

基于正交实验的壅塞空化器数值试验

影响空化强度的因素较多,如空化器结构形状与参数的不同组合,系统水力参数的不同组合,以及它们之间的相互匹配等。基于正交试验的方法,利用Fluent软件对不同结构参数和水力参数的壅塞空化器进行数值模拟试验,建立在不同参数组合下以壅塞空化器内空隙率和背压力为特征的正交试验评价指标,研究各因素对壅塞空化器空化强度的影响程度。结果表明:影响空化强度的因素从大到小依次是流量Q、背压Pb、入口锥角、壅塞管直径d和长度L,最优壅塞空化的参数组合是流量为2.0 m3/h、背压为70 k Pa、入口锥角为35°、壅塞管直径为10 mm和长度为50 mm。     

孔板通道结构参数对空化效应的影响

孔板制作方便、易于更换,是产生水力空化效应的主要结构形式.为了研究孔板通道结构参数对空化效应的影响,通过Fluent软件建立孔板空化装置的仿真模型,得到孔板通道截面积、孔分布方式、孔分散程度、孔板通道表面粗糙度对水力空化效果的影响规律,即,10种孔板通道参数的气体体积流率随压差的变化曲线;并以亚甲基蓝溶液的空化效应为实...     

基于空化效应的微泡浮选油水分离方法

针对变电站含油废水的水处理问题,提出了一种使用旋流-静态微泡浮选柱内置旋流器用于油水分离的方法,并且分析了旋流器内部油滴的聚结过程;在油水分离初步完成后,利用水力空化效应进一步降解与净化分离后的废水。对传统的空化发生装置文丘里管作出改进,并且通过Fluent仿真研究不同内部流道尺寸对空化效应的影响,通过亚甲基蓝溶液与羟基的反应验证了最佳内部流道尺寸为1 mm,在此尺寸下空化效果最好。在溶液初始质量浓度为100 mg/L、温度为35℃、入口压力为0.3 MPa的条件下进行水力空化实验,流道尺寸为1 mm时油的去除率达到37%,去除率较高。     

水力空化效应对水物化性质影响的实验研究

水力空化过程伴随着气泡的初生、生长、溃灭以及气泡溃灭产生的瞬间高温高压,这种空化效应对于空化介质本身产生怎样的影响一直缺乏研究。以单孔、五孔孔板型空化器为实验装置,研究水力空化效应对水物化性质的影响。首先,在相同空化时间和测量温度下,调节空化器不同入口压力(0.3 MPa、0.5 MPa、0.7 MPa、1 MPa),对孔板空化器内的空化水样进行电导率、溶解氧、pH的测试,分别得到水样三种性质随入口压力和时间变化曲线。实验结果表明,随着入口压力的增大,电导率先逐渐升高后逐渐降低：溶解氧先逐渐降低后逐渐回升;pH受水力空化效应影响较小,整体上没有明显的变化规律。     

亚甲基蓝模拟废水的电化学处理

为了探讨电化学法处理亚甲基蓝模拟废水的影响因素,采用钛钌电极做阳极,钢板做阴极,处理亚甲基蓝模拟废水,考察了外加电压、电解质种类、电解质浓度、极板间距、原水浓度及电解时间对处理效果的影响.结果表明:最佳电化学处理条件为外加电压7 V,电解质NaCl浓度0.02 mol/L,极板间距2 cm,原水质量浓度200 mg/L,电解时间2 h,在不改变室温和原水pH值的条件下,电化学处理亚甲基蓝的脱色率可达98.4%.因此,电化学处理亚甲基蓝模拟废水,影响亚甲基蓝脱色的主要因素有外加电压、电解质种类及其浓度、极板间距及电解时间,原水浓度也有一定的影响.     

三角形孔口多孔板水力空化特性研究

随着废水中污染物成分越来越复杂,传统水处理技术已经很难满足相应的处理要求。水力空 化是一种新型水处理技术,空化泡溃灭形成的微射流、冲击波能在短时间内释放巨大的能量。此 外,空化泡溃灭时产生的局部异常高温高压可以使水分子结合键断裂产生具有高氧化能力的羟基 自由基·ＯＨ,可以与其它分子发生化学反应。采用三角形孔口多孔板作为水力空化发生器,研究 了多孔板孔径大小、开孔数目对其水力空化特性的影响,并结合对硝基苯酚废液处理实验得出多孔 板型水力空化反应器能够用于含酚类废水处理,为以后含酚类难降解废水处理提供参考．     

磁性金属有机骨架材料Fe3O4/IRM OF-3的制备及其吸附性能的研究

采用水热合成法制备Fe3O4/IRM OF-3复合材料,以其为吸附剂对亚甲基蓝溶液进行吸附。采用紫外可见分光光度计测定吸光度并计算吸附量,以其作为评价指标,考察合成材料对亚甲基蓝的吸附能力;采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段对Fe3O4/IRM OF-3材料进行表征。结果表明,合成材料为质地均匀、表面多孔的磁性纳米材料;当振荡时长为50min、pH值为6、吸附剂用量为6mg、亚甲基蓝溶液浓度为6mg/L时,吸附效果最佳,饱和吸附量达到42. 93mg/g; Fe3O4/IRM OF-3纳米复合材料对亚甲基蓝具有良好的吸附效果。     

