亚硝化偶联硝化过程动力学及验证

基于活性污泥模型ASM2D,建立了亚硝化及硝化过程动力学模型,给出了动力学模型涉及到的过程速率、计量学系数和动力学参数,并构建了以pH和温度为可变参数的最大比生长速率表达式。用该模型对不同运行条件下的硝化过程进行了模拟,模拟结果显示:随着溶解氧的升高,历经NH_4~+-N氧化率和NO_2~+-N累积率随之升高的短程硝化过程,以及NO_2~--N进一步氧化为NO_3~--N的完全硝化过程;通过控制反应器的曝气时间在0.2d左右,污泥停留时间(SRT)在氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细茵(NOB)最小停留时间之间,可实现亚硝酸盐的高效积累。同时还利用模型考察了短程硝化启动及稳定运行的特性,也进行了模拟值与实验实测值的比对,结果表明模型能够准确地模拟两步硝化过程从启动阶段到稳定短程硝化的变化趋势,模拟值与实测值的误差在合理范围之内。     

EGSB反应器中特殊功能颗粒污泥单组分甲烷化动力学的研究

对从已经完成厌氧甲烷化反硝化与厌氧氨氧化耦合的EGSB反应器中取出的功能颗粒污泥进行厌氧甲烷化动力学试验研究,建立厌氧甲烷化反应动力学方程。试验结果表明:甲烷化比基质降解速率基质浓度的关系遵从Monod方程。对甲烷化进行动力学分析,求出其动力学参数:最大比基质降解速率Vmax=0.158h-1,半饱和常数Ks=464.27mg/L,甲烷的产率系数y=0.254ml/mg。     

厌氧-低氧生物除磷脱氮系统的动力学研究

通过对PHA和氨氮低氧降解动力学的研究发现:PHV是一种更加慢速氧化的内碳源,从而减慢碳源被氧气直接氧化的速率,使其更接近于低氧氨氧化速率,从而有利于低氧段反硝化的持续进行。因此,提高厌氧段PHV的合成量可能是提高厌氧-低氧同时除磷脱氮系统中除磷脱氮效果的一个重要途径。     

Ti40合金的高温氧化动力学研究

为了准确预测外界环境对Ti40合金氧化反应的影响规律,利用一种新的气固反应动力学模型对阻燃钛合金Ti40合金在773~1 273 K范围内的恒温氧化行为进行研究。发现Ti40合金在773~873 K时的氧化主要受内扩散控制,活化能为262.20 k J/mol;在973~1 273 K时的氧化主要受界面反应控速,其活化能为155.67 k J/mol。另外,通过模型预测了各因素(氧气分压、温度、目标氧化厚度等)对其氧化反应分数ξ、特征时间tc和转化速率dξ/dt的影响规律。     

HLS-无机膜生物反应器的制备与应用

采用接触氧化法和陶瓷膜相结合设计制备了无机膜生物反应器.在温度10～28℃、pH>6.5、HRT(水力停留时间)8 h、SRT(污泥停留时间)130 h、MLSS(混合液悬浮固体浓度)10.2 g/L、膜面流速5.0～7.0 m/s,膜操作压力0.20 MPa的条件下处理生活污水,膜通量为:130～170 L/(h·m2),HLS-无机膜生物反应器对COD的去除率可达99%以上.出水NH3-N为3～6 mg/L.浊度为3～8 NTU.     

自制粉煤灰陶粒填料处理城市污水

利用粉煤灰、黏土、脱水污泥和碳酸钙等原料制备粉煤灰陶粒。通过正交试验确定原料的最优配比,并对自制陶粒进行了性能表征,进一步利用自制曝气生物滤池装置,通过改变运行参数,测试了自制陶粒用作曝气生物滤池填料处理城市污水的效果。结果表明:自制陶粒填料各项性能都符合相关标准;化学需氧量(COD)、总氮(TN)去除率随着水力停留时间(HRT)的增加而增加,当HRT为4h时,总磷(TP)去除率达到最大;低温不利于TN、TP的去除,温度对COD去除率影响不大;当进水中的TN含量为30mg/L时,TN去除率最大。TP去除率随着进水中的TP含量的增加而增加,进水浓度对COD去除率影响不大。     

厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）-接触氧化工艺处理可乐废水

介绍采用EGSB-接触氧化工艺处理可乐生产废水的工程实例。EC,SB反应器的颗粒污泥由城市消化污泥接种,运行温度33—35℃,停留时间为12h,有机负荷14KgCOD／（m3·d）,接触氧化停留时间10h。当进水COD浓度为3000mg／L时,厌氧段COD去除率可达到80％以上,厌氧出水经接触氧化工艺处理后,COD去除率可达95％以上,出水COD≤150mg／L,达到国家二级排放标准。     

