气-固环隙流化床纳米TiO_2聚团的流化特性

在高640 mm,内外径分别为140 mm和180 mm的环隙流化床反应器内,选用平均粒径为20～30 nm的TiO2催化剂P25进行冷态流化实验。运用预测颗粒粒径模型,应用计算流体力学软件FLUENT 6.2对流化床内床层局部固含率和压降进行了模拟计算。模拟结果显示:气体进入分布板之后呈螺旋状上升;环隙流化床内径向局部固含率分布呈现W形状,而且局部固含率随着床层高度的增高而增大。模拟结果与实验数据基本一致,说明纳米TiO2催化剂颗粒在环隙流化床中以微米级的聚团形式流化。     

核壳结构Au@SnO2的制备及其低温下的正丁醇气敏性能

以SnCl₄·5H₂O和HAuCl₄·3H₂O为原料,以L-半胱氨酸为连接剂,通过水热法制备Au@SnO₂核壳结构纳米颗粒。由透射电子显微镜和X射线衍射结果发现二氧化锡（SnO₂）与金（Au）颗粒的平均粒径分别为4.9 nm和10.5 nm。SnO₂颗粒堆积在Au核表面形成了具有多孔壳结构的复合材料,比表面积达到178.82 m²/g,总孔隙体积为0.165 1 cm³/g。Au@SnO₂核壳结构的存在使得传感器对正丁醇具有优异的气敏性能,在80 ℃时的灵敏度达到8 669.15,检测极限达到3.9×10^-3 g/m³,显著提高了SnO₂的灵敏度,并降低了最佳工作温度。     

铁炭微电解+UASB+MBR组合工艺处理DHA废水

以铁炭微电解作为预处理,采用升流式厌氧污泥床(UASB)和膜生物反应器(MBR)串联的方式降解二十二碳六烯酸(DHA)合成所产生的高浓度有机废水。通过单因素试验和正交试验获得了铁炭微电解反应的最佳工况：pH为3,反应时间为4 h,铁炭比为3∶1,搅拌强度为250 r/min。在最佳工况下,铁炭微电解可降低DHA原水中45%的化学需氧量(COD),且BOD₅/COD值由0.10提升至0.31,改善了废水的可生化性。UASB反应器的最大容积负荷可达8 kgCOD/(m³·d),出水COD浓度稳定在1 500 mg/L,COD去除率高于80%。UASB反应器出水直接通入MBR,MBR容积负荷为1.5 kgCOD/(m³·d),出水COD浓度为80 mg/L左右,氨氮浓度低于5 mg/L,满足《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ 343-2010)标准。     

有机硅单体合成流化床的流化特性模拟研究

利用双流体模型对有机硅单体合成流化床进行模拟，研究在一定开孔率下不同气速与不同粒级硅粉对流化特性的影响.在此基础上，进一步探讨硅粉的粒径与分布板开孔率之间的关系，为工艺参数与分布板开孔率的选择提供理论指导.结果表明：入口气速为1.1 U_mf、硅粉粒径为4.67×10^-5 m时颗粒流态更加稳定，有助于气固混合；分布板开孔率与硅粉粒径负相关，用低开孔率的分布板流化较大粒径的硅粉，高开孔率的分布板流化较小粒径的硅粉，有助气固混合均匀，提高流化质量.     

气-液-固三相流化床冷态实验

以氮气为气相、蒸馏水为液相、铜粉为固相构建了的气-液-固三相流化床冷态实验装置,流化床反应器内径为50 mm、高为500 mm.采用Hilbert-Huang Transform分析了布风板上表面处压力脉动信号,考察了布风板压差和床内两固定测点间压差随气体流速的变化关系,使用降速法得到了气-液-固三相流化床的最小流化速度,并通过同步图像采集验证了该最小流化速度.结果表明:气体流速为14.85 mm/s时,固体颗粒之间碰撞剧烈,气、液、固三相混合均匀;随着气体流速的增加,两固定测点间压降呈现先降低,后增加,最后又降低的变化趋势;气-液-固三相流化床的最小流化速度约为17.4 mm/s.     

