教材编写如何适应改革开放新形势的探讨——谈《实用环境工程设备设计》一书的编写指导思想

为了增强工科学生今后工作的实际技能,提高我校在人才市场上的竞争能力,化工学院开设了“环境工程设备设计”课程,目前在环境工程系的二个工程专业进行,本课程从1992年提出,历时三年建设,现已有理论课、课程设计、工厂实习等完整的教学环节。在该课程的建设过程中,我们体会到:一本好的教材乃是教学能否收到预期效果的基础。由于国内尚无类似的教材,所以我们在如何编写好本门课教材以适应改革开放的新形势的问题上,只能自己探索,我们编写了《实用环境工程设备设计》一书,并由兵器工业出版社在1993年公开出版。以下从三个方面谈一谈关于《实用环境工程设备设计》的编写指导思想。

无机膜—生物反应器处理啤酒废水及其膜清洗的试验研究

无机膜—生物反应器(IMBR)是90年代兴起的一种废水生化处理的新技术。笔者介绍了无机膜—生物反应器用于啤酒废水的处理研究,采用好氧分置式膜生物反应器,膜组件是无机陶瓷膜,生物反应器是活性污泥曝气池。试验研究结果表明:在HRT为35～5h,COD负荷为354～6255kg/(m3·d)条件下,IMBR对废水的COD、NH3—N、SS、浊度的去除率分别达到96%、99%、90%和100%,膜出水水质好且稳定,明显优于建设部杂用水水质标准CJ251—1989,宜于回用,并且简单讨论了膜的清洗。

膜-生物反应器与普通活性污泥法处理啤酒废水试验

膜 -生物反应器组合工艺由于用膜组件代替传统的二沉池而具有普通活性污泥法无法比拟的优点 ,研究对膜 -生物反应器及普通活性污泥法的COD和NH3-N去除效率、降解动力学、微生物组成。

磁性光催化剂TiO_2/Fe_3O_4的制备和表征

以Fe3O4为磁核,制备了易于分离的磁性光催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FTIR)等手段表征催化剂的表面形貌、晶型组成、化学结构等。结果表明,TiO2包覆在Fe3O4表面,且包覆较为牢固。利用降解斯蒂酚酸考察其光催化性能,制得的催化剂具有较高的光催化活性和较好的可分离性。

膜-生物反应器组合工艺稳定运行特性的研究

对自行研制的无机陶瓷膜 生物反应器的操作条件及稳定运行特性进行了研究 ,结果表明 :操作压力、膜面流速及水温的提高均有利于膜通量的增加。经系统长期稳定运行 50d以上 ,CODCr、NH3 N的平均去除率分别达到96.1 3%和 99.33%以上。

气液膜接触器分离混合气中CO_2过程研究

建立了膜接触器吸收CO2 ,溶液热再生连续循环实验装置 ,评价了疏水性PP(聚丙烯 )微孔膜 ,MDEA(N 甲基二乙醇胺 )溶液及添加活化剂PZ(哌嗪 )的活化MDEA溶液吸收CO2 传质过程。结果表明 :在溶液浓度 2 5mol L ,气速0 5～ 3 0L min,液速 15～ 15 0mL min时 ,总传质系数Kov为 1 0× 10 - 5～ 3 6× 10 - 5m s(MDEA) ,1 6× 10 - 5～ 4 5×10 - 5m s(MDEA +PZ)。采用阻力层无因次关联方程模型预测Kov值 ,计算值和实验值符合较好。基于模型和实验结果 ,将PZ的吸收行为作为溶液的活化作用 ,在计算Kov值时 ,考虑活化作用因素并归结于化学增强因子E中 ,模型能更好地预测实验结果。

一体式膜生物反应器工艺中膜过滤特性研究

膜生物反应器是生物降解与膜分离相互影响、共同作用的过程。膜对活性污泥混合液的分离过程包括两个过程:一是膜对活性污泥等固体颗粒的分离;二是膜对活性污泥混合溶液中大分子有机物的分离。膜过滤的过程不但要克服膜固有的阻力Rm和固体颗粒形成的阻力Rd,而且要克服膜分离过程中分离大分子所形成的凝胶层阻力Rg和边界层阻力Rc。对膜过滤过程模型进行了描述,结合模型考察了压力、泥水混合物的性质、曝气量、抽吸-停抽时间等对膜分离特性及膜污染的影响。此膜过滤过程模型对于实际操作寻找合适的操作条件具有一定的指导意义。

H_2S-空气质子固体电解质燃料电池制备及电性能研究

以H2S作为燃气，采用燃料电池技术脱除H2S，并同时得到电能和其他环境友好共生副产物，这是一种理想的酸性废气资源化手段。而燃料电池电输出性能大小与固体电解质材料有关。采用尿素燃烧法制备Zr掺杂的SiCeO3钙钛矿型质子固体电解质。电解质前驱体粉末经873K煅烧后具有典型的钙钛矿结构。在773-1273K温度范围内，固体电解质Zr掺杂的SrCeO3具有较高的体电导率，其值在10^-2S·cm^-1左右。将Zr掺杂的SrCeO3电解质构成结构为MoS2-SCZY-Ag的单体SOFC，获得了开路电压值为0．70V和最大的电功率密度1．22mW·cm^-2。这将为天然气、化肥等工业产生的H2S废气提供一种可资源化利用途径。

阳极负载型H_2S中温固体氧化物燃料电池电输出性能

以NiO-(CeO2)1-2x(Sm2O3)x固体氧化物燃料电池(solidoxidefuelcell,SOFC)的阳极负载,采用甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备(CeO2)0.8(Sm2O3)0.1固体电解质前驱体粉末并流延成膜。在中温(650～850℃),分别测定了H2S-AirSOFC的电输出性能随H2S流速r(H2S)、运行温度的变化情况。实验结果表明:SOFC的开路电压随r(H2S)的增大而呈指数关系增大。电流密度-电压(电功率密度)曲线显示:SOFC电输出性能随r(H2S)的增大而改善;但当r(H2S)=80mL/min时,在高电流密度区间输出电压出现明显的下降,这是由于流速增大产生的浓差极化和阳极Ni受H2S腐蚀导致的结果。温度对极化曲线影响表明,SOFC电输出性能随温度的升高而改善,但基于(CeO2)0.8(Sm2O3)0.1离子-电子混合导电等原因,单体电池开路电压受温度影响比较复杂。

钛酸纳米管的光催化性能研究

以TiO_2(Degussa P25)和NaOH为原料,采用水热法制备钛酸纳米管。以亚甲基蓝溶液(Methylene Blue,简称MB)为模型污染物,研究水热反应条件对所制钛酸纳米管光催化性能的影响,以及钛酸纳米管加入量、溶液pH值和MB初始浓度等光催化反应条件对钛酸纳米管光催化性能的影响。研究表明:水热反应温度为150℃,反应时间为48 h制得的钛酸纳米管对MB的光催化效率最高;钛酸纳米管的加入量、溶液pH值和MB初始浓度等光催化反应条件对钛酸纳米管的光催化性能有较大影响。