SiC颗粒的高温氧化动力学

研究了SiC颗粒在927℃、1027℃和1127℃空气中的高温氧化动力学.结果表明,温度越高SiC颗粒的氧化速率常数越大,氧化反应越容易进行;SiC颗粒的高温氧化分为氧化前期和氧化后期两个阶段.氧化前期的反应速率受界面化学反应的控制;氧化后期受扩散控制,其表观活化能远比氧化前期的大.SiC颗粒的高温氧化过程符合两个阶段式模型:氧化前期的氧化速率常数k_c=143.37exp(-70994/RT)(mg·m~(-2)·min~(-1)),氧化后期的氧化速率常数k_D=3.61×10~8exp(-192758/RT)(mg·m~(-2)·min~(-1)).     

840S环氧树脂体系固化反应特性

用差示扫描量热法(DSC) 在动态条件下对840S 环氧树脂体系的固化反应动力学进行了研究。根据所测量的不同升温速率的DSC 曲线, 运用温度升温速率( T-β) 图外推法得到该环氧树脂体系的固化工艺参数, 即凝胶化温度、固化温度、后处理温度, 这些温度参数为制定合理的固化工艺提供了理论基础。采用Kissinger 方程和Crane 方程计算该840S 环氧树脂体系的动力学参数, 即表观活化能E_a 、表观频率因子A 和反应级数n 。根据所计算的动力学参数, 建立了该840S 环氧树脂体系的固化动力学模型。利用所建立的固化动力学模型分别预测了等温和动态条件下840S 环氧树脂体系的固化反应特性。      

掺杂 BaTiO_3粉料的固相反应及其动力学

采用高温 X 射线衍射对60BaTiO_3-40PbTiO_3和80BaTiO_3-20SrTiO_3(均为 mol-%比)两种试样进行了固相反应动力学研究。得出了它们的反应速率与温度之间的关系,对于扩散控制反应过程的动力学数据符合于 Carter 模型,结合这种模型计算了反应速率常数和动力学参数,并对固相反应的特征和动力学关系进行了讨论。     

温度对乳饮料脂氧化特性及其包装保质期的影响

通过对乳饮料(核桃乳)不同温度条件下的贮藏试验,利用硫代巴比妥酸方法测试脂氧化程度,分析了温度对核桃乳中脂肪氧化的影响特性.脂氧化的反应动力学符合一级反应,分析并研究了温度对氧化速率的影响,并进一步确定了基于脂氧化的货架寿命预测模型.     

等温DSC法研究聚醚胺与环氧树脂固化反应动力学

为了给环氧树脂(DGEBA)/聚醚胺(T403)的实际固化工艺提供指导,在等温条件下采用差示扫描量热法(DSC)对该体系固化过程进行了研究。运用Kenny图像分析法得到了动力学参数,建立了kamal动力学模型;在考虑扩散影响的基础上,多次运用非线性拟合法得到了扩散系数(C)和临界固化度(αc),进一步建立了带扩散控制的动力学模型。结果表明,总反应级数为2.04～2.40,且随固化温度升高而下降。固化反应的两个速率常数都随温度升高而增大,对应的表观活化能分别为42.99和54.23kJ/mol。研究发现不带扩散控制的动力学模型可以较好地描述固化过程的前期阶段,而带扩散控制的动力学模型则可以更好地描述固化全过程。随着固化温度升高,αc增大,扩散影响减小,而带扩散控制的动力学模型与实验结果符合得越好。固化过程属三分子反应,具有明显的自催化特征。     

双(对-羧苯基)苯基氧化膦与乙二醇的自催化聚酯化反应动力学

在不同的恒定反应温度和不同的初始摩尔比下,进行了双(对-羧苯基)苯基氧化膦(BCPPO)与乙二醇的自催化聚酯化反应.针对该反应过程包含非均相和均相两个反应阶段这一特征,提出了BCPPO在反应混合物中溶解度和该反应清晰点的计算方法.在此基础上将Chen和Wu提出的自催化聚酯化反应的动力学模型修改为两个分别适用于非均相和均相反应阶段的速率方程.这两个速率方程与实验结果相一致,并计算得到了该反应的速率常数和活化能.     

