PIV技术及其在两相流测量中的应用

作为一种瞬时全场速度测量方法,PIV测试技术已被广泛应用于液体或气体的单相流流场测定。对于两相流PⅣ技术,目前还处于起步与发展阶段。文章介绍了PIV技术的基本原理,并对其在气-固、气-液及液-固两相流领域中的研究应用状况做了总结与分析,同时指出了PIV技术的应用前景和未来发展方向。

污水污泥高温热解技术研究现状与进展

随着污水处理率的不断提高,污水污泥的处理成为了一个复杂的环境问题。污水污泥高温热解技术以其优点和可操作性成为了研究热点。文章介绍了污水污泥热解设备的发展现状,就微波高温热解污水污泥的新方法进行了探讨,归纳了在不同外界条件下污水污泥高温热解所得的固、液、气三相产物的特性,最后指出了高温热解法有待于进一步研究的问题。

活性炭辅助微波热解污泥反应条件的试验研究

针对微波不能直接实现原污水污泥高温热解的问题,采用活性炭作为微波能吸收物质辅助污泥热解。对影响污泥热解效能的3个主要因素:污泥样品量、活性炭掺杂量和微波辐射功率,各做了3个水平的考察,得到了试验条件下的最优方案:污泥样品量30g、活性炭掺杂量6g、微波辐射功率1200W。结果表明:在最优试验方案下,污泥能在7min内升至920℃的高温,实现污泥快速、高效热解。通过分析3个因素对污泥热解效能的影响,进一步对最优试验方案下的固体产物吸收微波的性能及用其作为掺杂物辅助微波热解污水污泥的可行性进行了研究,结果表明:固体残渣吸收微波性能良好,可以代替活性炭作为更经济、高效的污泥微波热解辅助材料。

碳化硅辅助微波热解污泥反应条件优化研究

针对微波不能直接实现原污水污泥高温热解的问题,采用碳化硅作为微波能吸收物质辅助污泥热解。对影响污泥热解效能的3个主要因素:污泥样品量、碳化硅掺杂量和微波辐射功率,各做了3个水平的考察,得到了试验条件下的最优方案:污泥样品量45 g、碳化硅掺杂量12 g、微波辐射功率1 600 w。结果表明:在最优试验方案下,污泥能在6 min内升至931℃的高温,实现污泥快速、高效、经济地热解。通过3个因素对污泥热解效能影响的分析,认为在微波高温热解过程中,可能生成了性能优于碳化硅的新的微波能吸收物质。

HLB-MR反应器直接处理城市污水及回收有机物

采用中空纤维超滤膜组件构建了高负荷生物絮凝-膜反应器(HLB-MR),对其直接处理城市污水及回收有机物进行了研究.结果表明:当水力停留时间(HRT)为1.0h,固体停留时间(SRT)为0.2d时,该工艺可回收进水总COD的60.8%,据估算约有39%的进水总COD可通过中温厌氧消化转化为甲烷能源回收,有机物的甲烷转化率为活性污泥法剩余污泥的2倍以上,能实现污水中有机物的高效回收和利用;经过有机物回收后膜出水的COD能稳定保持在30mg/L左右,且出水中氮、磷营养物保有值均较高又不含固体杂质和病原体,可将其用作灌溉用水,实现水资源回用;SRT分别为0.2,0.6,1.0d时,反应器对胶体COD絮凝效率分别为81.9%、95.1%、96.8%,絮凝效率越高,膜污染越轻,良好的生物絮凝效果可有效减轻膜污染,保证工艺的稳定运行.

