水力条件对PRO工艺效能影响及膜污染机理

研究以单宁酸和海藻酸钠为模型污染物,考察了有效渗透压差、汲取液侧操作压力、错流剪切力等水力条件对压力阻尼渗透工艺效能的影响,并利用XDLVO理论分析了膜污染机理.结果表明,相比海藻酸钠,单宁酸主要吸附在膜的多孔支撑层内部,造成的膜污染更为严重.当PRO过滤单宁酸时,较高的有效渗透压差和较大的错流剪切力提高了PRO工艺的水通量和功率密度水平,同时加重了膜污染,但是PRO膜对单宁酸的截留率均在85%以上.汲取液侧施加较高的操作压力,一方面减小了有效渗透压差,降低了水通量水平;另一方面提高了功率密度水平并缓解了膜污染,当操作压力从1bar增至4bar时,初始水通量降至10.5L/m^(2)h,而产能提高了200%.XDLVO计算结果表明,单宁酸的界面自由能更高,更容易相互聚合并粘附在PRO膜上,结合水力条件的影响,其造成的通量损失比海藻酸钠更严重.

水力条件对供水管网微生物影响研究进展

供水管网内微生物异常增殖会降低水质,威胁用户用水安全,因此控制管网微生物是保障饮用水安全的重要措施。管网微生物的生长和去除受到管网水力条件的影响,且在管网不同位置处所受影响程度不同。综述了水力停留时间和流速对管网微生物生长的影响,以及水力冲刷对生物膜的去除作用,发现水力停留时间和流速对微生物量与群落结构有显著影响,水力冲刷对不同条件下形成的管壁生物膜去除效果不同,研究结果可为供水管网微生物控制的研究和应用提供重要参考。

脱氮除磷条件下MBR运行的最佳水力条件优化

以脱氮除磷及膜阻力为考察指标,研究曝气强度、搅拌转速、HRT对MBR运行的影响,利用正交试验优化MBR工艺运行条件.结果表明:由极差法和方差法分析可知,对MBR脱氮除磷影响的因素由大到小顺序依次是:HRT>搅拌转速>曝气强度,其中HRT对脱氮除磷去除效果的影响显著;对MBR膜阻力影响的因素由大到小顺序依次是:搅拌转速>曝气强度>HRT,其中搅拌转速对膜阻力的影响显著.由正交试验得出的MBR脱氮除磷最佳运行条件是:HRT为10 h,搅拌转速为120 r/min,曝气强度为120 L/h;延缓MBR膜污染最佳运行条件是:搅拌转速为120 r/min,曝气强度为120 L/h,HRT为8 h.综合MBR脱氮除磷效果及膜阻力指标、基建费用及运行成本考虑,确定MBR最佳运行水力条件:HRT为8 h,曝气强度为120 L/h,搅拌转速为120 r/min.

水力条件对MBR内颗粒污泥特性及EPS的影响

以MBR工艺运行过程中絮状污泥和颗粒污泥为研究对象(分别标记为反应器A和B),考察在不同水力条件下污泥的特性及EPS含量的变化规律。结果表明:与絮状污泥相比,颗粒污泥对系统水力条件的改变响应更明显。当搅拌强度从40 r/min增加到160 r/min时,颗粒污泥的SVI随水力条件的改变呈先减后增的趋势,当SVI低至48.4 mL/g时,完整性系数呈增加趋势。当转速由40 r/min增加到100 r/min时,颗粒污泥粒径在200~400μm,体积百分比由36%增加到48%,其他粒径占比变化不大。混合液中Zeta电位与蛋白质含量呈负相关,且Zeta电位均随搅拌强度的增大而下降,主要是由系统内蛋白质含量增加导致的。两组反应器内部的EPS组分差异较大,不同搅拌强度下颗粒污泥EPS中蛋白质含量占比均值为67.6%,而絮状污泥仅为39.1%。

