排硫硫杆菌净化处理沼气中H_2S实验研究

文章以排硫硫杆菌(Tiobacillus thioparus)作为接种菌株,实验了活性炭填料生物滴滤塔对沼气中H_2S的去除性能,研究了进气H_2S浓度、气体停留时间等参数对生物滴滤塔去除沼气中H_2S性能的影响。结果表明,以球状活性炭为填料,采用排硫硫杆菌接种生物滴滤塔处理含H_2S沼气,挂膜速度快,系统运行稳定且脱硫效率高。固定进气H_2S浓度1000 ppm,停留时间大于29 s时,H_2S去除率可以达到95%以上。动力学分析表明,生物降解一级反应动力学方程能够较好地与实验数据吻合,最大H_2S去除负荷为588.02 g·m^-3h^-1。随着实验的进行,填料塔的压力降会因为生物膜的生长和单质硫的积累逐渐增加,严重时导致气体完全堵塞,需要进行鼓泡反冲以除去积累的单质硫。     

圆环流磁流变阀压降性能分析与试验

磁流变阀是一种以磁流变液为工作介质的智能控制器件,其进出口压差可调且响应速度快的特点使其在减振抗震系统中具有广泛的应用前景。设计了一种典型的阻尼间隙为圆环流动式的圆环流磁流变阀,对其工作原理进行了阐述,同时推导了圆环流磁流变阀的压降数学模型。采用有限元法(FEM)和计算流体力学法(CFD)分别对圆环流磁流变阀的电磁场和流场进行了建模仿真,分析了不同电流下磁流变阀压降变化规律,仿真结果表明圆环流磁流变阀的压降随着加载电流的增大而增大,并且逐渐趋于饱和;同时采用FEM方法得到的最大压降为948 k Pa,采用CFD方法得到的最大压降为1 079 k Pa。搭建了圆环流磁流变阀压降性能试验台,对不同电流及不同负载下的磁流变阀压降性能进行了试验分析,并与仿真结果进行了对比,结果表明试验压降变化趋势与两种仿真方法得出的压降变化基本相符,试验测试得到的最大压降为662 k Pa。同时,试验结果表明外加负载对圆环流磁流变阀压降大小变化基本无影响。     

污水厂臭气生物处理技术研究现状与发展趋势

综述了污水厂臭气生物处理技术的研究现状,包括臭气成分、特征、主要来源、生物脱臭机理以及生物脱臭工艺等,着重介绍了生物滴滤塔工艺的特点和影响其净化效果的因素.文中指出,生物滴滤塔工艺具有构造简单、中等投资、运行费用低、去除效率高、压降低、工艺条件易于控制等优点,是处理污水厂臭气的首选工艺.同时,也指出生物滴滤塔处理污水厂臭气存在的问题和发展方向,包括改进和优化工艺条件、改善填料的性能、改良和构建高效复合型除臭微生物等,特别强调应加强对除臭微生物的研究,以加速我国生物滴滤塔除臭工艺的工业化应用步伐.     

微灌石英砂滤层清洁压降计算参数确定与分析

清洁压降是微灌石英砂滤层的重要指标,为了确定石英砂滤层清洁压降经验公式的计算参数,并确定最有效的过滤速度和最有效清洁压降,在对2种石英砂滤层进行清水过滤试验的基础上,利用对Ergun型方程进行无量纲化的方法,确定了石英砂滤层的流态分区。根据多孔介质流体流动特性,给出了经验系数的计算公式,并进行了试验验证。在此基础上,对清洁压降变化规律进行了分析,探讨了最有效的过滤速度和最有效清洁压降计算方法,构建了过滤效果函数,用过滤效果函数计算了最有效过滤速度与最有效阻力压降,得出2种滤层最有效的过滤速度分别为0.018 7 m/s和0.020 7 m/s,相应的最有效清洁压降分别为3 760 Pa和4 202 Pa。     

玻璃球滤料在微灌过滤装置中的应用试验研究

【目的】探索玻璃球滤料在微灌过滤器上的过滤效果。【方法】通过设置不同梯度的初始过滤速度及浑水质量分数,分析了在不同的初始过滤速度和浑水质量分数条件下对过滤出水浊度、过滤出水瞬时流量及玻璃球滤料滤层进出口压降的影响。【结果】在过滤速度为0.015 m/s时,过滤浑水质量分数的提高对其滤后水的浊度影响较大,当过滤速度为0.020、0.025和0.030 m/s时,过滤浑水质量分数的提高对滤后水初始浊度影响较大,对后续过滤出水浊度影响效果不显著。在同一种浑水质量分数条件下,随着初始过滤流速的增大,过滤瞬时流量在一个过滤周期内的减少量依次增大;在同一种初始过滤流速条件下,随着过滤浑水质量分数的增加,过滤瞬时流量在一个过滤周期内的减少量也随之增加。在同一初始过滤流速条件下,滤层进出口压降随着过滤浑水质量分数的增大而增大。【结论】玻璃球滤料对于杂质颗粒的过滤在过滤初期第一阶段以拦截为主,随着过滤的进行浑水的过滤出水浊度、过滤出水瞬时流量、进出口压差趋于稳定,此时过滤进入第二阶段,对于浑水中杂质颗粒的过滤以拦截及填充在滤料之间的杂质颗粒的吸附作用为主。     

