表面活性剂溶液清洗油污土壤试验研究

选用两种阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(LAS)和十二烷基硫酸钠(SDS)及两种非离子型表面活性剂Triton X-100和Tween 80,研究了临界胶束浓度(CMC)附近各表面活性剂溶液对柴油的增溶及一次性清洗油污土壤的能力。结果表明:在CMC附近,各表面活性剂对柴油的增溶能力大小顺序为SDS<LAS<Triton X-100<Tween 80;对油污土壤的一次性清洗中柴油去除率的大小顺序为LAS>SDS>Triton X-100>Tween 80,两种阴离子型表面活性剂的清洗效果优于两种非离子型表面活性剂。

实验室中的污泥膨胀及其控制措施的试验方法

在室温较低的情况 (8～ 13℃ )下 ,实验室试验中以人工配水为污水水源 ,采用连续进水间歇出水的SBR工艺时发生了丝状菌性污泥膨胀。经试验验证 ,发生膨胀的原因可能是pH值过低和痕量金属元素的缺乏所致。采用加入无水Na2 CO3 调节人工配水的碱度和加入一定量的土壤上清液以补充痕量金属元素的方法 ,污泥的沉降性能得到了快速恢复。结果表明 :该方法可用于解决以人工配水为污水水源的实验室中的污泥膨胀问题 ,结合实际的污水处理情况 ,该控制技术也有一定的参考价值。

多孔介质两相系统毛细压力与饱和度关系试验研究

两相系统毛细压力-饱和度(h^S)关系曲线的确定是多孔介质多相流动研究的基础。采用简易试验装置对理想和实际介质中水-气和油-水两相系统中的h^S关系曲线进行了测定。试验结果表明,对于相同两相系统,多孔介质孔隙度愈小,同一毛细压力对应的饱和度相应愈大;对于不同两相系统,理想介质的关系曲线在一定毛细压力以下平缓,较大毛细压力时陡直,实际介质关系曲线走势相对较陡。分析结果表明,水-气和油-水两相系统的实测数据符合Parker等提出的基于van Genuchten(1980)关系式的折算理论;应用折算理论,可以在同一多孔介质某一两相系统h^S关系已知的情况下较好地估计同一孔隙度条件下其它两相系统的h^S关系曲线。

不同表面活性剂溶液冲洗油污土壤的对比试验研究

选择不同表面活性剂浓度、冲洗流速及运行方式为影响因素,以冲洗有效孔隙体积数相同时累积冲出油量为考核目标,进行阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(LAS)和非离子表面活性剂TritonX-100冲洗油污土柱正交试验对比研究。结果表明:在同样的冲洗试验条件下,LAS的冲洗流速明显小于TritonX-100;在同样的冲洗有效孔隙体积下,LAS冲出油的总量相对较多,但冲洗所需时间相对较长;根据正交试验极差分析结果,影响LAS冲洗效果的主要因素是运行方式,影响TritonX-100冲洗效果的主要因素则是冲洗浓度。

非离子表面活性剂Triton X-100溶液冲洗油污土壤的试验研究

应用非离子表面活性剂TritonX-100溶液对柴油污染的土柱进行冲洗研究,在增溶及一次性清洗试验结果的基础上,选择冲洗浓度、冲洗流速及运行方式(连续或间歇冲洗)为影响因素,进行均匀污染土柱冲洗正交试验。结果表明,在冲洗累积有效孔隙体积数为95时,各因数最佳水平组合为冲洗浓度0.1%,冲洗流速约0.017L·h-1,间歇运行时累积冲出油量最大,这种最佳组合方式在随后的试验中得到了验证。按照所得到的各因素最佳水平组合对非均匀污染土柱进行冲洗,在冲洗累积有效孔隙体积数约为220时,去除率达到90%左右,取得了较好的处理效果。

多孔介质中毛细压力、饱和度和相对渗透率的确定方法

目前石油溢出或者地下储油罐泄漏等原因引起的土壤和地下水非水相流体(NAPL s)污染问题越来越引起人们的关注,由NAPL s、水和气所组成的两相或三相系统中的多相流问题亦是当前的研究热点。其中毛细压力(h),饱和度(S)和相对渗透率(k)是多孔介质多相流研究中的三个重要参数,在多相流室内试验研究中是主要的物理监测量,而且三者之间基本关系式的确定是多相流模拟时进行流动控制方程求解的前提条件。本文从室内试验和模型关系两个方面综述了土壤中NAPL s、水和气所组成的多相流系统中毛细压力、饱和度和相对渗透率以及它们之间相关关系的确定方法。

