空气流体振荡提升曝气溶氧效率的效果及机制

开发了新型空气流体振荡器用于曝气系统,将进入曝气器的稳定流变为振荡流,以标准氧总传质系数为指标,考察了曝气盘类型、振荡器反馈通道长度、空气流量等因素对曝气溶氧效率的影响,并通过Fluent软件模拟振荡器内部流场,分析振荡原理。结果表明,流体在振荡器内产生稳定附壁现象,控制端对流体的压力作用使其流向产生周期性切换,从而产生流体振荡效果。在振荡器反馈通道长度10.5 cm、空气流量10.0 L/min的条件下,相对于稳定流,三元乙丙橡胶(EPDM)微孔曝气盘振荡流可使标准氧总传质系数提升114.6%。振荡流通过增大气泡密度和减少气泡兼并行为来减小气泡尺寸,振荡流的气泡平均尺寸相较于稳定流降低了42.6%。

高掺量半干法烧结脱硫灰制备轻质墙材的研究

针对半干法烧结脱硫灰因成分复杂且含CaSO3较高,综合利用难度大的问题,本文基于多源固废协同利用思想,在非蒸压养护条件下以半干法烧结脱硫灰和粉煤灰为主要原料制备高附加值的轻质节能墙材,考察了原料配比、粉煤灰细度、初期养护温度、激发剂种类与用量等因素对产品强度性能的影响。结果表明:当粉煤灰、半干法烧结脱硫灰、石灰、水泥熟料间的质量比为40∶40∶5∶15,玻璃纤维、三乙醇胺用量分别为1%和0.06%,经40℃、7 d的初期养护及随后的自然养护,得到密度为803 kg/m^(3),28 d抗压强度可达8.64 MPa的轻质墙材,其主要性能指标均满足《建筑隔墙用保温条板》(GB/T 23450—2009)的要求。该工艺无需对半干法脱硫灰进行预氧化处理,为其简易、高值化利用提供了技术支持。

改性滤料强化过滤处理微污染水

实验室制备涂氧化钛的改性滤料,对微污染水进行强化过滤处理,结果表明:其去除浊度、有机物、藻细胞等污染物的能力要比普通石英砂滤料强:与涂氧化铁的改性滤料相比,二者去除浊度的能力相近,但涂氧化钛的改性滤料去除有机物、藻细胞的能力要强。根据改性滤料的除污机理,滤料去除浊度的能力与其表面电位和其结合有机物的能力有关;而去除有机物、藻细胞的能力主要与其表面晶格金属阳离子价数有关,金属离子价数越高,其结合有机物阴离子基团的摩尔数就多,去除有机物、藻细胞的能力就强。这为新型高效滤料的研制提供了方向。

曝气生物滤池的工作性能与高度的关系

研究了曝气生物滤池工作时水头损失、CODCr、NH+ 4— N、固体悬浮物 (SS)的去除率及 CODCr、NH+ 4—N的负荷与高度的关系。结果表明 :(1)最大 CODCr负荷、SS的主要截获和近 5 0 %的水头损失都出现在碳化柱的 0～ 1m区域 ,最大 NH+ 4— N负荷出现在碳化柱的 1～ 2 m区域 ;(2 )尽管在低负荷条件下 ,污染物的降解仅集中在部分区域 ,但一定的填料高度为曝气生物滤池的高负荷运行和抗冲击负荷提供了条件 ;(3 )根据水头损失的变化规律 ,滤池的下部设置污泥排放阀有利于降低反冲压力、气量和水量。

