卧式紧凑型旋流气浮装置旋流筒结构优化数值模拟研究

由于油田开发采出液含水率上升和海上平台空间的限制,亟需紧凑型污水处理设备用于对海上油田含油污水处理。对此设计了卧式紧凑型旋流气浮装置,通过Fluent数值模拟方法对该装置旋流筒区域的流场分布及油水分离性能开展了系统研究,探究了旋流筒结构、入口管径、含油污水入口速度和入口含油率等因素对油水分离效果的影响。结果表明,在入口管径为20 mm,含油污水入口速度为2 m/s时,采用导流叶片的旋流筒结构能获得较好的流场分布;含油污水入口速度越大切向速度衰减越严重;旋流筒在高度为100~300 mm时切向速度衰减较大,在高度为300~650 mm内衰减较小;相同含油污水入口速度下,增大入口管径能使旋流筒内油相体积分数增大;增大含油污水入口速度反而会导致旋流筒内油相体积分数减小;旋流筒内油相体积分数呈“U”型分布,且随入口含油率增大而增大,与入口含油率成正比。

基于TRIZ与DFSS的污泥烘干机专利规避创新设计

为解决传统专利规避设计缺乏合理的挖掘与解决问题的过程,其设计方案可能存在潜在失效模式的问题。结合TRIZ与六西格玛设计提出一种新的专利规避创新设计方法,并将其应用到污泥烘干机的专利规避创新设计当中。挖掘并分析目标专利,识别需求,进而确定规避方向,进行改进创新设计并做优化。成功对现有污泥烘干机专利进行了规避创新设计,使创新之后的污泥烘干机具有烘干效率高、节能环保、有效防粘壁、实现自动上料的优点。验证了所提出方法的可行性,为企业产品的专利规避设计提供了参考。

精准加药系统在土工管袋固化清淤泥浆工程中的应用

为提高土工管袋固化清淤泥浆工艺的可靠性,开发了泥浆固化精准加药系统,并应用于江苏省G湖清淤工程。结果表明,泥浆浓度为10%~15%时,最佳的PAC/干泥量之比为0.2%,PAM/干泥量之比为0.6‰。精准加药系统实时检测泥浆流量和浓度,计算出所需的加药量,指令加药计量泵准确投加所需的加药量,实际的加药量与计算加药量的误差在±5%左右。出水浑浊度、总氮、总磷、氨氮、高锰酸盐指数平均值分别为26.8 NTU、6.29 mg/L、0.19 mg/L、1.02 mg/L、5.04 mg/L;土工管袋内固化泥浆含水率迅速下降到70%,2周后下降到60%,5周后下降到50%。

有机废物水热转化设备与技术研究进展

热驱动的水热转化技术是一种典型的热化学反应工程技术。该技术可在治理有机废物的同时回收有价资源,是实现双碳目标的重要途经。本文以有机废物为对象,首先梳理了水热技术的整体发展脉络,介绍了水热转化技术在有机废物转化中的典型类别和特征,并阐述了亚临界水和超临界水的性质;随后回顾了水热转换设备的发展,强调了工程应用中的典型水热转化设备并分析了设备研发中需注意的潜在问题;分析了水热转化技术在有机废物治理和资源回收上的典型案例。最后对有机废物水热转化现存挑战作出分析,指出实际环境中复杂水质引发的设备腐蚀、特定产物所需高效催化剂的研制、过程污染物的产生和难以协调的技术经济可行性仍是该技术的制约条件。本文旨在为有机废物水热转化工程实践提供理论和技术参考。