水力空化联合H2O2降解壳聚糖的研究

利用水力空化装置对壳聚糖溶液进行了降解实验。分析了壳聚糖浓度、入口压力、p H值、温度、H2O2浓度等不同因素对壳聚糖溶液降解的影响。结果表明:水力空化对壳聚糖的降解程度随壳聚糖浓度的增加而减小,随着入口压力及水温的增加而增大;在一定条件下,水力空化对壳聚糖的降解存在着一个最佳的p H值;水力空化联合H2O2强化处理大大增强了降解的效果。该方法既能减少氧化剂的投放,也能提高降解的效率。     

基于正交试验的壅塞空化器数值试验

影响空化强度的因素较多,如空化器结构形状与参数的不同组合,系统水力参数的不同组合,以及它们之间的相互匹配等。基于正交试验的方法,利用Fluent软件对不同结构参数和水力参数的壅塞空化器进行数值模拟试验,建立在不同参数组合下以壅塞空化器内空隙率和背压力为特征的正交试验评价指标,研究各因素对壅塞空化器空化强度的影响程度。结果表明:影响空化强度的因素从大到小依次是流量Q、背压Pb、入口锥角、壅塞管直径d和长度L,最优壅塞空化的参数组合是流量为2.0 m3/h、背压为70 k Pa、入口锥角为35°、壅塞管直径为10 mm和长度为50 mm。     

水力空化强化Na2S2O8的船舶废气脱硝实验研究

为探索船舶尾气高效脱硝新方法，本文使用水力空化强化Na₂S₂O₈进行湿法氧化脱硝。通过与鼓泡方式进行对比，证明了水力空化强化Na₂S₂O₈脱硝的可行性。研究了溶液温度、入口压力、氯离子(Cl^-)等因素对NO去除率的影响。结果显示：当Na₂S₂O₈浓度为0.1 mol/L时，溶液温度从30℃升高到80℃,NO去除率由9.8%增长到71.2%。NO去除率随水力空化反应器入口压力提高呈现先上升后下降的趋势。入口压力为350 kPa时，NO去除率最高。Cl^-可以显著提高NO去除率。溶液温度为60℃时，在浓度为0.1 mol/L的Na₂S₂O₈溶液中加入氯化钠，能产生HOCl、Cl₂等含氯氧化性物质，从而极大地增加反应溶液的氧化能力。NO去除率超过90%的维持时间长达14...     

吸入室角度对环形射流泵空化性能的影响

利用数值模拟的方法研究环形射流泵(AJP)内的空化发展规律,比较分析不同吸入室角度对环形射流泵空化性能的影响,得到如下结论.1)Realizable k-ε湍流模型结合mixture多相流模型及Schnerr-Sauer空化模型可以较好地模拟环形射流泵内的空化现象.2)随着环形射流泵出口压力的降低,喉管入口壁面处的空化区域会向喉管内延伸,引发的低压区会不断地向轴心线扩展.当低压区扩展到轴心线时,喉管内空化区剧烈发展,环形射流泵进入极限工况.3)当空化数大于极限空化数时,环形射流泵效率不受空化的影响;当空化数降低至极限空化数时,环形射流泵的效率陡降,空化数保持恒定不再降低,对应的值是极限空化数.4)吸入室角度越小,各个流量比对应的极限空化数越小,泵的空化性能越好.较小的吸入室角度使得环形射流泵更易诱发回流中心及剪切层空化云的产生.     

涡流空化强化载药壳聚糖微球制备效果初探

为探讨涡流空化强化载药壳聚糖微球的制备效果,研究传统离子凝胶法制备壳聚糖载药微球的最佳工艺,了解空化强化制备的载药微球的体外释放规律,在单因素试验的基础上,通过四因素三水平的响应面分析法研究了壳聚糖质量浓度、甲基异噻唑啉酮(MIT)浓度、三聚磷酸钠(TPP)质量浓度、搅拌转速对壳聚糖抗菌微球包封率的影响.结果表明,响应面法优化的最佳工艺为:壳聚糖质量浓度3.5 g/L,MIT浓度0.50 mmol/L,TPP质量浓度2.5 g/L,搅拌转速1 500 r/min,搅拌时间20 min,载药微球包封率为37.64%;在此基础上,涡流空化20 min,涡流空化出口压力0.3MPa时,微球的包封率达50.33%,比传统法优化后制备微球的包封率高了12.69%;涡流空化制备的载药微球在体外释放60 h后,MIT的累积释放量达78.79%.与传统离子凝胶制备方法相比,涡流空化能有效提高壳聚糖微球载药的包封率.     