溶解氧对高负荷生物絮凝-膜反应器的影响

为了优化高负荷生物絮凝-膜反应器的工艺参数,进行了不同DO含量对反应器膜污染和微生物群落的影响的平行对比实验,采用在线跨膜压差监测、死端过滤膜阻力分析和扫描电镜观察等手段考察膜污染状况,采用高通量测序检测细菌群落。结果表明,DO的质量浓度在6~8 mg/L时,反应器膜污染程度比DO的质量浓度为1~2 mg/L时更严重,该现象可能缘于过高的DO含量造成反应器内污泥絮体颗粒解絮凝,细小颗粒增多;DO的质量浓度在6~8 mg/L时,反应器内上清液和底泥中物种差异比DO的质量浓度为1~2 mg/L时更大,DO含量的变化引起反应器内底泥和上清液中物种的相对丰度变化,上清液中的浮游物种可能会造成更严重的膜污染,而存在底泥中的物种可能会有效缓解膜污染。

多菌群污水生物处理反应器中污泥分布的试验研究

在多菌群污水生物处理反应器处理城市污水的试验中,对反应器主反应区内水平中线及垂直中线上所布设取样点位的混合液悬浮固体(MLSS)、混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)、污泥沉降比(SV30)及污泥容积指数(SVI)进行了检测分析。结果表明,MLSS与MLVSS分布趋势大致相同,在水平方向与垂直方向污泥浓度总体呈现大小交替型分布;SV30与SVI在水平方向总体呈现出周边大、中心小的非对称分布,而在垂直方向由上到下呈现出先增大后减小再增大的分布趋势。污泥浓度与污泥沉降性能的差异分布,对将反应器进水点分布在污泥浓度高值区域、污泥回流点布置在污泥浓度低值区域及出水点选定在污泥浓度较低且沉降性能较好区域有着重要的指导作用,为反应器的优化控制提供了理论依据。

溶解氧对HLB-MR反应器内有机物的生物絮凝影响

为了研究溶解氧(DO)对高负荷生物絮凝-膜反应器(HLB-MR)内有机物生物絮凝规律的影响,采用平行对比实验,考察了不同DO条件下反应器内有机物的生物絮凝效果、胞外聚合物(EPS)含量、金属阳离子浓度和微生物群落结构.结果表明:DO浓度分别为1~2mg/L和6~8mg/L时,HLB-MR反应器的絮凝效率分别为83%和89%,两反应器内上清液的浊度差别也进一步证实,较高的DO浓度下,反应器的生物絮凝效果更好.DO浓度在6~8mg/L时,HLB-MR反应器内结合态EPS和自由态EPS的含量分别为15.64mg/(g?VSS)和8.71mg/L,两者均显著高于DO为1~2mg/L时的11.83mg/(g?VSS)和6.56mg/L,反应器浓缩液中镁和铝的浓度也均明显高于低DO浓度时所对应的值,这说明在高DO条件下,有更多的EPS与金属阳离子结合而固定在污泥基质中,促进了生物絮凝.高通量测序表明,DO浓度分别为1~2mg/L和6~8mg/L时,HLB-MR反应器内细菌的群落结构差异明显,高DO浓度反应器底泥中Actinobacteria和Saccharibacteria的相对丰度较高,可能对生物絮凝有促进作用.

溶解氧对HLB-MR反应器回收城市污水中有机物的影响

为优化高负荷生物絮凝-膜反应器(HLB-MR)的工艺参数,提高其资源化城市污水的效能,文章采用平行对比实验,考察了不同溶解氧(DO)条件下反应器的有机物去除效率、生物絮凝效果、有机物回收效果和膜污染状况。结果表明:在DO分别为1~2 mg/L和6~8 mg/L时,HLB-MR反应器有机物去除效率均在90%以上,其出水总COD均保持在30 mg/L左右;DO为1~2 mg/L时,反应器内胶体COD的絮凝效率为83%,其值低于DO为6~8 mg/L时的89%;总COD的回收率在DO为1~2 mg/L条件时为70.2%,也低于DO为6~8mg/L时的77.5%,但两反应器内悬浮态COD占浓缩液总COD的比例相差不大且均超过了94%,均利于有机物的回收利用;跨膜压差变化表明DO为6~8 mg/L时反应器膜污染程度较DO为1~2 mg/L时严重。从有机物回收与膜污染控制两方面综合比较,浓度为1~2mg/L是HLB-MR反应器较优的DO控制参数。