聚萘二甲酸乙二酯的热降解动力学——Ⅰ非等温热降解动力学

在氮气氛中采用热重分析的方法对聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的热降解动力学进行了研究。采用Friedman和Chang两种单一加热速率方法对活化能Ea、反应级数n和频率因子Z等降解反应动力学参数进行了分析。讨论了降解机理以及加热速率和计算方法对降解温度和降解动力学参数的影响。由单一加热速率法得到的Td、Tdm和(dα/dt)m,以及Ea和ln(Z)值均随加热速率的增加而增加,n值则随加热速率略有变化。随加热速率的提高,聚合物的降解由分解控制转变为扩散控制过程。     

铜包裹碳化硅颗粒复合粉体的化学原位沉积制备与表征

以铜氨离子为铜源, 水合肼为还原剂, 在表面预氧化的SiC表面, 采用一步原位化学沉积法制备了均匀包裹Cu颗粒的SiC复合粉体. 采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、Zeta电位等测试表征手段研究了工艺条件对原位沉积反应的影响. 研究发现SiC表面预氧化形成的SiO2层能显著增强对铜氨离子吸附能力, 有助于原位还原生成单质Cu, 形成近乎连续包裹层. 控制反应体系中铜氨离子浓度和反应温度可以影响反应速率, 从而控制Cu颗粒的沉积速率和包裹效果. 对比研究表明, 在0.2 mol/L铜氨离子溶液中70℃反应, 在预氧化的SiC表面能够获得最佳包裹层.     

厌氧膜生物反应器(AnMBR)处理高浓度豆制品废水的研究

采用膨胀污泥床反应器与外置管式超滤膜组成厌氧膜生物反应器(AnMBR)处理高浓度豆制品废水,实验连续运行240d,AnMBR平均处理量30～160L/d,研究了反应器的处理效果并获得了最佳水力停留时间(HRT).实验结果表明,AnMBR处理高浓度豆制品废水能够达到较好的效果,当进水COD为10g/L左右时,最佳HRT为18h,COD去除率约90%,此时相对应的有机负荷(OLR,以COD计)为13.6kg/(m3.d);稳定运行期间,单位COD气体产率为0.10～0.25L/g,甲烷含量在70%左右:在0.1MPa操作压力条件下进行膜的运行试验,考察了不同清洗方式的效果,采用最佳清洗方式膜通量可以恢复到新膜的90%左右.     

可降解聚乳酸的热分解动力学研究

采用热重法研究了聚乳酸在空气中的热分解过程,升温速率分别为5,10,15,20,30K/min,温度范围为室温～1250K,并利用TGA曲线分析了聚乳酸的热降解特点。结果表明,热分解反应最剧烈的温度介于550～660K之间,热分解动力学分析表明,该热分解过程为一级反应。热分解反应的活化能和频率因子可以通过动力学模型加以估算。     

VAc-BA乳液共聚实验及Monte Carlo模拟

改变加料速率作了４组ＶＡｃ－ＢＡ半连续乳液共聚的实验，测定了动力学并建立了简化的动力学模型，用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法模拟了反应过程中共聚物链段组成的分布，模拟了同种单体的最长链段长度，它可惟作为微观相分离程度，微区尺寸大小的判据，模拟结果和文献报道进行了对照，对玻璃化温度这一聚合物溶混性的判断标准进行了补充和说明。     

非晶态莫来石纤维析晶动力学的研究

用非等温差热分析研究了莫来石纤维(Al2O379wt%)的析晶动力学行为,它在高温下的析出相为莫来石晶体.随着升温速率β的增大,析晶反应初始温度T0、最大析晶速率dx/dtp以及达到最大析晶速率时的温度Tp都逐渐增大.在JMA模型的基础上,用四种方法系统分析了非晶态硅莫来石纤维的析晶反应过程动力学,确定该析晶反应的最佳动力学参数为Ee=625kJ/mol,n=1.61,k0=4.98×1019(s-1).该析晶反应是扩散生长控制的,晶粒的生长介于一维生长和二维生长之间,并且在析晶反应的过程中形核速率是下降的.     

丙烯在模型孔中CVI过程的热解炭沉积

本文在温度为1 223 K,总压强40 kPa(N_2∶C_3H_6=9∶1)和停留时间0.56 s下,以丙烯为前驱体在内径为1.0 mm和长度31.0 mm的模型孔中裂解沉积生成热解炭。以15 h为沉积周期经75 h沉积实验得到最终试样,通过制样观察热解炭沿模型孔长度方向的沉积厚度,分析在基底水平和垂直方向上热解炭的沉积速率变化。结果表明,在该实验条件下热解炭沿模型孔长度方向由孔口到末端的沉积速率降低;而在垂直方向位置较低处的模型孔,热解炭沿长度方向的沉积速率梯度较小。通过耦合丙烯的均气相反应机理和总括反应机理,对该实验条件下丙烯在模型孔中的热解炭沉积过程进行模拟。在平推流反应器模型中,运用均气相反应机理对丙烯裂解的气相组分变化进行模拟,并将平推流反应器相应位置的气体组分浓度作为对应模型孔入口的初始浓度。运用总括反应机理的热解炭沉积模型,对丙烯在模型孔中的化学气相渗透过程进行模拟。对照热解炭在模型孔中沉积厚度的实验结果,证明该模型的合理性。模拟和实验结果表明通过减少气体停留时间可适当减缓热解炭表面封孔现象。