多孔粒状陶瓷负载水合氧化锆吸磷材料的制备及其性能研究

以工业粉状废物为主要原料制备出粒径为2～4 mm,孔隙率为45.93%,表观密度为1.37 g/cm3,单颗抗压强度为47.73 N的粒状陶瓷滤料,并在其上负载水合氧化锆以制备吸磷材料,考察其吸磷性能和影响因素。通过SEM、XRD和FT-IR对材料进行分析,以研究其吸磷机制。结果表明:滤料负载水合氧化锆后,质量增加了20.48%,比表面积由7.15 m2/g增大到19.35 m2/g,大孔结构为主的孔隙结构变为以介孔结构为主。吸磷主要通过其表面的羟基和磷酸根之间的离子交换实现。在30℃、pH为7时,其对磷酸根有较好的吸附能力,饱和吸附量为10.79 mg/g。其吸附等温线符合Langmiur吸附模型,吸附动力学符合二级吸附动力学模型。吸附后的滤料可在NaOH中再生,经多次"吸附-解吸"后,其吸附容量一直稳定在0.5 mg/g左右。

聚合铝盐混凝剂混凝除藻机理与强化除藻措施

针对微污染水处理中藻细胞的去除,研究聚合氯化铝形态分布对混凝除藻效率的影响。结果表明,混凝剂水解产物中,中等聚合物含量影响混凝过程中藻细胞去除率。中等聚合物含量越大,藻细胞去除率越高;在一定条件下,藻细胞去除率与中等聚合物含量线性相关,混凝出水中残铝含量与单体和低聚物含量线性相关。对聚合氯化铝,中等聚合物含量与碱化度线性相关。适量加聚磷酸根、硅酸根可以提高混凝除藻效率,并能显著降低混凝出水中残铝含量,所阐述的混凝除藻机理可以较好地解释实验现象。

聚合氯化铝铁的形态分布对微污染源水混凝效果的影响

针对微污染源水中浊度、叶绿素a等的强化去除问题,研究了碱化度、铝铁比和加碱方式等对聚合氯化铝铁形态分布的影响,并考察了形态分布与混凝除污效率和混凝沉淀出水中残铝浓度的关系。结果表明:在铁摩尔分数一定时,混凝剂中单体、中等聚合物和无定形凝胶含量与碱化度存在线性相关性,并推导出中等聚合物含量的计算公式;在碱化度一定时,混凝剂中单体、中等聚合物和无定形凝胶含量与铁摩尔分数也存在线性相关性;增加碱化度或降低铁摩尔分数,可以增加中等聚合物含量、降低单体含量,从而影响混凝除污效率和混凝沉淀后出水中残铝浓度。混凝实验结果表明,混凝过程中叶绿素a去除率和浊度去除率均与混凝剂中中等聚合物含量存在线性相关性,但两者相关系数不同。混凝沉淀后出水中残铝浓度与混凝剂中单体含量存在线性相关性。因此,预聚合的无机高分子混凝剂对提高混凝过程中的除浊、除藻效率,降低混凝沉淀后出水中残铝浓度具有重要的意义。

固定化藻膜去除水中氮磷的模拟研究

针对富营养化水体生物修复和污水深度处理氮磷的去除,将细颤藻、水绵、水网藻、栅裂藻固定在纤维填料上,形成固定化藻膜。用固定化藻膜处理模拟富营养化湖水、实际富营养化湖水、城市污水二级出水、低质量浓度生活污水,考察固定化藻膜去除氮磷的效果。实验结果表明,固定化藻膜具有良好的去除磷、氨氮能力,对水中有机物去除也有一定的促进作用。对TP质量浓度小于5.0mg·L-1,NH4+-N质量浓度小于34.0mg·L-1的污染水体,四种藻膜都有良好的去除氮磷能力,其中栅裂藻去除TP、NH4+-N的能力最强。综合除污能力和藻细胞的可固定性,水绵应是最佳的备选藻种。研究结果显示,固定化藻膜具有良好的除污性能,预示了悬浮载体将在水体生物修复、氧化塘污水处理方面具有重要的潜在应用价值。