污水灌溉对环境的影响

污水灌溉在缓解农业水资源短缺问题的同时,也产生了很多负面效应。通过分析污水灌溉对地下水、农田土壤环境及人类健康的不利影响,说明污水合理灌溉的必要性,同时针对这一问题,提出今后应加强的研究方向,为污水资源化的顺利进行提供理论依据。

立足大土木背景、强化应用型人才培养特色的环境工程专业建设思路

以长春工程学院环境工程专业为例,分析了专业的基本情况和目前存在的主要问题,捋顺了专业建设的思路,明确了专业建设的目标,并在上述基础上,从人才培养模式改革与创新、课程体系建设与改革、师资队伍建设、实习实训基地建设、教学研究与改革等方面细化了专业建设的任务,从而较全面地论述了大土木背景、强化应用型人才培养特色的环境工程专业的建设思路,以期为同类高校环境工程专业的建设提供借鉴。

固体停留时间对HLB-MR反应器直接回收城市污水中有机物的影响

为优化高负荷生物絮凝-膜反应器(HLB-MR)的工艺参数,提高其资源化城市污水的效能,采用平行对比实验,考察了不同固体停留时间(tSR)条件下反应器的有机物去除效率、生物絮凝效果、有机物回收效果和膜污染情况。结果表明:在tSR分别为0.2、0.6、1.0 d时,HLB-MR反应器有机物去除效率均在85%以上,其出水化学需氧量(COD)质量浓度均保持在30 mg/L左右;反应器内的生物絮凝效果随着tSR的延长而增强,其胶体COD絮凝效率从tSR为0.2 d时的66%增加到tSR为1.0 d时的95%,与此同时,有机物的矿化损失率也逐渐增加,从tSR为0.2 d时的6.9%增加到tSR为1.0 d时的10.5%,总COD的回收率逐渐降低;反应器内浓缩液的膜污染潜势随着tSR的延长逐渐缓解,这与较长tSR条件下反应器内胞外聚合物(EPS)产量较高、生物絮凝效果较好、微细颗粒(0~1μm)的颗粒浓度较低有关。经过综合对比分析,0.6 d为反应器较优的tSR参数,在该条件下,胶体COD的絮凝效率高达90%,膜污染程度较轻;总COD的矿化损失率低至7.4%,总COD的回收率(忽略膜清洗时有机物损失)可高达80%以上。

微压气升循环流反应器与完全混合式反应器运行效果及微生物种群结构比较

微压气升循环流反应器(MP-ALR)是在完全混合式反应器(CMR)基础上开发的一种新型污水处理装置。对比研究了MP-ALR和CMR对COD和氨氮的去除效果,并分析了微生物的种群变化和相似性。结果表明,MP-ALR对COD与氨氮的去除效果比CMR更强,抗有机负荷冲击的能力也更强,更适合高浓度有机工业废水的处理。变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析表明,MP-ALR和CMR微生物种群结构差异较大,第91、103、116、124个周期末,MP-ALR内的微生物种群数均小于CMR。进一步聚类分析表明,MP-ALR和CMR内的种群均呈现出了逐渐演替的过程,且MP-ALR的演替程度大于CMR。

多菌群污水处理方法处理城市污水的理论研究

文章阐述了现行城市污水处理工艺特点,分析了污水处理发展的趋势,提出创建多菌群污水生物处理方法的理论,并论述多菌群污水生物处理反应器进行城市污水处理的可行性。

微咸水水质和地面坡度对沟灌土壤侵蚀的影响

合理利用微咸水资源是解决水资源危机的一条重要途径。微咸水灌溉对土壤侵蚀的研究较少。本文采用微型土槽室内模拟试验,对微咸水沟灌引起的土壤侵蚀效果进行了试验研究,分析了在固定流量下不同坡度和不同水质条件对土壤侵蚀的影响,以期为改善和提高微咸水地面灌溉地区水土资源的管理水平提供理论依据。试验结果表明:相同坡度及相同流量处理下,土壤侵蚀量随灌溉水钠吸附比的增大而增加,随电导率的增大而减小;地面坡度是沟灌土壤侵蚀的主要因素,随坡度的增加土壤侵蚀量也不断增加。

