多针-板高压脉冲放电反应器结构优化及降解甲醛的实验研究

为了进一步提高脉冲放电能量注入效率达到有效去除有机污染物的效果,对自制多针-板高压脉冲放电反应器的电极结构配置优化进行了实验研究。通过研究不同针板间距和针针间距对脉冲功率密度的影响来优化了电极结构配置,在此基础上进一步研究了不同电参数和气体参数对脉冲放电能量注入效率和甲醛降解率的影响规律。结果表明：随着针板间距的增大,对应的脉冲功率密度随之减小,脉冲放电最大可注入的脉冲功率密度在针板间距为20 mm时达到极值;当针板间距为20 mm时,随着针针间距的增大,对应的脉冲功率随之增大,脉冲功率密度随之减小,当针针间距增大到20 mm时脉冲功率增幅已经很小,但针针间距在15~20 mm范围内时脉冲功率密度变化很小,兼顾放电稳定性和脉冲功率密度,针针间距为20 mm较优。在优化的反应器结构下进行的甲醛降解实验研究发现：当脉冲峰值电压为17 k V、脉冲重复频率为40 Hz、气体体积流量为0.3 L/min且反向进气时,该实验的甲醛降解效果达到最佳,甲醛降解率和能量注入效率分别为87.1%和3.19 g/（k W·h）。

针-板放电等离子体反应器结构参数对甲基橙脱色反应速率常数的影响

采用针-板放电等离子体反应器处理模拟甲基橙(MO)废水,研究了反应器结构参数对MO脱色反应速率常数的影响。实验得出最佳反应器结构参数:阳极为5根不锈钢针并联,针间距为17 mm,针电极长度为2 mm,电极间距为10 mm,O2流量为0.18 m3/h,阴极丝网目数为20目,在阳极上部设置5层间距为15 mm的不锈钢丝介质阻挡网。反应器在最佳结构参数下可使初始质量浓度为60 mg/L的MO模拟废水迅速脱色,处理12 min时脱色率已达97%;处理30 min时COD去除率达到41%。

板-孔-板式电极反应器处理甲基橙废水

采用新型板-孔-板式电极反应器处理甲基橙废水,研究了反应器参数对甲基橙废水脱色效果的影响。实验结果表明:采用废水从反应器底部流入、流经绝缘板的孔后从反应器上部流出的进液方式,最佳绝缘板孔径为1.0 mm;在初始废水电导率为500 gS/cm、初始甲基橙质量浓度为10 mg/L的条件下,放电处理30 min时,废水脱色率可达98%;废水pH由6.5降至4.9;COD去除率接近50%。

线-板式脉冲流光放电脱硫反应器电场数值计算

在线 板式非热等离子体脱硫反应器脉冲流光放电机理的基础上,采用波方程进行反应器内时变电场分布计算.数值计算运用时域有限差分(FDTD)法,数值模拟结果为以后的反应器流光放电模拟及结构优化提供依据.

混凝/厌氧/兼氧-好氧膜生物反应器组合新工艺处理制革废水

针对制革废水高悬浮物含量、高有机物浓度及高色度的特点,采用混凝/厌氧/兼氧-好氧膜生物反应器组合新工艺对其进行中试处理研究,重点考察混凝预处理的反应条件(p H、投药量等)、生物反应器的启动策略,以及水力停留时间(HRT)、溶解氧(DO)和水温等运行参数对制革废水处理效果的影响。结果表明:当混凝过程中p H为9.0~10.0,聚合氯化铝(PACl)投加量为350~450 mg·L^(-1)时,废水悬浮物浓度(SS)、色度、总铬和化学需氧量(COD)去除率的平均值分别为70.4%,73.9%,97.7%和37.9%;基于阶梯负荷启动策略,50 d左右完成联合厌氧折流板反应器的启动,厌氧环节在HRT为20 h、水温30℃左右的条件下能够去除68.2%左右的COD;通过对兼氧-好氧膜生物反应器中DO分布的研究和HRT的优化,该单元的COD和NH4-N的平均去除率分别达到67.7%和81.3%(HRT=6 h,DO=2.0~3.0 mg·L^(-1))。经过组合工艺的处理,系统出水各项主要指标(COD、NH4-N、SS、色度和总铬等)达到DB 44/26—2001一级排放标准,表明本文提出的新工艺在制革废水处理中具有良好的应用前景。

