一种含凹凸棒石的泥膜制备及清洁效果评价

制备一种含凹凸棒石的泥膜,通过细胞毒理学实验对材料和泥膜进行安全风险评估,结果显示细胞存活率均在85%以上;通过XRD、BET和吸油度测定对两种材料进行表征,由于具有丰富的介孔结构,凹凸棒石的比表面积为212 m^(2)/g,是高岭土的24倍;通过人工污垢清除实验和人体功效评价实验评价含凹凸棒石泥膜的清洁功效,其清洁率为95.7%,高于高岭土泥膜的85.5%,且凹凸棒泥膜使用后毛孔数量升高34.46%,毛孔体积升高57.14%,毛孔面积升高34.04%,说明凹凸棒泥膜更有效清除毛孔内污垢。

泥膜共生/臭氧催化氧化工艺在污水处理厂提标改造中的应用

为满足更加严格的污水排放标准,将泥膜共生/臭氧催化氧化工艺在处理水量为2×10^(4) m^(3)/d的东营S污水处理厂提标改造中应用。运行结果表明,新工艺运行后,系统去除有机物和氮素的效率提升。在进水水质、水温等条件基本相同的情况下,生化池反应碳氮比(C/N)由5.74降至4.53,乙酸钠碳源投加量降低58.9%,生化出水化学需氧量(COD_(Cr))、氨氮、总氮质量浓度分别由改造前的52.2、2.2、14.0 mg/L降至42.8、1.2、8.7 mg/L,臭氧催化氧化出水COD_(Cr)均值为20.4 mg/L。改造后泥膜共生系统中,通过扫描电子显微镜(SEM)可观察到密实、连续的生物膜体,检测出Candidatus_competibacte、Nitrospira等优势菌群,有效保证了系统稳定的氮转化和有机物去除效果,生化段溶解性有机物(DOM)去除率由32.4%提高至44.7%,臭氧催化氧化工艺基本将生化出水中残留的对甲酚、甲苯等难降解有机物完全去除。此外,在满足更高排放要求的情况下,提标改造前后水处理药剂成本基本不变。

一种控油清洁泥膜的研制和功效评价

高岭土有较大比表面积,具有良好的吸附性能,较高的离子交换能力等优异的理化特性。膨润土属于2∶1型层状硅酸盐矿物,其在水溶液中高度分散,形成空间网状结构,在配方中作增稠稳定剂。本文以高岭土为配方基质,以膨润土为体系增稠稳定剂,利用正交实验方法优化控油清洁泥膜的配方比例及制作工艺,制得使用感及稳定性良好的清洁泥膜,同时测试验证了其控油有效性。

一种复合酸泥膜的功效评价

选取煅烧后多孔高岭土为主要黏土基质,搭配炉甘石、D-泛醇、羟乙基脲、尿囊素、植物油脂、葡萄酸内酯和乳糖酸,制备了一款具有控油不拔干、祛粉刺、去角质、低刺激的泥膜。采用理化测试、体内外刺激性试验和人体功效测试来分析该泥膜的性能。结果表明,该复合酸泥膜具有控油、去角质、改善皮肤粗糙度、祛粉刺、提亮并且作用于人体皮肤不刺激的效果。该泥膜中的活性物组合以及配方工艺对清洁护肤类产品的开发具有一定的指导意义。

温和清洁泥膜改善油性敏感性皮肤的临床研究

研究一款温和清洁泥膜改善油性敏感性皮肤的临床功效。招募32名油性敏感性皮肤女性受试者,结合无创性仪器检测、专家临床评估、受试者自我评估方法分别研究单次使用泥膜对面部皮脂、卟啉及角质层含水量的作用以及长期使用泥膜对受试者面部粉刺、皮肤纹理、屏障功能的作用。与空白半脸对照相比,受试者面部单次使用泥膜15 min洗去后,皮肤的皮脂含量、卟啉数量显著降低,而角质层含水量显著增加;连续使用泥膜4周后,受试者黑头和白头数量、皮肤粗糙度、鳞屑度、皱纹程度显著降低,但经皮失水量未出现显著性变化。整个实验过程中无皮肤不良反应发生,90%以上受试者认为样品使用对皮肤温和不刺激。该清洁泥膜对油性敏感性皮肤具有良好的清洁、保湿、控油、祛粉刺、去角质等作用,同时配方温和、保湿、长期使用不损伤皮肤屏障,适合敏感性皮肤使用。