生物慢滤系统处理微污染水体的试验研究:两种滤料的对比

滤料的特性是决定生物慢滤系统对各类污染物去除效果的主要因素之一,然而国内外在不同滤料的生物慢滤系统净化效能比较和微生物机制方面的研究十分有限。本研究选用石英砂和活性炭作为生物慢滤系统的滤料,比较了它们在污染物去除和微生物群落方面的异同,并在滤料堵塞时开展了反冲洗实验。结果表明,两柱均需要26 d完成挂膜。挂膜完成后,活性炭柱对浊度、CODMn和氨氮的去除率分别为92.18%、65.53%和99.37%,而石英砂柱的去除率分别为91.89%、42.91%和98.87%,活性炭柱的去除率优于石英砂柱。在挂膜期间,石英砂柱和活性炭柱都出现了亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的积累现象。石英砂柱主要的优势菌群为A0839和Rhodobacter,而活性炭柱主要的优势菌群为Ramlibacter、Pseudomonas和Leptospirillum,从微生物群落的角度解释了活性炭柱对有机物和总氮的去除效果优于石英砂柱。活性炭滤料的穿透深度大于石英砂滤料,石英砂柱的滤料主要是前40 cm发生堵塞,而活性炭柱的滤料是前60 cm发生堵塞。在滤料膨胀系数为30%时,石英砂柱和活性炭柱的反冲洗强度分别为6.83 L·m^(-2)·s^(-1)、3.16 L·m^(-2)·s^(-1),活性炭柱的反冲洗水量比石英砂柱少了53.7%。本研究为农村地区慢滤系统滤料的选择提供了技术依据,为滤料的堵塞问题提供了经济可行的解决方案,为该技术在农村供水技术中的应用提供了技术支持。

好氧颗粒污泥处理长链二元酸发酵废水性能及微生物特征研究

采用序批式好氧颗粒污泥反应器处理长链二元酸废水,研究结果表明采用逐步降低废水稀释比的运行方式,40 d可完成反应器启动。成熟颗粒污泥的粒径大、稳定性高,颗粒完整性系数和粒径>0.9 mm的污泥比重分别达99.68%和75.5%。颗粒污泥具有丰富的有机物降解菌毛单胞菌属和氧化硫奥托氏菌属,以及具有分泌EPS的除磷菌,可实现95.1%的COD和69.9%的总磷去除。该工艺在去除长链二元酸废水有机污染物和总磷方面具有优势,有良好的应用前景。

实验室废水超声与生化协同智控处理系统

针对实验室废水处理中存在的处理流程单一固定、耗时长、大分子有机物难以处理的问题,设计一种集储水、废水处理、加药调节、废气处理及智能控制于一体的实验室废水处理系统。依托传感检测技术,按照化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)和pH值大小将废水分为4种状态,在此基础上,智能选择由不同工艺模块组合而成的处理流程,提高废水处理效率。为了进一步缩短废水处理时间,对大分子、难降解有机物采用超声与生化协同处理方案。试验表明,与单一生化处理相比,超声与生化协同处理时废水中难降解有机物去除率可提高18.84%,COD去除率为87.67%,达到城镇下水道水质标准的要求。研究结果初步检验了实验室废水智控处理系统的有效性,为实验室实现无废排放提供了有益的尝试。

新型电化学水处理装置及重要参数

近年来,电化学水处理设备因其环境相容性及多功能性而受到极大的关注。针对现有电化学设备的不足,设计了一款除垢刮刀外置的新型电化学水处理设备。该设备因除垢刮刀外置而不占用电解室内部过多空间,新颖的滚筒型设计能够同步完成吸垢、脱水工作,在保证电解反应进行的同时减少水资源的浪费。为了验证不同参数下水处理的效果,仿照该设备阴阳极电解区的原型搭建了一款小型电解槽实验平台,完成了硬度测试与COD去除效果的单流通与循环流实验。通过综合对比发现:当电流密度为10.88 mA/cm^(2),循环水流量为10 L/h,电极板间距为5 mm时,水处理效果最佳,此时循环水的硬度去除率达到19.6%~24.46%,单位面积、单位时间结垢量为13.7 g/(h·m^(2)),单位水垢重量能耗低至0.16 kWh/g,COD的浓度由起初的106 mg/L降至18.8 mg/L,总去除率高达82.26%。总体来说,该电化学系统有着较好的除垢及降解有机物的效果,能够为未来电化学设备的研发或电化学理论的深入研究提供一定的借鉴与参考。

基于PLC的滤站自动控制系统设计

针对滤站的污水处理流程,设计基于可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的滤站自动控制系统,并详细阐述该系统的硬件设计、软件设计。通过应用自动控制系统,滤站能够自动完成污水处理流程,缩短人工时间,提高工作效率。

如何处理电渗析器的常见故障?