ABR反应器中COD/SO_4^(2-)值和硫酸盐负荷对SO_4^(2-)去除影响

利用厌氧折流板反应器,分别考察了反应器启动,及不同COD/SO42-比值和硫酸盐负荷对模拟废水中SO42-去除的影响。实验在(32±0.1)℃,pH为6.0~6.5的条件下连续运行。结果表明:ABR经过约90 d的启动驯化阶段后,进水硫酸盐及COD浓度分别为1 500 mg/L和3 000 mg/L,水力停留时间为12 h条件下,硫酸盐去除率达到了92%。固定COD/SO42-比值为2.5时,随着进水SO42-浓度的增加(1 500~3 500 mg/L),SO42-去除率逐渐下降,最低为60%,相反SO42-去除速率随着硫酸盐浓度的增加而增加,最大为7.98 kg(/m3.d);维持恒定的硫酸盐浓度(1 500 mg/L),逐渐缩短水力停留时间以提高反应器中硫酸盐负荷,SO42-去除率呈现先上升后下降的复杂变化趋势,当水力停留时间为6 h时,SO42-去除率达到最大;随着COD/SO42-比值的提高,硫酸盐去除能力增强,且反应体系对硫酸盐负荷的耐受能力也逐渐增强。

喷射式气-液反应器的型式及应用

气体和液体以喷射形式进料 ,是喷射式气液反应器的显著特征 ;喷射式气液反应器是一种多相反应器 ,具有较好的传热、传质和混合特性。

喷嘴-筒式脉冲空气放电中自由基的发射光谱研究

采取发射光谱法测量在大气压下含不饱和水蒸气空气中脉冲放电产生的OH自由基,通过对发射光谱相对变化的分析可得:OH自由基的相对生成量随喷嘴电极直径的变大而减少,随湿度的变大而先增大后减少再增大;OH自由基在放电电场中的分布呈从喷嘴电极中心向左、右和下方逐渐减少的趋势,而向上先增大后减小.

ABR产酸-硫酸盐还原相颗粒污泥富集PHAs产生菌

为探究硫酸盐有机废水厌氧处理合成聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的可行性,利用五隔室厌氧折流板反应器(ABR)以硫酸盐有机废水为底物富集PHAs产生菌合成PHAs,考察不同进水COD/SO_(4)^(2-)比值(12.5、9.3、4.0)对ABR产酸-硫酸盐还原相(第1、第2隔室)颗粒污泥PHAs合成效果的影响,进而探讨该体系中PHAs合成模式。结果表明:随进水COD/SO_(4)^(2-)比值降低,产酸-硫酸盐还原相的COD与SO_(4)^(2-)去除沿程后移,第1隔室呈现丁酸型代谢类型为主,第2隔室由乙酸型转为丁酸型代谢类型为主;颗粒污泥PHAs的高含量隔室由第1隔室后移至第2隔室,其中COD/SO_(4)^(2-)比值为9.3时,产酸-硫酸盐还原相中颗粒污泥PHAs产生菌大量富集、PHAs合成效果最好;在颗粒污泥中PHAs产生菌个体大,PHAs颗粒密集地布满整个菌体细胞;产酸-硫酸盐还原相中存在产酸菌(APB)、脂肪酸型硫酸盐还原菌(FSRB)、乙酸型硫酸盐还原菌(ASRB)生物链式协同代谢模式,并且在菌体内形成大量PHAs。该研究为硫酸盐有机废水的资源化利用提供理论支持。

气流式雾化喷嘴在甲醇制丙烯反应器内的应用研究

为了实现双通道气流式雾化喷嘴在工业化MTP多段激冷固定床内的应用,将其配置于固定床进料分布器组中,在直径12 m反应器第四级床层开展工业适应性研究,分析了不同运行周期内侧线反应物料、反应器床层出入口温度、不同位置处床层温度等变化规律。结果表明:诱导期内,液相物料进料量达1 297 kg/h,气相物料进料量为10 070 m3/h,对应床层入口温度和出口温度分别为460℃和485℃;稳定期内,液相物料进料量降至1 069 kg/h,气相物料进料量增至10 811 m3/h,对应床层入口温度和出口温度分别为459℃和490℃;失活期内,气相物料进料量略微降低,达10 006 m3/h,而液相物料进料量增至1 302 kg/h,此时床层入口和出口温度依次为466℃和490℃,双通道气流式雾化喷嘴较鲁奇公司的喷嘴更易调控反应器床层温度。