表面活性剂冲洗法治理非水相流体污染多相流研究进展

表面活性剂冲洗法是一种治理土壤与地下水非水相流体(NAPLs)污染的有效技术。在简要介绍表面活性剂冲洗法去除作用机理的基础上,总结了近些年来与表面活性剂冲洗法多相流相关的国内外试验研究和模型研究成果,主要包括表面活性剂作用所引起的混溶驱替和不混溶驱替多相流问题,并指出目前研究中存在的问题和进一步探讨的方向。

多孔介质不溶混流体毛细压力与饱和度关系实验研究

采用根据张力计原理设计的简易装置实验测定多孔介质湿润相被单调驱替过程中湿润相饱和度与毛细压力的关系曲线,研究不同两相系统(水-气、水-油、油-气)中该关系的特点和联系。实验结果采用Van公式进行拟合,结果表明实测曲线和拟合曲线吻合很好。为了寻找预测任意两相系统湿润相饱和度与毛细压力关系的简单途径,在Parker等提出的折算理论基础上,采用两种方法处理实验数据、拟合参数,将折算系数应用于实测数据,结果表明通过引入折算系数,一组两相系统中湿润相有效饱和度与折算毛细压力的关系可用于其它两相。

非离子表面活性剂对两相系统毛细压力和饱和度关系的影响

表面活性剂至水相的引入将对原先包含纯水两相系统的毛细压力和饱和度关系存在影响。对含有非离子表面活性剂Triton X-100的水-气和水-油两相系统中的毛细压力-饱和度关系曲线进行了试验测定。试验结果表明,同不含表面活性剂的纯水系列相比,在同一饱和度情况下,含有表面活性剂的Triton X-100(0.1%)系列对应的毛细压力水头值都有不同程度的减小,说明在Triton X-100存在的情况下,驱替出同样数量的湿润相体积所需的毛细压力值较小。以van Genuchten关系式为基础的拟合结果表明,在已知纯水系列毛细压力饱和度关系的情况下,对于Triton X-100-气系统的毛细压力饱和度关系,考虑界面张力降低作用引入折算系数得到的拟合值更接近于真实值;而对于Triton X-100-油系统拟合值接近真实值的程度则随多孔介质的不同而有所不同。

螺旋升流式反应器与SBR生物除磷系统的比较研究

利用螺旋升流式反应器 (Spiral U p- Flow Reactor,SUFR)进行了生物除磷的试验研究 ,并且与 SBR反应系统的处理效果进行了对比分析。 SUFR反应系统稳定运行六个月的结果表明 ,对 COD和 TP的去除率分别达 94 %和96 %以上 ,优于 SBR的处理效果。流态试验表明 SUFR反应器的螺旋流动特征使其接近于推流式反应器 ,有利于在空间上形成有机物的梯度分布。而且 SU FR反应器的螺旋升流特征有利于微生物种群的多样化及颗粒污泥的形成 ,使得该系统所形成的微生物生态系统更稳定 ,污泥指数较低 ,污泥的稳定性较好。

包气带水、气和油三相相对渗透率研究进展

三相相对渗透率对于油在土壤中运移规律的研究起着至关重要的作用。从多相流动的角度分析并总结了三相相对渗透率的理论研究、模型研究以及实验研究的方法和成果;在讨论已有研究中存在问题的基础上,提出了该领域需要进一步研究的具体问题。

升流管式A/O反应器除磷效果的研究

利用升流管式A/O反应器(Up-FlowTubeReactor, UFTR)进行了生物除磷的试验研究,并与SBR的效果进行了对比分析。该系统稳定运行三个月的结果表明,对COD、PO3-4 -P和TP的去除率分别达96%、99%和98%以上,优于SBR的处理效果。流态试验表明UFTR反应器的螺旋流动特征使其接近于活塞流反应器,有利于在空间上形成有机物的梯度分布。而且UFTR反应器所形成的微生物生态系统更稳定,污泥指数较低,污泥的稳定性较好。另外还发现:好氧柱内的DO过高或过低对吸磷都不利,为获得较好的除磷效果,应对好氧柱的DO进行适时监测和控制,使DO在2～3mg/L之间。

