微型环状反应器CaO催化剂涂层制备生物柴油研究

本研究调查了在微型环状反应器内使用Ca O催化剂涂层制备生物柴油的方法。实验使用厨余废油和甲醇为原料进行酯交换反应,Ca O负载γ-Al_2O_3非均相催化剂涂层以Fe-Cr-Al合金为载体。实验以醇油摩尔比1∶72对120~200℃的微型环状反应器温度范围和停留时间进行了实验。实验结果表明,当停留时间为2 h反应温度为180℃时得到最佳产率20%。

环状液-固光催化反应器内流场模拟

多相光催化反应器中,催化剂颗粒在反应器中分布均匀性是衡量多相光催化反应器重要因素。本文用计算流体力学的方法,选用商用软件CFX对液-固光催化反应器内催化剂颗粒分布进行了模拟计算,并进一步对反应器结构进行优化。

液固二相光催化反应器模型的研究

多相光催化体系的光强分布模型建立较为复杂,特别是当液相中有机质具有一定吸光性时更为困难。在多相光催化体系中引入了修正双通量模型后,利用等当量的概念,将有机污染物对光的吸收作用归化到等作用催化剂的量WCa,解决参数决定的问题,从而计算出液-固多相混浆光催化体系环状光反应器中的光强分布。以甲基橙(MO)作为有机污染代表物,实验确定了光催化降解甲基橙的光强、初始浓度与降解速率之间的本征动力学和反应器的停留时间分布曲线。结合上述三个方面建了环状光反应器模型,实验验证其有较好的相关性,对多相光催化环状反应器的设计和改进提供理论参考。

金属膜过滤工艺保障不同管材供水管网水质生物稳定性的研究

供水管网末梢水水质生物安全问题受到了广泛关注。采用生物膜环状反应器(BAR)模拟实际供水管网,探究了自来水和金属膜滤后水(膜滤水)对5种管材管壁生物膜影响的异同性。结果表明,金属膜过滤工艺对水中浑浊度、溶解性有机碳的平均去除率分别为93.4%、19.0%;5种管材管壁生物膜在生长稳定期的生物量排序为铜<不锈钢≈聚氯乙烯(PVC)≈高密度聚乙烯(HDPE)<球墨铸铁;自来水体系中反应器进出水平均浑浊度分别为1.52、3.44 NTU,而膜滤水体系反应器进出水平均浑浊度分别为0.10、0.42 NTU,且各管材管壁生物膜生长缓慢。这是因为膜滤水体系微生物群落物种丰富度较低,管壁生物膜样品的OTU数减少了39.7%~56.5%,耐氯致病菌(分枝杆菌、甲基杆菌等)相对丰度明显减少。因此,金属膜过滤工艺可有效保障供水管网饮用水水质生物稳定性。

环状管网模拟余氯衰减模型

在环状管网反应器中模拟配水管网余氯衰减模型,考察了初始氯浓度、流速、管径和pH对余氯衰减系数的影响。通过大量的试验数据经拟合比较发现,一级衰减模型可以很好地预测实测值,该模型预测余氯衰减的相关系数>0.95,模拟精确度能够满足实际工程需要。初始氯浓度、管径、pH与衰减系数成反比,流速与衰减系数成正比。在普通铸铁管中,管径越大则衰减系数受流速的影响越小,受pH的影响越大;余氯的衰减主要发生在与管壁的反应中,pH是影响普通铸铁管中余氯衰减的主要因素,适当调节出厂水的pH值是改善管网水质的有效手段。

预氯化对输水管道净水效能影响及恢复研究

为保障原水输水过程中水质安全性,采用生物膜环状反应器(BAR,Biofilms Annular Reactor)考察预氯化对管道生物膜净水效能的影响及其性能恢复过程.结果表明,管道预氯化后,对管道生物膜损伤较大,影响NH4+-N、NO2--N、COD Mn、TP去除效果;出水出现短暂的COD Mn和TP质量浓度上升、NO2--N积累现象,出水NO2--N最大积累量可达7倍.冲击实验后稳定运行阶段,生物膜对NH4+-N去除效能恢复时间较NO2--N快2 d,NH4+-N、NO2--N分别在第8天和第10天完成恢复;稳定运行至第8天,管壁生物膜完成对COD Mn和TP去除效能的恢复.

Cu/ZnO/CeO_2/Al_2O_3四元涂层催化剂甲醇水蒸气重整本征动力学

为建立微槽道反应器上Cu/ZnO/CeO2/A l2O3四元涂层催化剂的本征动力学模型,在微环状反应器中对甲醇水蒸气重整反应进行了研究。结果表明:该反应可以利用甲醇水蒸气转化反应和甲醇分解反应作为独立反应平行进行的模型表示。经过数学变换,利用线性最小二乘法确定了模型参数,并进行了F统计检验,验证了其合理性。所获的动力学模型可为甲醇水蒸气重整微槽道反应器的数学模拟和优化奠定重要基础。

模拟配水管网中管材和余氯对生物膜形成的影响

以环状生物膜挂片反应器(BAR)模拟实际管网,研究了有氯、无氯2种原水情况下,镀锌钢、铸铁、不锈钢、PE、UPVC5种管材上细菌的生长规律.结果表明,单位面积最大细菌数,镀锌钢>铸铁>UPVC>不锈钢>PE;在无氯原水的试验中,达到单位面积最大细菌数所需天数,镀锌钢>(铸铁、不锈钢)>UPVC,PE管上细菌没有较大增加.加氯可控制镀锌钢、PE、UPVC上细菌的生长速度,此外,3种金属管材会发生锈蚀,引起水浊度、色度上升;PE是防止微生物在管壁生长最理想的管材;不锈钢则是值得选择的金属材料.