活性炭吸附法处理聚四氢呋喃废水的动力学研究

研究了聚四氢呋喃废水中主要污染成分(糠醛、呋喃和四氢呋喃)被活性炭吸附的过程。分别从3种污染物的分子结构角度解释了去除效果的差别;并讨论了影响废水中有机物去除效果的主要因素。通过对试验数据的分析,确定了活性炭对三种主要污染成分的吸附为准二级动力学过程。以气相色谱法为检测手段,不同于传统的研究有机废水以COD为检测指标,有针对性地对高含量污染组分进行研究,研究结果对于研究含有糠醛、呋喃和四氢呋喃的有机废水,以及含有与这3个污染物相似结构的污染成分的有机废水具有一定的参考价值。

北方冬季污水处理厂活性污泥特性实验研究

该文对北方冬季污水处理厂来水水温为7～15℃时,曝气池中活性污泥沉降性能、粒度、比耗氧速率(SOUR)和脱氢酶活性进行研究。结果表明:温度升高,MLVSS/MLSS和SVI增大;温度越低,粒径越小,比表面积越大;比耗氧摄取速率随温度降低而变小;脱氢酶活性随温度升高而增大。

低温城市污水活性污泥脱氢酶活性变化的试验研究

以我国北方城市污水处理厂冬季低温运行的初沉池出水为原水,实验室模拟曝气池连续流运行,针对水温在15~3℃范围内,以2℃温差阶段性降低的过程,开展好氧活性污泥脱氢酶活性变化规律的研究。研究结果表明,污泥脱氢酶活性随温度降低总体呈下降趋势,温度由15℃降至13℃脱氢酶活性降低了41.42%,由13℃降至11℃降低约12.49%,在11~7℃范围内活性分别上升1.91%、1.96%,5℃相对7℃活性下降了7.82%。7℃时丝状菌出现增殖。3℃时污泥膨胀严重,脱氢酶活性上升了22.1%。

微压内循环反应器的CFD模拟与试验研究

针对微压内循环反应器0.8m×0.1m×1.2m试验模型装置的内部气液两相流进行计算流体动力学(CFD)二维模拟和试验研究,结果表明:模拟结果与试验结果相符,总体的流速误差<±20%,中间区域的流速误差<±10%,检验了CFD模型。通过流速分布规律研究,从流体动力学角度初步分析了该反应器分区垂向循环流动特征,垂向循环流促进反应器底部产生较高的水平流速,从而有效地减小死区,提高反应器的容积利用率。

高效液相色谱法检测污水中的亚硝酸氮的试验研究

利用高效液相色谱仪—二极管阵列检测器(HPLC-DAD)的方法检测污水中亚硝酸氮(NO2--N)的试验进行了流动相比例和流速、色谱柱温度、进样量和DAD检测波长的研究。实验结果表明:样品经过简单处理、外标法定量,保留时间为2.38min。使用十八烷基固定相(ODS)的色谱柱(5μm,125mm×4.6mm)和磷酸二氢钾缓冲溶液(2 mmol.L-1 H3PO4-17.5 mmol.L-1KH2PO4,pH=3.3)-乙腈(体积比93∶7)的流动相,流速0.8mL.min-1,柱温30℃,进样体积5μL,DAD检测波长为204nm;线性范围是0.1～15.0mg.L-1,线性相关系数为0.997,回收率在81.1%～100.2%之间,相对标准偏差(RSD)小于0.18%,最低检测限为0.043μg.mL-1(S/N=5)。