复杂水力条件下大落差高流速截流施工技术

安哥拉凯凯水电站是非洲在建最大水电站,被誉为“非洲三峡”工程,总装机容量2172兆瓦。凯凯水电站采用隧洞导流、河床围堰全年挡水的导流方案。针对导流洞设计分流条件差、作业区域受限、合龙段落差大、流速高及闭气难度大等特点,结合截流模型试验结果,在大量前期准备工作及实践经验总结的基础上,通过“U”形裸岩河床高水力学指标下窄戗截流进占合龙的施工方法、窄戗进占龙口水力学改善技术、远距离粘土铺盖施工技术等一系列技术的研究和运用,顺利实现了截流。

重庆饱和紫色土坡面片流与细沟流水力学特性及临界条件试验研究

为比较饱和紫色土坡面片流与细沟流水力学特征并明确其临界水力学特性,进行5个坡度(2°,5°,10°,15°,20°)和3个雨强(30,60,90 mm/h)组合条件下的室内人工模拟降雨试验,在测得坡面片流、细沟流及其转变的临界流速的基础上,计算得到片流、细沟流及其转变的临界水力学参数,包括水深、雷诺数、弗劳德数和达西阻力系数。结果表明:在不同侵蚀阶段,片流流速为0.064~0.151 m/s,细沟流流速为0.175~0.350 m/s,雨强和坡度在不同侵蚀阶段对流速和水深的影响程度存在差异。片流均为层流,<10°坡时,片流为缓流,片流多居缓层流流态;中、大雨强条件下,细沟流均为过渡流,>5°坡时细沟流均为急流,细沟流多为急过渡流流态。片流达西阻力系数与坡度和雨强呈负相关关系,细沟流达西阻力系数与坡度和雨强呈正相关关系。坡面径流由片流转为细沟流的临界流速为0.100~0.165 m/s。流速改变坡面形态,导致细沟侵蚀发生的临界水流流态和水流阻力随坡度和雨强变化的规律不同。研究结果对于认识饱和土壤条件下坡面不同侵蚀阶段径流水力学特性,进一步明确由片流转为细沟流的临界水力条件具有一定参考价值。

水力条件影响下的福山水道富营养化分析

河道整治工程使福山水道水力条件发生变化,采用平面二维水力水质模型MIKE21进行研究,分析了在现状水力条件作用下,丰枯水期和支流引排水不同的工况下,福山水道水域的TP、TN和COD Mn随时间迁移扩散的质量浓度变化及分布情况;在此基础上,计算福山水道的综合营养状态指数(TLI)分布,结果显示支流排水及排水结束后水道内水域呈中—轻富营养状态。由此表明:在福山水道水动力条件弱,水体交换缓慢的状态下,全年中的春秋及初夏,在水道上段的局部水域,容易导致藻类暴发,引起水华现象。此结论为该水道后期管理与治理提供科学依据及决策支撑。

强化混凝对水力条件的要求

混凝过程中混凝剂的水解结合效力和水力条件是决定混凝效果的两个关键因素，其中快速搅拌（扩散和混合）处于核心地位，然而关于强化混凝过程中水力条件影响的报道较少。对配水进行强化混凝条件的选择试验，考察了混凝剂种类和快速搅拌时间及强度等对强化混凝效果的影响。通过测定絮凝指数（FI）、沉后水浊度及DOC等发现：影响有机物去除效率的关键因素是混凝剂的扩散过程和快速混合碰撞过程；200～250r／min（G值为106～145s^-1）的快搅速度和60s左右的快速搅拌时间即可满足强化混凝的要求；絮体在过度搅拌强度下的破碎对有机物的去除率没有显著影响。

植物根系对垂直流人工湿地水力条件的影响

选择旱伞草、芦苇、灯芯草、美人蕉4种不同根系特征的植物，通过控制分蘖数并借助反应器理论研究植物根系对基质水力条件及水质净化的影响。结果表明，植物分蘖数的增加过程可以用Logistic方程描述，无论初始栽种密度是多少，若不加以控制，植物生物量都会扩大到湿地所能容纳的最大密度．植物分蘖与根系发育总体上呈正相关关系．芦苇和灯芯草相关性较好，植株重一根重和分蘖数一根体积的相关系数在0．93～1．00之间。美人蕉和旱伞草的相关性不高，植株重一根重和分蘖数一根体积的相关系数在0．43～0．69之间．植物根系向下穿透基质的时候，一方面可起到一定的疏通作用，使基质孔隙率提高3％～44％；另一方面则会在穿透过程中产生横向的压力，起到使基质断面孔隙大小均一化的作用，使Peelet准数提高6％～90％。没有发现水质净化与分蘖数（地上植株重量）以及根系体积的规律性关系。植物对水质净化的作用不大，可以起到一定的但非决定性的防堵塞效果。