化学沉积-陶瓷膜微滤去除城市污水二级出水中的磷

针对城市污水深度处理除磷,研制了通量大、强度符合使用要求的无机陶瓷膜。过滤压差为0.08 MPa时,该膜的纯水通量为15.793 m3/(m2.h),使用时该膜易反冲再生。以Ca(OH)2为钙源和pH值调整剂,以聚合氯化铝为混凝剂,在pH值为10,聚合氯化铝剂量为0.10 mmol/L,反应时间为2 h,通过化学沉积-膜过滤工艺深度处理城市污水二级处理的出水,磷含量可从10.00 mg/L降至0.10 mg/L,浊度从1.5 NTU降至0.10 NTU。对城市污水二级处理的出水进行处理时,钙磷沉积的适宜pH值高于10。试验结果显示,陶瓷膜可以降低混凝剂用量、减小出水中的磷含量,沉积-膜过滤工艺是城市污水深度处理除磷的有效技术。

有机固体废物生物法制氢的研究进展

综述了利用有机固体废物生物法制氢的原理和研究现状。城市有机固体废物、农业有机废物、工业有机废物是生物法制氢的主要原料。暗发酵制氢是利用有机废物厌氧消化的产酸阶段而产氢,pH、温度、水力停留时间、氢气分压、原料性质、微量元素含量、产甲烷微生物抑制剂等均影响氢气产率。光发酵制氢是利用光合厌氧细菌将挥发性有机酸转化为氢气和二氧化碳。暗发酵和光发酵制氢时,生物固定化有利于高速连续产氢。在有机废物处理和生物法制氢方面,暗发酵-光发酵、暗发酵-微生物燃料电池的组合工艺是具有前景的技术。今后的研究方向是原料的预处理技术、选育高效产氢菌株、发明高效反应器、优化处理工艺和处理条件等。

滤料表面改性及其在水处理中的应用

滤料表面覆盖金属氧化物、金属氢氧化物和正离子有机基团 ,可以强化滤料表面的吸附作用 ,大大提高滤料对有毒物质、细菌和病毒的去除效率。作用机理是表面静电作用和微孔的吸附作用。

铁盐类混凝剂去除水中藻类生物的研究

通过用自制聚硅硫酸铁、聚硅氯化铁、聚合氯化铁铝等高效混凝剂对武汉三个典型湖水进行了混凝除藻实验,发现聚合氯化铁铝除藻效果最好,其中叶绿素浓度为200～300μg L的湖泊水去除率可达99.8%,加入助凝剂和氧化剂后,去除率明显提高。还对其进行了后续过滤实验。

高通量陶瓷膜研制及其除藻性能的初步研究

针对富营养化水中藻细胞的去除,研制了通量大、强度符合使用要求的无机陶瓷膜。所研制的陶瓷膜具有通量大、过滤精度高、易反冲再生等优点。过滤压差为0.08MPa时,清水通量为15.79m3/(m2·h),对水中微型颗粒物的分离精度为0.06μm,且可反冲再生。对富营养化湖水深度处理实验表明,该陶瓷膜可有效去除"混凝-沉淀-砂滤"工艺出水中残存的藻细胞;对水中CODMn、TP也有一定的去除效果。研究结果为富营养化源水中藻细胞的去除提供了新的技术途径。

粉煤灰基多孔陶粒制备及其生物载体除污效果

以电厂粉煤灰为原料,制备出表观密度为1.20g/cm3、显气孔率为50.13%、比表面积为4.21m2/g和平均孔径为2.31μm的多孔陶粒,并将其作为曝气生物滤池中污水处理的生物载体。通过SEM、XRD分析和重金属浸出分析,发现陶粒为表面粗糙的多孔材料,焙烧后新生矿物为硅酸盐类钙长石,多孔陶粒浸出液中重金属浓度达到国家地表水质量要求。处理生活污水显示,曝气生物滤池去除CODcr、NH4+-N和TN的容积负荷分别为5.11、0.97、0.33kg/(m3·d),其去除率分别达到84.56%、96.01%和31.29%;滤料表面和内部生物量分别为290.29、16.47nmol P/g滤料,其分别占总量的94.63%和5.37%。