静态弯转叶片空气混合器数值模拟与实验验证

为降低混合器压降、提高空气混合效率,确保空气调节机温度测量准确性,设计了静态单层弯转叶片混合器。采用数值模拟方法,对比分析含与不含混合器风量接收箱在相同送风风量、送风温度下空气流动特性,并对含混合器风量接收箱模拟结果进行实验验证。结果表明,送风风量500 m^(3)/h与3000 m^(3)/h(高、低温空气温度分别为303 K、291 K,流量比1∶1)时,含混合器风量接收箱空气混合效率与不含混合器相比提高40%左右。混合效率、压降随送风风量增加而增大。混合效率随高、低温空气流量比变化而改变,压降保持稳定。送风风量3000 m^(3)/h时,高、低温空气流量比1∶1与4∶1时,出口面混合效率分别为66.7%、84.6%,最大压降为349.25 Pa。含混合器风量接收箱模拟结果与实验测量值吻合度高。该混合器压降低、混合效率高,为空气混合器优化设计提供参考。     

生物慢滤技术降解微污染水中蒽的实验研究

采用生物慢滤技术处理含有葱的微污染水.当反应器中浊度、氨氮、COD(Mn)的去除率基本恒定时,认为慢滤反应器已进入动态平衡状态.在反应器进入平衡状态后,分别进行去除蒽的试验研究.实验结果表明,填加活性炭生物慢滤反应器能在更短运行时间内对浊度、氨氮、COD(Mn)等达到稳定的去除效果,但随着运行时间的增加,填加活性炭反应器与石英砂反应器有相近的去除效率;对含有同一浓度葱的原水(1 000 ng/L),形成成熟稳定生物膜的慢滤反应器运行3d后,对蒽有较为稳定的去除率;不同浓度葱原水(100～10 000 ng/L)经过慢滤反应器后,出水蒽含量均降低到100 ng/L以下,葱的去除率在70%以上;慢滤反应器的滤料高度对葱的去除效果有一定的影响,但反应器对蒽的去除主要发生在填料上部30 cm高度内.     

不同负压灌溉条件土壤水分运移规律研究

基于室内模拟实验,研究了不同负压(0、-5、-10、-15、-20 k Pa)灌溉条件下土壤水分的运移规律。研究结果表明:不同负压条件下的负压灌溉湿润体均为近似椭球体,其水分入渗量及湿润锋的运移均与时间呈显著幂函数关系(Y=a X~b),相关系数在0.99以上,入渗速率随负压绝对值增大而减小,-5 k Pa处理的渗水速率为对照的80%,-10 k Pa处理为对照的67%,-15和-20 k Pa处理均为对照的57%。湿润锋水平和垂直运移速度随负压绝对值增大而降低,与对照相比,-5 k Pa处理的垂直湿润锋延迟2 d到达箱底,-10 k Pa处理延迟5 d,-15 k Pa处理延迟8 d,-20k Pa处理延迟12 d。土壤含水量变幅随着控制水势下降而增加,下限土壤含水量减小。     

载铁生物质陶粒除磷性能研究

为实现农村生活污水治理与污泥利用相结合，以广东省北江清淤底泥和湿地植被为原料，添加铁盐制成载铁生物质陶粒(陶粒A)，同时使用非载铁生物质陶粒(陶粒B)、市售黏土质污水处理陶粒(陶粒C)开展生活污水除磷试验研究。试验结果表明：陶粒A具有丰富的蜂窝网状孔隙结构，可为铁离子提供有效载体，同时为磷酸盐的吸附提供了通道和活性点位。等温吸附模型表明陶粒A和陶粒B对总磷的吸附结果较符合Langmuir模型(R²>0.95)，陶粒C对总磷的吸附结果较符合Freundlich模型(R²>0.82)，且陶粒A的理论饱和吸附量Qmax远大于其他两种陶粒，为383.26 mg/kg。动态柱吸附实验显示陶粒A的最大吸附量q₀和半穿透时间τ均大于陶粒B和陶粒C，分别达到7.06 mg/g、458.80 min，使用Thomas模型和Yoon-Nelson模型均能较好地描述陶粒的动态吸附过程(R2>0.86)。     