矿区生活污水处理过程中多相泥膜耦合生物技术应用

集生物膜法和其它污水处理法于一体的生物膜耦合工艺在矿区生活污水处理中取得广泛应用。为探讨生物膜耦合工艺的应用效果,进行现场试验与分析。结果表明,应用多相泥膜耦合生物技术处理矿区生活污水后,COD、氮污染物、总磷的去除率均较高,出水水质达到地表水Ⅳ类标准,多相泥膜耦合生物技术能够取得良好的污水处理效果。

钱塘江粉土对泥浆和泥膜渗透特性影响

杭州未来规划33条过江通道,多数采用泥水盾构技术,因为泥浆会在开挖面形成阻止地下水的泥膜。在实际工程中,钱塘江粉土会混入泥浆导致泥浆和泥膜的特性发生变化,可能导致工程事故的发生,针对这一现象,系统探讨钱塘江粉土对泥浆性能和泥膜渗透特性的影响,通过滤失试验分析比较16种不同压力下的泥浆试样,获得了泥膜的孔隙比-渗透系数-压力的相互关系参数,并计算了不同压力下不同泥浆形成的泥膜渗透系数。加入钱塘江粉土后,含有PAA-Na(1200)的泥浆粘度增大最明显,增大了1.79倍;而含有CPAM的泥浆所生成的泥膜平均渗透系数增大172倍,含有APAM的泥浆渗透系数缩小为原来1/20。钱塘江粉土的加入可能导致同样压力变化下渗透系数变化更小,为预防相关工程问题提供科学依据与解决方案。

盾构气压开舱条件下的泥膜闭气失效理论研究

近年来,泥水盾构工法在越江跨海隧道中被广泛应用,在泥水盾构施工过程中,带压开舱始终是一个高风险、高难度技术环节。盾构带压开舱能否成功的关键在于泥膜的闭气性能。然而,一直以来泥膜闭气破坏机制、闭气时间及其影响因素从理论上较少探讨。对此,首先考虑了气体对泥膜中孔隙水的驱替作用,建立了泥膜压气从渗流启动-击穿渗透带的多相流模型,提出了泥膜压气渗水量和闭气时间评估方法;然后开展了室内渗透柱泥膜压气破坏试验,验证了所提出理论方法的适用性;最后探讨了气压、地层参数、泥膜厚度、泥浆剪切强度等参数对闭气时间的影响规律,揭示了盾构带压开舱以“泥皮为主、渗透带为辅”的闭气作用。研究成果对泥水盾构带压开舱的安全保障有一定的借鉴意义。

泥水盾构开挖面泥膜渗透特性与压力传递机制

泥膜可以将泥浆压力传递到开挖面土体骨架上,转化为土体有效应力,因此泥膜的渗透特性是保持泥水盾构开挖面稳定的关键因素。采用泥浆渗透试验,研究了开挖面水力梯度、地层土体粒径和泥浆渣土含量等对泥膜形成的影响规律。试验结果显示,水力梯度越小,越不利于泥膜形成。细砂地层有利于泥膜形成,但泥膜和渗透带很薄,易被破坏;中砂和粗砂地层虽不利于泥膜形成,较厚的渗透带却有利于开挖面稳定。泥膜的渗透系数比渗透带的渗透系数低100倍以上,渗透带的渗透系数介于10-7~10-5m/s,而泥膜的渗透系数的小于10-8m/s;泥膜或渗透带的渗透系数越小,地层超静孔压的影响范围越小,孔压下降得越快。当泥浆中掺有渣土时,泥浆的渗透速度高于未掺渣土的泥浆;渗透带的渗透系数随泥浆密度增大而增大,且地层超静孔压下降速率随泥浆密度增大而减小。

越江泥水盾构隧道泥浆改性及泥膜渗透性状试验研究

为指导越江泥水盾构隧道施工过程中的泥浆性质动态调节,以羧甲基纤维素钠(CMC)和粉细砂为主要调控材料,对不同配比泥浆进行密度、黏度、胶体率测试,并基于API滤失试验研究各配比泥浆的滤失性状及泥膜的渗透特性.结果表明:钠基膨润土-粉细砂-CMC泥浆体系具有良好的分散性,泥浆胶体率普遍在98%以上;对于生成泥皮+渗透带型的砂砾地层,虽然通过掺加粉细砂可有效堵塞地层,减小滤失量,但其形成的泥膜渗透系数和滤失量则相对较大;对于需要快速在开挖面形成泥皮型泥膜的地层,增加CMC的掺量可以有效减小泥膜形成时的滤失量,降低泥膜渗透系数;但CMC掺量过大后所成泥膜孔隙比增大,结构疏松,渗透系数反而呈增长趋势.施工过程中可结合实际需求对泥浆性质进行动态调整,以保障泥水盾构掘进和开舱安全.