电渗析器在实际运行中常见的故障原因及其处理方法总结为以下6方面。1)电渗析器的水压高、出水量低或水流不畅。故障的原因可能是:①开车前管路未冲洗干净,致使杂质堵塞水流通道。②在组装时,隔板和膜的进出水孔未对准,或是部分隔板框网收缩变形,或是隔板框和隔网厚度配合不适当。③级段间的水流倒向时,进出水孔错位。

静态螺旋切割优化A^(2)/O曝气工艺处理生活污水的研究

A^(2)/O是一种常见的生活污水处理工艺,其好氧段的曝气方式通常采用传统的底部曝气,溶氧效率较低。为了实现对污水高质高效的处理,基于气-液传质强化和流体力学理论,自主开发了一种无动力驱动静态螺旋切割器,可将气-液混合溶液中的大气泡切割细化成微纳米量级的小气泡,可在较短的时间内提高溶氧,且控制气体流量即可实现对溶氧量的调节。对无曝气、传统底部曝气采用静态螺旋切割进行对比实验,结果表明:与传统底部曝气工艺相比,静态螺旋切割对固体悬浮物(SS)的去除率提高了12.3%,对COD的去除率提高了5.6%,对氨氮(NH_(3)-N)和总磷(TP)的去除率分别提高了约8.1%和8.5%,饱和态溶氧(DO)浓度提高了48.2%。静态螺旋切割器具有结构简单和经济性好的优势,因此对于优化污水处理曝气具有较好的应用前景。

煤化工废水零排放装置蒸发器长周期运行的探究

为解决某煤化工废水零排放装置蒸发器结垢、不能长周期稳定运行的问题,通过分析来水水质、对比同行业类似蒸发器设计和运行数据,提出改进措施,将两级弱酸阳床改造为弱酸树脂与螯合树脂相结合的离子交换工艺,在反渗透浓水侧增加电除硅除硬设备,拆除蒸发器循环泵出口阀和过滤筛桶,提高进水水温、降低二次蒸汽温度等,最终使蒸发器运行周期由70 d延长到120 d左右,为该化工企业的安全稳定生产提供了保障。

亲水性超级交联肉桂酸的合成及其对印染废水的吸附研究

为了获得亲水性的超交联聚合物印染废水吸附剂,并探究其吸附效果,在80℃下,通过傅克烷基化反应,将含有羧基的肉桂酸单体连接成为亲水性超级交联多孔吸附剂,考察了超级交联肉桂酸吸附剂对亚甲基蓝的吸附性能,探究了其吸附规律。结果显示,在室温下(23℃),当pH值为5.8时,超级交联肉桂酸多孔吸附剂对175 mg/L亚甲基蓝溶液的吸附容量为347.78 mg/g。当吸附剂投加量为0.02 g且在pH值为10时吸附容量达到较高水平的840.55 mg/g。吸附动力学和等温线研究结果表明吸附过程更符合准二阶动力学和Langmuir方程。超级交联肉桂酸具有高吸附容量及良好的亲水性,是一种优异的印染废水吸附剂。

基于六偏磷酸钠-Fe^(2+)的铁盐脱氮反应器运行性能及微生物学特征研究

以实验室高效反硝化反应器中的反硝化污泥作为接种污泥,启动自养型六偏磷酸钠-Fe^(2+)脱氮反应器,试验采用模拟废水通过88 d的不间断运行,研究了铁盐脱氮工艺的脱氮效能及其微生物学特性。结果表明,当反应器硝态氮容积负荷为0.42 kg/(m^(3)·d)时,最高稳定氮去除负荷为0.41 kg/(m^(3)·d);当Fe^(2+)容积负荷为4.92 kg/(m^(3)·d)时,最大铁去除负荷为2.77 kg/(m^(3)·d)。反应器稳定运行时硝态氮、Fe^(2+)的去除率分别达94.6%、52.6%,最佳效能可维持28 d。反应器运行到第82天时,颗粒污泥由黄色变为灰褐色,颗粒解体,污泥比活性逐渐升高,比反硝化活性由0.71 mg[N]/(g[VSS]·h)升高到2.3 mg[N]/(g[VSS]·h),同比上升224%;比铁氧化活性由7.3 mg[Fe]/(g[VSS]·h)升高到15 mg[Fe]/(g[VSS]·h),同比上升105%。六偏磷酸钠-Fe^(2+)脱氮作为一种新型自养反硝化技术,不仅增强了活细菌的生物活性和反硝化活性,还延长了铁盐脱氮污泥反硝化的高效期。