斜向和纵向紧凑微流化床设计及其性能

在利用固体吸附剂进行CO₂捕集系统中,为了降低反应器的压降和提高吸附剂利用率,提出两种新型的斜向紧凑微流化床(oblique compact micro fluidized beds, OCMFB)和纵向紧凑微流化床(vertical compact micro fluidized beds, VCMFB或CMFB)反应器。通过装载固体吸附剂,通过捕集体积分数为0.5%的CO₂对两种反应器的性能进行研究,并与传统径向流固定床(radial flow fixed bed, RFFB)反应器进行对比。试验结果表明:由于吸附剂在OCMFB和CMFB中处于流化态,在RFFB中处于静态,从而得到OCMFB反应器压降为CMFB反应器的82%,与RFFB反应器相比压降降幅为14%~323%;CMFB反应器的CO₂吸附穿透时间为OCMFB反应器的109%,与RFFB反应器相比增幅为44%。经过10次CO₂捕集循环,与RFFB反应器相比,OCMFB和CMFB反应器的吸附剂磨损相当,但CO₂吸附性能更稳定。     

超声波提高微生物固化砂土效果的试验研究

为了研究超声波对巴氏生孢八叠球菌及其诱导碳酸钙沉积能力的影响,利用超声（20 kHz）开展超声辐照时间（0~30 min）和超声功率强度（0~0.8 W/cm³）的正交试验,用超声处理后的菌液进行水溶液试验和砂柱加固试验. 测定菌液脲酶活性、OD₆₀₀、细菌颗粒分布参数、碳酸钙的产量和加固后砂柱无侧限抗压强度. 分析超声辐照时间、超声功率强度、超声能量强度对碳酸钙产量的影响. 结果表明,超声辐照能够引发细菌产生生理强化反应,提高菌液脲酶活性. 当超声能量强度约为8 W·min/cm³时,超声辐照能够有效地提高菌液诱导生成碳酸钙的能力. 经优化的辐照策略（超声功率强度为0.4 W/cm³,处理时间为20 min）进行超声辐照处理后,水溶液中和砂柱中的碳酸钙产量分别提高了28.5%和35.6%,加固后砂样无侧限抗压强度为1.25 MPa,较对照组提高了91.6%.     

垃圾焚烧电厂焚烧炉-余热锅炉性能及NOx排放

为了掌握新建机组运行状况,探索烟气再循环对垃圾焚烧电厂污染物排放的影响,针对某垃圾处理量为500 t/d的垃圾焚烧电厂,现场测试省煤器出口烟气成分及炉内烟气温度,试验研究焚烧炉-余热锅炉性能,定量计算焚烧炉-余热锅炉效率及各项热损失,并根据试验测试结果,分析炉内NO_x生成的影响因素. 结果表明：在不同负荷下,机组总热损失中排烟热损失所占比例最大,其次为炉渣热损失,在试验范围内,烟气再循环量对焚烧炉-余热锅炉效率影响较小;烟气中氧气的体积分数及烟气再循环对NO_x排放影响显著,省煤器出口氧气的体积分数由4.52%增加到8.00%,NO_x质量浓度由209.54 mg/m³升高到307.30 mg/m³,增加46.65%;与烟气再循环系统停运相比,当烟气再循环阀门全开时,省煤器出口NO_x质量浓度由209.54 mg/m³降为126.15 mg/m³.     

Eu3+和Dy3+共掺单基质Ba2CaWO6白色荧光粉的合成与发光性质

通过高温固相法合成了Eu³⁺和Dy³⁺共掺杂的单一相Ba₂CaWO₆的荧光粉.通过XRD和扫描电镜分析了Ba₂CaWO₆荧光粉的晶相和形貌结构.Ba₂CaWO_6：Eu³⁺荧光粉因为⁵D₀-⁷F₁/⁷F₂的能量跃迁发射很强的红光,而Ba₂CaWO_6：Dy³⁺荧光粉因为⁴F_9/2-⁶H_15/2和⁴F_9/2-⁶H_13/2的能量跃迁分别发蓝光和黄光.Eu³⁺/Dy³⁺共掺杂的Ba₂CaWO₆荧光粉发射暖白光.Dy³⁺到Eu³⁺的能量传递通过发光光谱强度来研究.通过调控Dy³⁺和Eu³⁺的掺杂比例可以对Ba₂CaWO_6：Dy³⁺,Eu³⁺样品的色坐标进行有效地调节,测试的色坐标表明Ba₂CaWO_6：Eu³⁺/Dy³⁺很适合紫外激发的白光LED荧光粉.     