氮掺杂的二氧化钛可见光光催化降解亚甲基蓝

采用气相法,以氨气为氮源,制备了氮掺杂的二氧化钛(N/TiO2).紫外可见分光光度仪(DRS)测定结果表明,掺氮前后,TiO2的禁带宽度分别为3.09和2.98 eV,掺氮使TiO2的吸收光谱发生了红移.N/TiO2的可见光光催化降解亚甲基蓝的实验显示,反应的最佳条件为:亚甲基蓝的初始质量浓度为30 mg/L,pH为5.2.在最佳条件下,反应5 h后,亚甲基蓝的脱色率为96.6%.动力学研究证明,该反应符合拟一级反应,动力学常数为0.717 h-1.     

氮掺杂的二氧化钛可见光光催化降解亚甲基蓝

采用气相法,以氨气为氮源,制备了氮掺杂的二氧化钛(N/TiO2)。紫外可见分光光度仪(DRS)测定结果表明,掺氮前后,TiO2的禁带宽度分别为3.09和2.98 eV,掺氮使TiO2的吸收光谱发生了红移。N/TiO2的可见光光催化降解亚甲基蓝的实验显示,反应的最佳条件为:亚甲基蓝的初始质量浓度为30 mg/L,pH为5.2。在最佳条件下,反应5 h后,亚甲基蓝的脱色率为96.6%。动力学研究证明,该反应符合拟一级反应,动力学常数为0.717 h-1。     

用磷酸活化法制备甘蔗渣活性炭及其吸附性能研究

以甘蔗渣为原料,在不同操作条件下制备得到活性炭,测定了相应的活性炭对亚甲基蓝脱色的吸附值,并研究了亚甲基蓝吸附值与活化剂浓度、活化时间和活化温度之间的关系.实验结果表明,浸渍剂浓度是用磷酸活化法制备活性炭的最重要的影响因素;在磷酸浓度为40 wt％,活化时间为12 h,活化温度为500℃时,甘蔗渣活性炭的吸附能力最高,亚甲基蓝的吸附量达到294.866 mg/g.     

微波降解水中亚甲基蓝的研究

对微波/过氧化氢联合降解水中亚甲基蓝进行了研究。考察了过氧化氢质量分数、pH、亚甲基蓝初始质量浓度等因素对亚甲基蓝降解效果的影响。结果表明,微波-过氧化氢降解亚甲蓝具有明显的协同作用。在实验条件下,采用微波-过氧化氢协同降解亚甲基蓝时,过氧化氢质量分数越高,亚甲基蓝降解率越高。溶液pH值对亚甲基蓝的降解率有明显的影响,当pH为6~7时,降解率有最小值。随着亚甲基蓝初始质量浓度升高,其降解率降低。微波-过氧化氢联合降解亚甲蓝的反应级数为一级,反应常数为0.189 8min-1,反应活化能为2.76kJ/mol。在亚甲基蓝初始质量浓度为50~70mg/L、H2O2的质量分数1.0%、反应温度473K、pH值为3或12、反应时间为7min时,亚甲基蓝降解率为95.0%~96.0%。     

PW12/Bi2WO6复合材料的制备及光催化性能的研究

采用两步法合成新型可见光驱动的PW₁₂/Bi₂WO₆复合材料，利用XRD、SEM、TEM、IR、EDX表征技术对复合材料进行物理和光学性质的分析，并以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物对其催化剂活性进行测试。实验结果显示，与纯Bi₂WO₆相比，引入PW₁₂的催化剂光催化活性显著提升。当m(PW₁₂)/m(Bi₂WO₆)=2∶8、复合催化剂煅烧温度为400℃、MB浓度为10 mg/L、复合催化剂投加量为0.1 g时，PW₁₂/Bi₂WO₆的光催化活性最佳，光照1.5 h后对MB的去除率达90.87%,2 h后可达99.71%。     

旋流式壅塞空化器处理苯酚溶液研究

壅塞空化是一种新型的水力空化技术,在壅塞空化器喷嘴内加入旋流芯即成为旋流式壅塞空化器。在不同背压和旋流芯长度下,利用CFD软件对旋流式壅塞空化器内部流场进行了数值仿真,并对不同初始浓度的苯酚溶液采用高效液相色谱仪检测其处理前后的质量浓度变化。计算结果表明,旋流式壅塞空化器内部产生的涡环对壅塞空化具有促进作用,并存在最佳背压和旋流芯长度。模拟污水处理试验结果表明:当背压为200 k Pa,旋流芯长度为3/4倍导程,苯酚溶液的初始质量浓度为5 mg/L时,旋流式壅塞空化器对苯酚溶液的去除效果最佳。     

SDS改性沸石吸附亚甲基蓝的研究

以表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）对沸石进行改性,改性后的沸石对亚甲基蓝溶液进行吸附,以紫外可见分光光度计分析最佳吸附条件。实验结果表明：SDS改性沸石吸附亚甲基蓝的最佳投入量为O．2g;平衡时间为25min;随着亚甲基蓝溶液的初始浓度增大,吸附量增大;溶液中其他阳离子存在竞争吸附。吸附过程可用伪二级反应动力学方程来描述,吸附活化能较小,主要为物理吸附过程。