微生物燃料电池在脱氮方面的研究进展

近年来微生物燃料电池(MFC)处理含氮废水的研究受到了越来越多的关注。文章对用于脱氮MFC的研究进行综述,总结了不同观点的MFC脱氮原理,并与传统生物脱氮技术相比,分析了碳氮比、溶解氧、pH值等因素对MFC脱氮性能的影响,阐述了存在的问题及今后发展前景。

微藻型微生物燃料电池的研究进展

在石油资源日趋紧张以及环境恶化日趋严重的今天,微生物燃料电池(MFC)因其可同时实现污水处理和能源回收而受到广泛关注。微藻技术与MFC技术结合产生的微藻型MFC系统得到证实并随之兴起,其中尤以微藻生物阴极型MFC因可实现污水处理、零碳排放、CO2捕捉、太阳能捕获及电能、生物柴油、藻体残渣有价回收等多重功能,成为研究热点。文章根据其中微藻所起的不同作用将微藻型MFC系统分成三类,在参阅大量文献的基础上进行了全面综述,并由此对构建高效微藻生物阴极型MFC进行了探讨,提出了计算机辅助菌种选择技术等相关设想,最后对微藻型MFC的发展提出了展望。

大体积升流式微生物燃料电池处理模拟废水的研究

自行设计了总体积为10 L升流式微生物燃料电池(UMFC),以铁氰化钾为阴极电子受体,研究不同水力停留时间,回流比和外电阻对UMFC处理模拟废水和产电能力的影响。结果表明,UMFC在无回流、HRT为6 h时的产电效率最佳,得到的最大功率密度为21.4 mW.m-2,COD去除率为22.7%。增加回流后,当体积回流比100%时,最大功率密度提高了12.5%～13.3%,COD去除率提高了37.7%～52.9%。改变外电阻后,发现小电阻有助于提高UMFC对COD的降解能力。

表面活性剂冲洗修复土壤油污染多相运移数值模型研究

数值模型是分析土壤油污染和设计修复方案的有利工具。本文开发了描述表面活性剂增溶、促流机制的模型,并将其集成于NAPL模型,从而构建了表面活性剂冲洗修复土壤油污染多相运移模型,此模型可用于模拟饱和带和非饱和带的情况。用表面活性剂冲洗模型模拟了柴油泄漏、重分布和表面活性剂冲洗砂介质中柴油的试验情景,模型可很好地体现表面活性剂冲洗中的增溶、促流机制,模型模拟结果与试验结果吻合较好。水冲洗对土壤中自由态油的去除效果显著,实际中可先用水冲洗,冲洗至油近残余饱和态时再用表面活性剂冲洗,以降低成本。表面活性剂冲洗较水冲洗能更快更好地修复土壤油污染。

小球藻生物阴极型微生物燃料电池的基础特性

利用自行设计的阴极管状光生物反应器式微生物燃料电池(MFC)作为实验模型,考察了阴极室投加小球藻后不同光暗周期下电池的产电、阴极溶氧及阴极藻的生长情况.结果表明,阴极投加小球藻后,电池产电性能明显提高,光暗间歇组最大功率密度为24.4mW/m2,持续光照组最大功率密度为27.5mW/m2.阴极溶氧及电化学分析证实溶氧是影响电压变化的主要因素,持续光照组溶氧较稳定,但比光暗间歇组光照阶段溶氧水平低;MFC阴极室培养小球藻不会对其造成毒害,光暗间歇时小球藻生长较好.运行小球藻生物阴极型MFC采用光暗间歇培养较好,并可适当延长光照时间.

微生物燃料电池中阳极产电微生物的研究进展

微生物燃料电池(MFC)是利用阳极产电微生物为催化剂降解有机废物直接将化学能转化为电能的装置。在MFC系统中,产电微生物是影响产电性能的核心要素之一。介绍了MFC中产电微生物的最新研究现状,详细讨论了产电微生物的种类、产电机理和产电能力,为产电微生物的富集、驯化、改造和多种菌种优化组合提供思路。