光照对大气细颗粒物中汞形态分布的影响

为探究颗粒态汞的光还原及可能的二次释放结果,以细颗粒物(PM_2.5)为载体,采用Bloom法和冷原子荧光法,在不同光照时长下,收集、测定细颗粒物中汞(PBM_2.5)质量和形态分布。结果表明：模拟太阳光照射下PBM_2.5发生的化学反应以光还原反应为主,产生的气态汞中90%以上为Hg⁰,少量为Hg²⁺;光照促进PBM_2.5向Hg⁰转化;光照时间增加,F5/PBM_2.5增加(F5为硫化物态汞),其余形态汞质量主要以指数形式降低;光照促进大气PBM_2.5以更稳定的形态存在,正向影响汞沉降。     

Inhibitory effect of ammonia nitrogen on specific methanogenic activity of anaerobic granular sludge

A series of batch experiments were conducted in 125 mL serum bottles to assess the toxicity of different concentrations of ammonia nitrogen to the specific methanogenic activity of anaerobic granular sludge from upflow anaerobic sludge bed（UASB） and expanded granular sludge bed（EGSB） reactors. The effects of pH value and temperature on toxicity of ammonia nitrogen to anaerobes were investigated. The results show that the specific methanogenic activity of anaerobic granular sludge suffers inhibition from ammonia nitrogen, the concentrations of ammonia nitrogen that produce 50 % inhibition of specific methanogenic activity for sludge from UASB and EGSB reactor are 2.35 and 2.75 g/L, respectively. Hydrogen utilizing methanogens suffers less inhibition from ammonia mtrogen than that of acetate utilizing methanogens. Hydrogen-producing acetogens that utilize propionate and butyrate as substrates suffer serious inhibition from ammonia nitrogen. The toxicity of ammonia nitrogen to anaerobic granular sludge enhances when pH value and temperature increase. Anaerobic granular sludge can bear higher concentrations of ammonia nitrogen after being acclimated by ammonia nitrogen for 7 d.     

接种污泥对产氢颗粒污泥形成的影响

采用两个平行的颗粒污泥膨胀床反应器(EGSB),控制温度为(35±0.5)℃,逐步提高进水容积负荷,分别研究接种污泥对产氢速率、颗粒粒径分布变化、液相末端产物和启动末期系统参数的影响.结果表明,采用缺氧污泥混合厌氧污泥进行接种的反应器比直接采用产甲烷颗粒污泥粉碎后接种的反应器更易形成颗粒污泥.在启动末期,前者的平均颗粒粒径为后者的1.25倍,产氢速率是后者的1.23倍.两个反应器都形成了乙醇型发酵,说明发酵类型的形成不受接种污泥影响.启动末期系统的pH值分别为3.9～4.3和4.0～4.4,混合污泥接种反应器的挥发性悬浮固体质量浓度为27.2g/L,厌氧污泥接种反应器的挥发性悬浮固体质量浓度为24.1g/L.相比厌氧污泥接种的反应器,混合污泥接种能更快速培养颗粒污泥,并且反应系统产氢速率高,耐酸性更好,生物持有量大,有利于生物制氢系统高效产氢和稳定运行.     

UASB反应器处理青霉素废水启动特性的研究

采用上流式厌氧污泥床（UASB）反应器,以高浓度青霉素废水为处理对象,研究了中温条件下UASB反应器的启动、厌氧颗粒污泥特性和废水处理效果。结果表明：接种消化污泥,水温33～35℃的条件下,采用逐步提高青霉素废水进水浓度的方式,运行80d后,可实现UASB反应器的启动。进水ρ（COD）达到4 000mg/L左右,COD去除率稳定在84%以上,容积负荷为3.36kg/（m3.d）（以COD计）,产气量为5.9L/d;反应器内污泥实现颗粒化,粒径约为2mm。     

微氧条件下培养AOB-Anammox颗粒污泥

采用絮状硝化污泥和厌氧氨氧化颗粒污泥为接种污泥,利用膨胀颗粒污泥床反应器,在微氧曝气条件下,培养自养脱氮(氨氧化AOB-厌氧氨氧化Anammox)颗粒污泥.在无机高氨氮进水条件下,维持反应器运行58 d,成功培养出AOB-Anammox颗粒污泥.在模拟生活污水条件下,颗粒污泥脱氮效果稳定,氨氮和总氮去除率最高可达92.3%、71.2%,平均总氮去除负荷达1.237 kg·N/(m~3·d).SEM及FISH结果表明:AOB-Anammox颗粒污泥微生物组成以2种菌群为主,AOB细菌密集排布于颗粒污泥表面,Anammox细菌均匀分布在颗粒污泥内部.     