混合流动式磁流变阀结构设计与压降性能分析

针对目前磁流变阀结构单一且体积大的不足,设计了一种结构紧凑的混合流动式磁流变阀,该磁流变阀阻尼间隙液流通道由单个轴向圆环流动、单个径向圆盘流动和单个中心小孔流动串联组合而成。阐述了混合流动式磁流变阀结构及工作原理;分析了励磁线圈作用下有效阻尼间隙处的磁路分布,同时建立了其压降数学模型。采用有限元法对混合流动式磁流变阀电磁场进行了建模仿真,对阻尼间隙处的磁场强度和剪切屈服应力的分布规律进行了分析;仿真结果表明轴向圆环阻尼间隙厚度为1.0 mm,径向圆盘阻尼间隙厚度为0.5 mm,加载电流为1.2 A时磁流变阀压降最大,为3 342 k Pa。对混合流动式磁流变阀压降性能进行了试验测试,具体分析了加载电流以及径向圆盘阻尼间隙厚度对磁流变阀压降的影响,试验结果表明轴向圆环阻尼间隙厚度为1.0 mm,径向圆盘阻尼间隙厚度为0.5 mm,加载电流为1.2 A时磁流变阀压降最大,为2 650 k Pa,试验结果与仿真结果变化趋势基本一致。     

内充气吹式油菜精量排种器气室流场仿真与试验

针对机械式排种器易发生堵塞造成漏播的问题,设计了一种内充气吹式油菜精量排种器。以ANSYS/CFX为工具建立气室流场仿真模型,以气室有无平衡出气孔为试验因素,对气室内气流场进行了仿真分析。仿真结果表明,有平衡气孔的气室压力波动比无平衡气孔小93 Pa。台架试验表明,无气吹作用、无平衡气孔气室气吹作用和有平衡气孔气室气吹作用3种状态下,漏播指数分别为14.4%、4.4%和2.4%,排种器的合格指数分别为66.8%、78.4%和82.0%,在气吹作用下排种器堵塞漏播问题得到明显改善。     

PEMFC水淹的阳极气体压力降变化特征预警技术

通过观察阳极气体压力降对一个两片的质子交换膜燃料电池堆进行水淹预警的研究发现,其在水淹过程中阳极气体压力降具有"两级台阶"的变化特征。结合流道内水积聚过程的研究成果以及电压的变化特点,可以将水淹过程分为良好期、湿润期、过渡期和水淹期4个阶段。对比实验表明电流和温度对于两级台阶的相对幅度影响不大,气体压力和阳极过量系数对台阶相对幅度有较显著的影响。提高气体压力和增大阳极过量系数可以提高PEMFC抵抗水淹的能力,但增大阳极过量系数则会造成氢气浪费。调整电池堆工作温度是一种有效的水淹自愈手段,通过调整温度可以使PEMFC工作在"微湿未淹"的状态下。阳极脉冲排气或增大阳极气体过量系数则可作为PEMFC严重水淹时的辅助处理措施。     

脱色剂预混油脂脱色工艺研究与应用

油脂脱色是油脂精炼的重要过程,操作中一般是利用脱色塔的负压将活性白土吸入油中,由于白土负压入脱色塔,存在白土排空损失以及白土与油脂混合不匀等问题而导致油品脱色效果控制不好。研究了将脱色剂活性白土和油脂进行先预混再进入脱色塔的油脂脱色工艺,并在棉子油精炼工艺中进行了应用,将活性白土用量由3%降低到2%以内,精炼油色泽稳定控制在Y35R3以内,同时降低油脂炼耗1%,提高企业经济效益。      

强化填料SBR工艺处理高浓度制药废水的研究

采用常规SBR工艺和强化填料SBR工艺对高浓度制药废水进行了对比处理试验，在强化填料sBR工艺中采用活性炭和页岩陶粒两种填料进行对比处理试验。结果表明：强化填料SBR工艺与常规SBR工艺相比，COD去除率可提高近20％，缩短反应时间10h。宜采用非限制曝气的进水，最佳运行工艺为一周期28h，非限制曝气进水1h，反应25h，沉淀、排水和闲置2h。对于不同填料来说，活性炭优于页岩陶粒。     

基于2DVD的非旋转折射式喷头水滴直径分布规律

采用基于三维视频粒子测量原理的视频雨滴谱仪(Two-dimensional video disdrometer,2DVD)对喷灌机中常用的Nelson D3000型喷头在多个工作压力下水滴直径沿射程的分布进行了测量,分析了水滴直径沿射程的变化趋势及水滴速度、水滴角度与水滴直径之间的关系。结果表明:水滴直径与射程符合指数函数关系,在距离喷头相同测点处,水滴直径随工作压力的升高而减小,而射程末端的水滴直径随着压力的升高而增大;水滴速度随水滴直径增加而增大,两者呈对数关系;水滴落地时与地面夹角(简称水滴角度)随水滴直径增加呈减小趋势,水滴直径小于1.0 mm时,50、100、150和200 kPa工作压力下,与地面夹角为90°的水滴个数占总水滴数的比值分别为90.46%、84.46%、89.91%和89.15%,其余水滴与地面夹角在30°~89°之间,水滴直径在1.0~2.25 mm范围内,水滴角度随水滴直径的增加迅速减小,水滴直径大于2.25 mm时减小趋势变缓,4个工作压力下最大直径水滴落地时与地面夹角平均值为45°;工作压力对于水滴直径与速度、水滴直径与角度之间的关系影响较小。     