产甲烷改良UASB启动试验及最优水力条件研究

在中温两相厌氧工艺处理玉米酒精废水的基础上,进行产甲烷改良UASB的启动试验和颗粒污泥的培养,考察水力条件对反应器处理效果的影响。试验采用低负荷启动方式,通过增大处理量和提高进水COD浓度逐级提高容积负荷,通过强制内回流控制反应器中水力条件,使产甲烷改良UASB在最佳条件下运行。63 d后反应器中形成的污泥床颗粒化程度高,粒径>0.7 mm的颗粒污泥占82%以上,产气速率和COD去除率分别达到539 L/d和90%,产甲烷改良UASB启动顺利完成;改良UASB作为两相厌氧工艺的产甲烷相可以自行调节其进水pH,启动时pH的人工调节可以在反应器进入颗粒污泥成熟期时停止;反应器的最佳水力条件为:上升流速为0.62 m/h、回流比300%;最优操作条件下产甲烷改良UASB具有良好的抗冲击负荷能力。

水力条件对人工湿地处理效果的影响

在自行建造的人工湿地模型上 ,通过对污水厂初沉出水的实际处理试验 ,详细测定并分析了水力负荷、水力停留时间、水深等对人工湿地中SS ,COD ,NH4+ N ,TP去除效果的影响及其规律 ,探明了各自的净化机理 ,提出了不同运行条件下的最佳运行参数 。

不同水力条件下排水管道生物膜中氮元素分布特性

在壁面剪切力为1.0,1.5,2.0Pa条件下培养排水管道生物膜,利用微电极测试技术对生物膜进行生长过程及成熟生物膜内部DO、NH4+、NO2-、NO3-分布规律进行研究.结果表明:1.0,1.5,2.0Pa条件下培养的生物膜厚度分别为(2.3±0.1),(1.9±0.1),(1.6±0.1)mm;1.0,1.5Pa条件下的生物膜内存在好氧、缺氧环境,在其中发生了硝化和反硝化反应,而2.0Pa条件下的生物膜内只存在好氧环境,只发生了硝化反应.生物膜厚度影响着溶解氧在膜内的分布,继而影响着N在膜内的迁移转化过程.

管材和水力条件对三卤甲烷形成的影响

针对管材和水力条件对氯消毒副产物(Disinfection By-Products,DBPs)产生过程的影响,研究了管材和水力条件对供水管网中典型的消毒副产物——三卤甲烷(Trihalomethanes,THMs)形成的影响情况,其中,管材对THMs生成的影响研究采用静态管段反应器来完成,水力条件对THMs生成的影响研究采用供水管网动态模拟装置来完成.静态试验的研究结果表明:在不同管材中,余氯衰减速率排序为球墨铸铁>PVC>不锈钢,而THMs的生成量排序为:PVC管>球墨铸铁管>不锈钢管.供水管网动态模拟试验结果表明:THMs的生成量与流速成正比,但相对于余氯的衰减速度,THMs的增加并不显著;当停留时间和流速同时对THMs的生成量产生影响时,THMs的变化取决于二者影响程度的大小;管径与THMs的生成量成正比;余氯、管材、流速和停留时间都是THMs形成的重要影响因素.

不同水力条件下悬浮液絮体分形结构的研究

利用计算机MATLAB软件,在高浓度悬浮液混凝试验的基础上对选煤废水混凝过程中不同水力条件(搅拌速度和搅拌时间)下所拍摄的显微镜絮体图片进行处理,计算其分形维数,从而分析研究不同水力条件下所形成的絮体结构与对应的絮体平均沉降速度及处理出水浊度的关系。试验结果表明,在混凝剂加入的初始阶段,当搅拌速度v1为250r/min、搅拌时间t1为10s时,絮体结构最密实且接近球体,分形维数最大(Df=1.961 6),此时絮体沉降速度最快,混凝沉降效果最好,出水浊度可达170NTU。