陕西关中地区水资源的可持续发展支持能力

在阐述水资源支持能力涵义的基础上,计算了关中地区生态需水量、75%保证率时可利用水量、75%保证率时总需水量以及水资源支持能力的供需平衡指数。结果表明:关中地区生态需水量2005年为43.699×10⁸m³,2010年为44.119×10⁸m,2015年为44.394×10⁸m³;2005年75%保证率时可利用水量为49.885×10⁸m³,2010年为49.466×10⁸m³,2015年为49.190×10⁸m³;2005年75%保证率时总需水量为94.26×10⁸m³,2010年为86.63×10⁸m³,2015年为84.22×10⁸m³。最后计算水资源支持能力的供需平衡指数,2005、2010、2015年,供需平衡指数小于0,说明流域可供的水资源量不具备对这样规模的社会经济系统的支撑能力,流域水资源对应的人口及经济规模是不可承载的,供需平衡的差值主要靠侵占河道内的生态需水量来实现的,河道内的生态破坏就是很好的证据。     

基于生命周期评价的造纸废水的水足迹

造纸工业正面临着环境污染严重、资源消耗高等难题,同时缺少量化潜在环境影响的有效方法。水足迹分析法被应用于多种污水处理方案,开展清单和环境影响层面的量化分析。结果显示,污水未处置方案的水足迹影响最大,达到36.4 m³。污水处理技术改进前后,水足迹影响变化明显。技改前的水足迹影响为4.82 m³,技改后减少到1.52 m³。其中,技改后的污水处置与污泥热解气化方案的水足迹值最低(0.87 m³)。在技改后方案中,直接水足迹流程对水生富营养化和水稀缺影响贡献显著。下水污泥处置环节是致癌性影响非致癌性影响和淡水生态毒性影响的关键流程。此外,化学药品、电、盐酸的消耗等流程水足迹产生一定影响。优化淡水资源的利用、提高化学药品的使用效率有助于减少造纸行业水足迹。     

基于生命周期评价的造纸废水的水足迹

造纸工业正面临着环境污染严重、资源消耗高等难题,同时缺少量化潜在环境影响的有效方法。水足迹分析法被应用于多种污水处理方案,开展清单和环境影响层面的量化分析。结果显示,污水未处置方案的水足迹影响最大,达到36.4 m³。污水处理技术改进前后,水足迹影响变化明显。技改前的水足迹影响为4.82 m³,技改后减少到1.52 m³。其中,技改后的污水处置与污泥热解气化方案的水足迹值最低(0.87 m³)。在技改后方案中,直接水足迹流程对水生富营养化和水稀缺影响贡献显著。下水污泥处置环节是致癌性影响非致癌性影响和淡水生态毒性影响的关键流程。此外,化学药品、电、盐酸的消耗等流程水足迹产生一定影响。优化淡水资源的利用、提高化学药品的使用效率有助于减少造纸行业水足迹。     

底物类型对产甲烷效能及微生物群落结构的影响

为考察底物类型对厌氧消化过程的影响,以升流式厌氧膨胀床作为厌氧消化反应器,以经过"热-酶联合预水解"后的啤酒糟和猪粪作为处理对象,研究不同有机负荷率条件下反应器的运行效能和微生物群落结构.结果表明,当有机底物类型从啤酒糟转变为猪粪后,反应器的COD去除率降低40%,甲烷产量减少75%,有机物甲烷化率降低25%,且出水乙酸质量浓度由50 mg/L跃升至3 700 mg/L.同时,Firmicutes细菌门的丰度提高约1倍,Bacteroidetes细菌门的相对丰度则减少约50%;产甲烷菌数量减少61%,产甲烷菌属Methanobacterium替代Methanosaeta成为最占优势的古细菌菌属.     

外循环厌氧反应器的快速启动

工程运行试验研究EC厌氧反应器处理啤酒废水启动过程中的运行效能、稳定性以及内部的污泥分布情况,分析颗粒污泥形成的关键因素.运行第95d,进水有机负荷达到8.5kg/(m3·d),COD去除率达80%,出水COD低于400mg/L;在系统1.2m和4m处污泥中均出现粒径为0.5～1.0mm左右的颗粒污泥.结果表明,EC厌氧反应器处理低质量浓度、大流量的啤酒废水采用间歇-连续快速启动方式是可行的,并且上升流速在2.5～5.0m/h有利于颗粒污泥的快速形成.研究证实EC厌氧反应器处理啤酒废水能够实现稳定、高效地启动运行.     

EGSB反应器处理模拟废水的试验研究

通过EGSB反应器处理自配葡萄糖有机废水试验,探讨了EGSB反应器运行过程中各种参数的变化情况,分析了pH值、水力上升流速及厌氧颗粒污泥的性质,如粒径分布、沉降性能、污泥床膨胀情况、污泥中微生物相等因素对反应器运行效果的影响.