丙烯高温氯化反应研究与反应器设计优化

介绍了氯丙烯现有生产工艺,比较了3种主流工艺的主要优缺点和经济技术指标,分析了丙烯高温氯化反应机理与反应动力学,并针对典型反应器进行了CFD模拟,提出了改进方向,设计了全新射流式反应器,并开展了工业应用研究。

气液两相脉冲放电反应器的设计及其对酸性橙Ⅱ的降解效果

为了满足难降解有机物的处理要求,提出了喷嘴-筒式气液两相脉冲放电反应器的设计思想。为降低成本、便于放电现象的观察,圆柱状反应器采用透明有机玻璃加工而成,喷嘴高压电极和圆柱状高压电极为不锈钢材料。对该反应器进行了实验,观察到在液面上形成了较均匀的气、液两相放电。采用酸性橙II制备了模拟染料废水,研究了该反应器对模拟染料废水的降解效果。结果表明喷嘴-筒式气液两相脉冲放电可有效降解模拟染料废水中的酸性橙Ⅱ。随着脉冲峰值电压由-26 kV下降到-36 kV,模拟废水中酸性橙II的降解率提高了10%,对偶氮类染料降解起着重要作用的臭氧(O3)生成量增加了6 mg/L。在脉冲峰值电压为-36 kV,脉冲频率为50 Hz,放电喷嘴电极与液面距离为0,放电30 min时,反应器的能量效率可达到2.05×10-3 mol/J。研究结论为进一步研究多喷嘴-筒式电极形式的高压脉冲放电等离子体体系放电作用提供了依据。

厌氧-好氧工艺处理制药废水的中试研究

将由厌氧折流板反应器(ABR)、移动床生物膜反应器(MBBR)和膜生物反应器(MBR)组合而成的厌氧-好氧工艺用于处理制药废水的中试研究。试验结果表明,当原水SS平均值为1000 mg/L,COD为10 000 mg/L,NH3-N为500mg/L时,出水浊度、COD和NH3-N分别为3 NTU、500 mg/L以及10 mg/L以下,去除率分别为98%、95%和98%以上。

COD/SO_4^(2-)值对厌氧处理高浓度硫酸盐废水的影响

通过试验考察了采用厌氧折流板反应器(ABR)处理高浓度硫酸盐废水时,COD/SO42-值对厌氧消化过程的影响。结果表明:COD/SO42-值可作为ABR反应器运行的重要参数,维持进水COD/SO42-值≥2.5,可保证系统的正常运行;当3.3≤COD/SO42-≤20时,反应器运行状况较好,对COD和SO42-均能保持较高的去除率。

COD/SO_4^(2-)值对硫酸盐有机废水处理效率的影响

以人工配制的含硫酸盐有机废水作为原水,研究不同COD/SO42-值下厌氧折流板反应器(ABR)处理含硫酸盐有机废水去除率。试验结果表明:当COD/SO42->14.8时COD的去除率可达95%,SO42-的去除率在86%～90%之间;当COD/SO42-在14.8～4.0之间时,COD的去除率有所下降但仍能保持在94%以上,SO42-的还原率基本稳定在96%～99%之间;当COD/SO42-在2.4～2.0之间时,COD和SO42-的去除率均由90%下降至85%。各隔室的硫化物随COD/SO42-值的减小呈不断增加的趋势,当各隔室硫化物浓度>100 mg/L时,COD和SO42-的去除率呈明显下降趋势。不同的COD/SO42-值对各隔室VFA浓度影响较小,pH随COD/SO42-值的减小呈逐渐上升趋势。