一款控油祛痘清洁泥膜的制备

以皮傲宁、金缕梅提取液、乳糖酸为主要活性成分,以30%以上的多元醇含量及25%左右的泥含量,制备了一款具有保湿、控油、祛痘功效的滋润型泥膜。采用稳定性实验、消费者评价、人体试验评价和抑菌性实验来分析泥膜的性能。结果表明,该泥膜肤感滋润细腻、稳定性合格、控油和祛痘的效果良好。说明本泥膜中祛痘组合物、配方的基础设计以及工艺具有一定的参考价值。

泥浆性质对泥水盾构开挖面泥膜形成质量影响

泥水盾构以压力泥浆支护开挖面,泥膜的形成对开挖面稳定非常重要,尤其在高渗透性地层,泥浆极易穿透地层直接渗出而不能形成所需的支护压力。以南京长江隧道为背景,详细阐述了泥膜的作用原理及泥膜质量的评价指标,并通过自行设计的成膜装置开展泥浆性质对泥水盾构开挖面泥膜形成质量的影响试验研究。试验结果表明,泥浆颗粒级配及密度相同时,泥浆粘度高,物理稳定性好,则泥膜形成容易,形成泥膜薄、致密,滤水量小。试验结果对泥水盾构施工具有指导意义。

MBBR泥膜复合系统泥膜竞争关系的影响因素

为探究MBBR泥膜复合硝化系统内泥膜竞争关系,通过小试试验研究了水处理过程中常规因素(污泥浓度、DO、温度、C/N)对MBBR泥膜复合系统硝化效果的影响,分析了系统内污泥容积负荷和移动床生物膜反应器(MBBR,Moving-Bed Biofilm Reactor)生物膜容积负荷变化趋势,进而得出泥膜竞争规律.结果表明,MBBR泥膜复合系统容积负荷均大于单一污泥或MBBR生物膜系统的容积负荷.在一定范围内,污泥浓度､DO､温度与MBBR泥膜复合系统容积负荷呈现正相关,且系统内活性污泥在与MBBR生物膜在竞争DO和基质时优势明显,而MBBR生物膜则具有更强的耐低温能力.进水C/N与MBBR泥膜复合系统硝化负荷呈负相关,且活性污泥在应对进水C/N过高时较MBBR生物膜更具优势,MBBR的“镶嵌”则强化了系统SND效果.微生物群落变化显示MBBR泥膜复合系统内的硝化细菌优势菌属为Nitrospira,且悬浮载体生物膜对其富集能力明显高于活性污泥.

泥水盾构泥膜形成时开挖面地层孔压变化规律研究

为保证开挖面的稳定,泥水盾构泥水舱中的泥浆必须在开挖面上形成微透水的泥膜,将部分泥浆压力转化为有效应力,泥浆压力才能平衡地层中的土压力和水压力。目前关于泥膜形成时泥浆压力的转化规律及其影响因素尚不清楚。针对这一问题,在自制的泥浆渗透装置中,以12组不同性质的泥浆开展渗透试验,通过测定泥膜形成过程中地层超静孔隙水应力的变化,并分析影响其分布的因素,明确了泥膜的作用机理。结果表明:随着泥膜的形成,泥浆压力在地层中转化为抵抗地层静水压力的孔压、超静孔隙水应力和抵抗地层土压力的有效应力;超静孔隙水应力在泥膜段迅速降低,在地层深处逐渐趋于稳定;泥浆的密度是影响地层超静孔隙水压力分布规律的主要因素之一,泥浆黏度对其影响较小。这一结果对于泥浆压力的设定和泥浆的配制有重要的指导意义。

泥膜形成与状态划分细观分析及模型试验研究

泥水盾构施工中泥浆在高压作用下侵入土层形成不同状态的泥膜,泥膜的形成机理复杂,但其状态划分依据相对简单。基于离散元程序YADE编制了流体与颗粒相互作用及粒间长程引力作用模型,从粒径比、粒间范德华力、流体初始流速以及泥浆颗粒密度几个方面分析了泥浆侵入土层初始恒速阶段的堆积状态,确定土层最紧密堆积对应的泥膜状态理论下限值。采用静置后的泥浆侵入土层模型试验分析了两组土层粒径的泥膜状态,表明粒径比对泥膜状态的影响与离散元分析结果、泥膜状态划分理论相吻合。初步建立了泥膜形成过程的宏细观联系,弥补了传统过滤理论和离散元法未考虑颗粒侵入土层动态形成泥膜的不足。