阴离子加聚对聚合氯化铝铁混凝除污性能的影响

针对微污染水中藻细胞、浊度物质的去除,研究阴离子加聚对聚合氯化铝铁溶液形态分布和混凝除污性能的影响,并比较了磷酸根、硼酸根、活性硅酸三种阴离子的加聚效果.结果表明,以磷酸根加聚的聚合氯化铝铁混凝效果最好,最佳加聚量为5%～10%;过量加聚阴离子会降低聚合氯化铝铁的混凝效果,原因是降低药剂水解聚合物的正电荷总量,从而抑制了压缩双电层、吸附电中和机制的除污作用,使藻细胞、浊度去除率降低.

刚毛藻—生物膜共生系统修复富营养化湖水的模拟研究

针对富营养化源水中有机物、氮、磷污染物的去除,将着生藻类刚毛藻(Chadophorasle)与生物膜相结合,组成刚毛藻(Chadophorasle)-生物膜共生系统,实现同时去除富营养化源水中各种污染物。用两套系统分别模拟富营养化湖泊湖水透光区和湖水的生物修复过程。结果表明,在自然条件下,刚毛藻(Chadophorasle)-生物膜共生系统可以有效地降低水中的有机物、氨氮、总氮、总磷含量及UV254吸光度和浊度值。生物修复系统在透光区具有良好的抗污染冲击负荷能力,可在短时间内将水质恢复正常。此外,生物修复系统还可降低浮游藻类生物浓度,降低微型藻百分含量,增加浮游藻类生物的多样性。所以,该生物修复系统不仅可改善水的物理化学指标,而且可降低水中浮游藻类生物的浓度,降低微藻的百分含量,促使生物系统向多样化方向演替。这种技术为水源水的保护、富营养化水的生物修复,提供了新的途径。

无机陶瓷膜去除废气中微尘的试验研究

研制多孔微滤陶瓷膜，试验研究了这种微滤陶瓷膜过滤去除废气中微尘的效果。试验结果表明，这种陶瓷膜对气体中微尘具有良好的过滤效率。用-1μm含量为95％，中位径为0．159μm的微尘进行过滤试验，除尘效率迭97．78％～100．00％，除尘效率随过滤风速的增加而降低。过滤时压降与过滤风速之间呈线性关系。过滤后的陶瓷膜可以通过气体反冲再生，反冲气速大于9．00m／s时，膜通量可以完全恢复。

微藻对混凝除藻效率的影响及改善措施

考察了富营养化水体中微型藻对混凝除藻效率的影响,以及控制"混凝-过滤"工艺出水中微藻的措施。微型藻含量增加会降低混凝除藻效率,因此微型藻的存在决定了混凝除藻效率的限度。微型藻大量存在时,预氧化可以改善混凝除藻的效率。增加过滤深度可以显著提高微型藻的去除效率,活性炭深度处理也可以有效地去除水中的微型藻。因此,决定富营养化源水除藻难易程度的主要因素是源水中藻类生物的种群结构,而不是叶绿素值。源水中藻类生物的种群结构决定了水厂除藻工艺的选择。加强水源水保护,生态调控优化源水中藻类生物种群结构是解决水厂除藻问题的根本途径。

磁种和磁处理技术在废水处理中的应用

综述了微细粒磁性颗粒(磁种)在水中对许多污染物具有吸附和絮凝作用,用一些物理和化学方法可使其作用范围扩大。吸附剂与磁种结合,细菌吸附磁性离子等手段可实现加种。磁种作用与磁处理工艺相结合,扩大了磁场处理废水的范围,提高了废水处理的技术经济效益。

铜钼分离新型高效抑制剂的研究

用一种新型抑制剂对江西德兴铜矿的铜粗精矿进行了铜钼分离浮选试验，结果表明，在粗选阶段，药剂用量为２５０～３００ｇ／ｔ时，即可达到现场生产的分离效果。另外。