S_2^-浓度对厌氧生化效率的影响及应对措施

采用复合式厌氧折流板反应器(HABR),在进水COD为3 000 mg/L、水力停留时间12 h的条件下,研究了S2-浓度对厌氧生化效率的影响并探索了减轻硫抑制的方法。结果表明:进水S2-质量浓度低于20 mg/L时,促进厌氧生化,COD去除率由80.23%升高至84.57%;80 mg/L是硫化物抑制弱与强的转折点,120 mg/L是厌氧反应器能否正常运行的转折点,因此工程设计时应进行预处理去除S2-,再进行厌氧或在厌氧反应器中抑制S2-的产生;可以通过提高pH减轻抑制,但以不超过8为宜,向反应器中投加适量的FeCl2也可很好地减轻抑制。

生物膜法处理2,3-二甲基苯胺废水试验研究

采用缺氧折流板生物膜和循环移动载体生物膜反应器处理 2 ,3 -二甲基苯胺废水 ,结果表明 ,缺氧折流板反应器具有厌氧滤池和厌氧折流板反应器的优点 ,当水力停留时间为 10 .5h(缺氧 5 .5h ,好氧 5h)时 ,系统去除率可达 89.7%。

COD/SO_4^(2-)对硫酸盐有机废水厌氧处理颗粒污泥活性的影响

为了考察COD/SO_4^(2-)值对硫酸盐有机废水厌氧处理颗粒污泥活性的影响,文章采用五隔室厌氧折流板反应器(ABR),通过逐步降低COD/SO_4^(2-)值,研究了运行过程中各隔室COD和SO_4^(2-)的去除、挥发性脂肪酸(VFA)和硫化物的分布规律以及颗粒污泥活性变化情况。结果表明:(1)在COD/SO_4^(2-)值由12.5降至4.0的过程中,COD的去除主要由第3隔室承担,SO_4^(2-)的去除由第1隔室后移并波及到第1、2、3隔室,COD和SO_4^(2-)总去除率在90%左右;VFA主要在第1、2隔室产生,在第3隔室急剧下降,而硫化物的产生由第1隔室后移至第2隔室;第3隔室颗粒污泥保持较高的比产甲烷活性(SMA)和辅酶F_(420)含量,其平均值分别为55.23 mL CH4/(gVSS·d)和10.45μmol/L,第3、4隔室的颗粒污泥的脱氢酶活性(DHA)随COD/SO_4^(2-)值变化波动较大,同时出现胞外聚合物(EPS)的积累。(2)当COD/SO_4^(2-)值降至3.0,COD的去除主要由第4隔室承担,总去除率降低至40%,SO_4^(2-)的去除则后移并波及到第1、2、3、4隔室,总去除率最终稳定在90%左右;第3隔室VFA去除不明显,出现VFA积累,硫化物的产生后移至第3隔室;第3隔室颗粒污泥的DHA、SMA、辅酶F_(420)含量均急剧下降,其数值分别为0.278μmol TTC/(g·min)、6.84 mL CH_4/(gVSS·d)和5.71μmol/L,第4、5隔室颗粒污泥的DHA和SMA总体升高,但辅酶F_(420)含量和EPS浓度均降低。

氢氯化反应器的失效分析及改进

由于生产负荷增加，导致四川鸿鹤精细化工有限责任公司氢氯化反应器酸腐蚀失效，介绍了该设备失效形态，分析认为该设备失效原因主要有：原料气特性的改变，气体分布器能力不足，设备本身设计制作质量的欠缺，提出了相应的改进措施。经改进后，设备运行稳定，且能满足生产负荷需求。

电极配置对多针-板脉冲等离子体反应器放电特性的影响

脉冲放电等离子体反应器作为低温等离子体技术处理气态污染物的关键部分,其电极配置很大程度上决定了放电等离子体的形成和放电能量的利用效率,研究反应器在不同电极配置下的放电特性可为改善脉冲能量注入形式和提高放电稳定性提供参考。实验研究了多针-板脉冲等离子体反应器的针板间距和针针间距对伏安特性和单脉冲注入能量的影响。结果表明,针板间距相同时,多针电极结构与单针相比,起晕电压较低、火花击穿电压较高,放电稳定性较好;相同条件下,放电电流随针板间距的增大而减小,而随针针间距的增大总体上呈上升趋势,当针针间距增大到20 mm时,相邻针尖的相互作用已很小,继续增大针针间距,放电电流出现下降趋势;针板间距对火花击穿电压的影响较大,针针间距对其影响较小。当针板间距为20 mm,针针间距为20 mm时,电晕放电具有最大单脉冲注入能量。