微污染水混凝最优水力条件研究

以聚合磷硫酸铁为絮凝剂,强化混凝处理模拟微污染水,并引入新的参数——分形维数作为净化控制指标,系统考察了混合速度、混合时间、絮凝速度、絮凝时间、沉淀时间等因素的影响,并通过响应曲面法对水力条件进行优化,得出最佳水力条件为:混合速度为244.32 r/min,混合时间为40.55 s,絮凝速度为61.56r/min,絮凝时间为15.66 min,沉淀时间为32.35 min。在此条件下,絮体分形维数为1.7668,与拟合的二次回归模型预测值基本相符,相应的浊度及COD(Mn)去除率分别为85.34%和62.03%。

坡面细沟侵蚀发生的临界水力条件研究

通过径流冲刷实验，研究了坡面侵蚀方式由面状侵蚀向细沟侵蚀过渡、发展过程中径流的水动力学特征；根据侵蚀量的观测对比，提出了表明细沟开始产生的形态尺度大小，以及细沟侵蚀产生的临界条件。实验结果表明：基于对侵蚀量的贡献程度，当具有明显沟缘的侵蚀沟深度在０８～１０ｃｍ时，侵蚀方式已由面状侵蚀发展为细沟侵蚀，径流的弗罗德数可作为反映细沟侵蚀发生的水动力临界参数，弗罗德数大于１是细沟形成的水动力临界条件。除满足水动力临界条件外，细沟侵蚀发生还要求具有最小径流量。对于一定的土壤，临界径流量的大小主要由坡面倾斜度决定。在实验土条件下，细沟侵蚀发生临界径流量与坡度有关系式：ｑｃ＝０８５７４（ｓｉｎθ）－７／６。

净水生产中水力条件对摇蚊幼虫生长繁殖的影响研究

通过对北方某水厂不同净水生产过程中摇蚊幼虫生长繁殖情况的对比分析和研究,认为净水生产过程中的水力条件是直接影响摇蚊幼虫生长繁殖的关键因素之一,同时有针对性地提出和实施了控制措施,取得了明显的控制效果。

焦港船闸开通闸适航水力条件研究

为提高船舶通过船闸能力,有效制订焦港船闸开通闸运行管理方案,建立整体物理模型试验针对船闸开通闸运行时引航道的水流流速流态和启闭机受力进行定量、定性分析。模型试验研究了不同水力条件下开通闸时水流的规律和启闭机受力情况,为船舶适航情况作出准确判断,改善开通闸的安全状况,可作为南通航道处各口门船闸开通闸运行的参照。

赣南某微污染水源水强化混凝处理的水力条件优化试验

对赣南某微污染水源水进行强化混凝处理的水力条件优化试验。考察了混合搅拌时间、强度,絮凝搅拌时间、强度4个影响因素对混凝处理效果影响,并确定最佳操作参数。结果表明,先以260 r/min混合搅拌2 min,再以80 r/min絮凝搅拌25 min时,去除效果最好,沉淀后的水浊度为0.88 NTU,浊度去除率为98.63%,COD Mn的去除率为49.83%。对水力条件进行动力学研究和分析,表明分子间存在速度梯度G值。

洪水侵蚀沟床形成泥石流的临界水力条件研究

洪水侵蚀沟床形成泥石流是泥石流的主要类型之一,研究其形成机理和形成的临界条件有助于泥石流治理和预警预报。借鉴河流动力学中推移质输沙理论,对已有洪水侵蚀沟床形成泥石流的水槽试验资料分析表明,洪水侵蚀沟床所形成泥石流的体积输沙浓度随沟床固体颗粒物质无量纲切应力的增大而增大,且呈幂函数关系。采用定量标准作为泥石流形成判别条件,则泥石流形成临界条件是体积输沙浓度计算公式的一个特例,此时床面颗粒无量纲切应力为0.655,远大于泥沙颗粒起动无量纲切应力。基于10组水槽试验资料和1组蒋家沟原型观测资料的适用性分析表明,建立的体积输沙浓度计算公式是合理的,能够反映泥石流形成和输移规律,可用于指导泥石流形成临界水力条件的计算。