低压渐进式电催化破乳装置预处理含聚废水试验研究

针对含聚采油废水油含量高且破乳难等处理难题,研究设计了一种低压渐进式电催化联合破乳剂处理工艺,该渐进式电催化装置分为上中下3区,其中电极高度分别为5、5、15 cm,极板间距分别为0.4、1、2 cm,可以有效避免反应器内电场分布不均匀问题。通过正交试验确定最优运行条件为:电流20 A,电解时间2 h,破乳剂投加量400 mg/L。最优运行条件下处理后的含聚废水出水ρ(油)≤1000 mg/L,且可以连续稳定运行,比单独使用破乳剂可降低处理成本24.64%,该工艺可以有效降低破乳剂的加药量。

藻菌膜生物反应器处理抗生素废水效能及其膜污染研究

为探究藻菌膜生物反应器处理抗生素废水的效能及膜污染状况,构建了藻菌膜生物反应器(R_(1))和传统膜生物反应器(R_(2))用于处理磺胺甲恶唑(SMX)抗生素废水。结果表明,相比于R_(2)反应器,R_(1)反应器对COD、NH_(4)^(+)-N、PO_(4)^(3-)-P和SMX的平均去除率分别提高了0.48%、10.45%、42.16%、38.81%,藻菌膜生物反应器的处理效能明显优于传统膜生物反应器。通过对跨膜压差(TMP)、胞外聚合物(EPS)等的分析发现,R_(1)反应器的清洗周期更短,EPS含量比R2反应器增加52.77%,说明藻菌膜生物反应器的膜通透性降低,膜污染状况加重。

浙江省农村生活污水一体化处理设备主流工艺差异化分析与研究

通过对浙江省部分农村地区农村生活污水一体化处理设备应用情况的调研,总结出目前主流的4类处理工艺,即传统活性污泥法、生物接触氧化法、曝气生物滤池、膜生物反应器。分别对上述4类工艺的4台典型设备进行调试培菌、处理效能、运维管理等方面的研究分析,并综合对比其设备性能、技术参数、经济效益等方面的差异化。

污水处理中反渗透水处理设备的应用

随着工业的发展,工业污水和废水成为水污染治理的重要部分。随着时间的推移,污水和废水的排放量将会越来越大,要降低污水和废水对环境的污染,必须认真研究反渗透水处理设备在污水处理过程中的应用。简介反渗透水处理设备,提出一些反渗透水处理设备的应用原则,探讨污水处理过程中反渗透水处理设备的应用措施。

立式污泥高压压滤机设计分析

叠螺式和带式污泥脱水机处理完的污泥含水量仍高达80%,后续处理成本高,污染环境。本文设计了一种立式高压压滤装备,污泥饼最大压滤力可达1.2MPa,处理后污泥含水量50%~60%。该装备单框处理能力2~3t污泥,单日设计污泥处理能力20t,试验表明,该装置结构形式和强度等能满足生产需求,单套设备适合污泥日处理量20 t以下的污水处理厂。

某污水处理厂光伏发电系统项目设计与效益分析

在“双碳”目标下,长期依赖传统能源的高能耗污水处理行业亟待转型,而光伏发电依靠独特优势,成为污水处理厂绿色可持续发展的破局技术。结合某污水处理厂项目实例,介绍光伏发电系统设计方案,对该光伏发电系统的发电量、节能减排效果和收益进行分析,提出光伏发电系统可以带来明显的经济效益、环境效益和社会效益。