插装阀阀芯优化与仿真分析

插装阀在静止状态下，由于静摩擦的原因，导致阀芯与阀套出现卡滞现象；在运动状态下，由于压差和阀芯微偏移的原因造成阀芯与阀套发生磨损；为此提出一种新型的带有导流槽的插装阀阀芯。基于缝隙流动和液压卡紧分析，建立插装阀阀芯与阀套间隙的CFD优化仿真模型，通过N-S方程、伯努利方程和卡紧力方程联立得到阀芯与阀套间卡紧力的推导公式。基于CFD仿真模拟分析，比较新型阀芯与原阀芯不同模型间隙的切线应力、压力分布规律，结果表明：在入口压力为12 MPa时，原阀芯的切线应力在12 000 Pa上下波动，大于新型阀芯切线应力4 200 Pa；在入口压力为8 MPa时，原阀芯的切线应力在7 200 Pa上下波动，大于新型阀芯切线应力3 000 Pa；且原阀芯切线应力的波动范围远大于新型阀芯。新型阀芯在阀套间的受力更加平稳，磨损更小。研究结果为插装阀优化以及减少能量损失和改善润滑条件提供理论指导和依据。     

苹果采后加工碰撞损伤影响因素研究

针对苹果在清洗、分级和包装等采后加工过程中损伤率较高的问题,以红富士苹果为试验材料,利用自制的苹果跌落试验台,研究跌落高度、果实质量、碰撞材料对苹果碰撞损伤的影响。通过3因素3水平正交试验,分析试验因素对苹果碰撞损伤体积影响显著性;并通过试验确定苹果在2种碰撞材料下的碰撞损伤临界跌落高度。试验结果表明:影响苹果碰撞损伤体积的因素显著性由高到低依次为跌落高度、碰撞材料、果实质量;3种质量苹果与2种碰撞材料的碰撞损伤临界跌落高度为150 g苹果与普通碳素钢、PE板碰撞损伤临界跌落高度值分别为59.06 mm和70.93 mm;200 g苹果与普通碳素钢、PE板碰撞损伤临界跌落高度值分别为51.70 mm和63.03 mm;250 g苹果与普通碳素钢、PE板碰撞损伤临界跌落高度值分别为41.65 mm和49.88 mm。     

动态水压对坡地喷灌水滴直径分布的影响

【目的】探索坡地上采用动态水压喷灌时水滴直径分布规律。【方法】以雨鸟R5000型喷头为研究对象,应用视频雨滴谱仪对坡地喷灌水滴直径沿程分布进行了测量,分别分析了动态水压和恒压模式下水滴直径沿射程变化、水滴直径频率分布及落地水滴速度、水滴角度与水滴直径之间的关系,并比较2种压力模式下上述关系的异同。【结果】①动态水压和恒压喷灌下水滴直径存在差异,随距喷头的距离增加,二者差异逐渐增大;而随坡度增大,二者差异变小。②在喷头附近和射程末端处小水滴数量占绝大多数。③水滴平均速度与水滴直径呈对数增长,压力模式和坡度对速度与直径之间的关系不显著。④垂直落地的水滴频率大小与距喷头距离关系密切,且垂直落地水滴直径较小,压力模式对角度与直径关系的影响不明显。【结论】在坡地上,分别采用动态水压和恒压喷灌时,二者水滴直径分布规律相似,动态水压不会对坡地喷灌造成更不利影响,可应用于生产实践。     

螺旋管内气液两相流动阻力特性实验

以空气和水为工质,对螺旋管内气液两相流动阻力特性进行了实验研究,得到了不同工况条件下螺旋管内阻力数据,分析了质量流量及干度对管内阻力的影响,采用回归分析法建立了螺旋管内摩擦阻力系数关系式,确立了摩擦阻力与相关物理量的函数关系,在此基础上建立了螺旋管内气液两相流动摩擦阻力的计算公式,并用未参加回归分析的实验数据验证了该阻力计算公式。结果表明,螺旋管内气液两相流摩擦阻力随干度的增加呈线性增加,随质量流量的增加呈指数增加,所建立的管内摩擦阻力计算公式的计算值与实验值吻合得较好。