用于废水处理的新型光催化膜反应器研究进展

是目前世界相关领域研究的热点.从不同类型光催化膜反应器的组器结构和运行方式着手,并结合课题组具体试验进展,分析了影响光催化膜反应器性能的结构和影响因素,如光源、膜材料,光催化剂和目标降解物含量,溶液pH,以及曝气,膜面流速等.由光催化和膜分离技术组合而成的新型光催化膜反应器,不仅具有其各自优点,可以有效解决废水处理中纳米催化剂粒子难分离回收的难题,同时还可产生耦合增强效应,大大提高有机废水处理的效率.认为应有效地将改性催化荆与膜分离技术耦合,针对实际废水体系的光催化降解开展研究.     

ASBBR反应器厌氧氨氧化反应稳定性研究

利用已经成功启动的ASBBR反应器,通过不同的进水基质浓度,不同进水亚硝态氮、氨氮质量比和不同冲水比3个因素的交替变化,研究了厌氧氨氧化反应器脱氮效能稳定性的影响.当进水亚硝态氮与氨氮质量比在1～13的范围内变动时,对反应器内厌氧氨氧化反应的脱氮效能几乎没有影响,表明ASBBR反应器具有较高的抗负荷冲击能力.当进水后反应器内亚硝态氮质量浓度大于80mg·L~(-1)时,将导致反应器的总氮去除率下降,并且随着亚硝态氮浓度的增加,脱氯效果会越来越差.同时研究还表明水力冲击不会引起厌氧氨氧化反应器出现微生物流失,但随着水利负荷的增加,厌氧氨氧化细菌时新环境适应时间将会延长,导致相同周期内反应器脱氮效能的下降.     

膜电生物反应器深度处理垃圾渗滤液研究

研究了管式膜膜电生物反应器对垃圾渗滤液的深度处理,考察膜电生物反应器的pH、水温、溶解氧和污泥浓度变化对垃圾渗滤液处理效果的影响,同时考察膜出水通量、COD和电导率.结果表明,采用膜电生物反应器进一步处理垃圾渗滤液,膜通量较稳定,出水COD(350～650mg·L~(-1))随原液COD(500～800 mg·L~(-1))呈大体相同趋势变化,在试验后期,COD去除率在25%～45%之间.     

反应釜控制系统的研究与实现

反应釜是一种典型的大惯性、滞后性系统,控制起来非常困难。以反应温度作为被控参数,采用上、下位机结合的整体方案和动态PID温度控制算法。介绍了基于VB6.0的上位机监控界面开发和基于C8051F020单片机的下位机控制器的设计,包括控制器软硬件设计、上下位机串口通讯、数据存取与实时数据显示等。并应用到实验室反应釜进行温度控制,结果验证了软硬件设计和控制算法的可行性和有效性。     

管式环流反应器在乙酸/乙酐羰基合成中的应用

介绍了以乙酸甲酯和甲醇为原料合成年产20 kt乙酐和20 kt乙酸的过程,并且介绍了在以LiI为促进剂的铑-碘均相催化剂作用下、170~199℃的温度范围及5.0 MPa压力条件下,管式环流反应器在乙酸/乙酐合成中的应用。分析了反应器内流体的流动特点和羰基合成的反应过程,建立了数学模型。计算得到了反应器内反应物料转化率、各组分浓度、温度和冷却水温度等各种参数沿物料流动方向的分布,同时对反应器进行了热稳定性分析。计算结果表明,当系统在操作过程中转化率偏离定常态0.000 1,温度偏离定常态0.000 1℃时,转化率和温度能分别在4×10-6s和8×10-6s内回到定常态,整个反应体系是稳定的。     

松节油直接水合反应研究

以大孔强酸性阳离子交换树脂Amberlyst 15为催化剂,松节油水合反应,生成主要产物α-松油醇,在此过程,α-蒎烯同时在催化条件下发生异构化反应,生成一些单环萜烯。实验在搅拌釜反应器内分别考察了搅拌速度、催化剂种类、溶剂种类、催化剂质量分数、反应物质量比、温度及反应时间对松节油转化率和α-松油醇收率的影响,确定了最佳反应条件:催化剂质量为物料总质量的15%,m(松节油)∶m(水)∶m(异丙醇)=1∶1∶2,反应温度70℃,反应时间4 h。并以此为反应条件,在中试规模的喷射反应器内进行放大实验,反应4 h后,松节油转化率约为85%,α-松油醇得率约为35%,达到较好反应结果。     

新型厌氧反应器+厌氧MBR处理乳品废水的实验研究

开发了新型复合式厌氧工艺,它由新型厌氧反应器和厌氧膜生物反应器(MBR)两个单元组成,实验用水经过新型厌氧反应器的前处理再经过厌氧MBR的深度处理,检测后排放。实验中以人工配制乳品废水作为进水,对整套系统的运行状况及特性进行了分析,结果表明,人工配置乳品废水在经过新型厌氧反应器+厌氧MBR的系统处理作用后出水水质得到大幅度改善,系统运行稳定,处理效果较好。实验通过对两种废水处理工艺进行效益对比,得出新型厌氧反应器+厌氧MBR无论在经济效益方面还是在社会环境效益方面,都具有一定的竞争优势。     

Oxidative dehydrogenation of propane in a perovskite membrane reactor with multi‐step oxygen insertion

A membrane reactor incorporating a hollow fiber with successive parts of oxygen permeable and passivated surface segments has been developed and was used for the oxidative dehydrogenation (DH) of propane. This membrane geometry allows a controlled oxygen feeding into the reactor over its axial length. In the oxidative DH, the thermodynamic limitation of propane DH can be overcome. By using this novel hollow fiber membrane reactor with a Pt/Sn/K DH catalyst, oxygen separation and propene formation could be established even at temperatures as low as 625°C with long‐term stability. Combining the hollow fiber membrane and the DH catalyst, the highest propene selectivity of 75% was observed at a propane conversion of 26% and 625°C whereas the best propene yield of 36% was obtained at 675°C (48% propene selectivity). The performance of this reactor is evaluated by applying various reaction conditions. © 2010 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2010     

Neue Entwicklungen in der Flüssigmembranpermeation mit gestützten Membranen

In a time of rising raw material prices und raw material shortage topics like recycling of heavy metal ions from aqueous solutions get in the focus of the public. Aim of the presented work is the development of a new apparatus design for liquid membrane permeation with support layers. The investigations are carried out in view of heavy metal recycling.     

μ‐Consortium: Aufbau einer mobilen Anlage für die Aus‐ und Weiterbildung in der Mikroverfahrenstechnik

A mobile plant for practical training was developed as part of the project μ‐Consortium to integrate micro process engineering into teaching. Lab experiments in the fields of mixing and homogenous reactions, heterogeneous reactions, heat transfer and particle synthesis were worked out to impart knowledge of different process‐engineering operations.