砂土地层泥水盾构泥膜形成时间及泥浆压力转化率的试验研究

泥水盾构施工中，维持开挖面稳定的关键是要在开挖面及时形成微渗透的泥膜，才能将泥浆压力转化为有效应力来平衡开挖面的土压力。开挖面处的泥膜是动态泥膜，所以泥膜的形成时间是影响泥膜能否有效支护开挖面稳定的重要因素。利用自行设计的泥膜形成时间测量试验装置，在3种地层中，利用5种泥浆开展泥浆渗透成膜试验，研究泥膜的形成时间及相关规律。研究表明，在泥皮型渗透中泥膜的形成时间一般为10 s左右，泥浆性质及粒径对泥膜的形成时间有重要影响。讨论了国内外部分大型泥水盾构泥膜形成时间，发现泥膜从破坏到形成、再到破坏的时间间隔为5～20 s不等，因此，在实际施工中需要调整泥浆性质，使泥膜形成时间小于泥膜从破坏到再破坏的时间。

泥水盾构泥膜形成二维理论分析

在各种复杂环境下采用泥水盾构法修建隧道工程,需要解决在开挖面上如何及时形成安全有效的泥膜支护问题。采用修正的剑桥模型中正常固结黏土各向等压固结曲线规律,建立泥膜固含率与有效应力之间的关系,结合圆球形颗粒孔隙理想模型的渗透率以及泥膜固含率、渗透率和比阻三者之间的关系,确立新的泥膜形成本构关系模型。将泥膜形成一维模型拓展为二维模型,基于增量分析方法分析泥膜的增长规律,给出泥膜滤失量和厚度分别与位置、时间、重度比和盾构直径等因素的关系。结果表明,修正的剑桥模型能够较好地表征泥膜压缩固结特性;对于高压泥浆,泥浆重度对泥膜增长的影响较小,但对超大直径的盾构其影响不可忽略。

泥水盾构泥膜动态形成机制研究

随着大直径泥水盾构的广泛应用,盾构掘进过程切削成层土的可能性越来越大,常规的静力平衡的方法不能有效地控制开挖面的稳定。从泥膜形成的机制入手,将泥水仓中的泥浆视为由液相和颗粒相组成的两相流,将开挖地层视为多孔介质,利用多相流在多孔介质中的渗流特性提出了泥膜动态形成的过滤模型。此模型将泥膜视为控制体,并认为泥膜形成过程中遵守质量守恒和体积守恒定律,从边界条件上认为单位时间内从单元体内排出水量与土体积的压缩量相等。过滤模型较好地揭示了泥水盾构掘进过程中泥膜的动态形成过程和开挖地层力学性质的动态变化过程,对泥水盾构正面稳定有较为重要的意义。

泥水盾构带压开舱时泥浆配制及泥膜形成实验研究

在水下盾构隧道的建设中难免会出现盾构停机进行开舱检修的情况,带压开舱是目前水下隧道开舱常用的方法之一。然而,如何调整泥浆使其在开挖面上形成泥膜对开挖面稳定更有利,是工程界极为关注的问题。结合南京长江隧道工程在砾砂地层中的带压开舱作业,开展泥浆配制及成膜实验研究。提出先以低密度、低黏度的泥浆形成渗透带,再以较高密度、高黏度的泥浆形成泥皮型泥膜的2步调整的泥浆方案,并在现场带压开舱作业中进行了应用,形成了气密性良好的泥膜,保障了开挖面的稳定,对今后类似的泥水盾构开舱时的泥浆配制有重要参考意义。

泥水盾构带压开舱时泥膜的微观孔隙及渗透性研究

泥膜的良好闭气性是保证泥水盾构带压开舱安全顺利实施的关键之一,要想提高泥膜的闭气性,首先应了解泥膜在带压开舱过程中的孔隙结构及渗透性变化。以南京纬三路过江通道在江底砂卵石地层中进行带压开舱为背景,在自制的试验装置中进行泥浆成膜和泥膜闭气试验,然后观测泥膜的孔隙结构和孔径变化,最后分析泥膜渗透系数的变化。研究结果表明:试验泥浆在0.2 MPa气压作用下6 h,在试验地层表面形成的泥膜厚度约为5.0 mm、孔隙率约为67%,在闭气过程中泥膜会发生压缩,且第一次单位压力引起的压缩量最大;随着闭气压力的增大,大孔隙组被优先压缩;泥膜基本单元体为骨架状结构,孔隙主要是粒间孔隙与架空孔隙,孔隙分布不连续、连通性差;孔径分布范围较广,其中在0.1~3.0μm的孔隙组占有绝对优势;本次试验中压缩后泥膜的渗透系数在10-9 cm/s量级。研究结果有助于明确泥膜在闭气过程中的变化,对后续提高泥膜闭气性的研究有重要的参考意义。