短程硝化反应器过程动力学特性研究

    采用脉冲刺激响应技术对内循环颗粒污泥床短程硝化反应器进行了示踪试验,结果表明反应器循环区的串联级数N为1.02,流态接近全混流反应器(CSTR),反应器沉淀区的分散数D/uL为0.00148,流态接近平推流反应器(PFR),整个反应器的流动模型可以表示为全混流反应器和平推流反应器的串联组合.对内循环颗粒污泥床短程硝化反应器曝气过程中的氨逃逸进行了分析,建立了氨逃逸的动力学模型,测得稳态运行时氨逃逸系数KNH3为0.692 L·h-1.通过物料平衡,建立了内循环颗粒污泥床短程硝化反应器的过程动力学模型,测得稳态运行时的模型参数:氨氮最大比去除速率vmax=8.13mg NH4+-N.(g MLSS)-1·h-1、饱和常数Ks=1.73 mg NH4+-N·L-1,动力学模型的计算值与试验值吻合良好,两者的平均相对误差为12.8%.     

螺旋对称流厌氧反应器流场特性研究

反应器的流场特性与反应器的高效运行密切相关。本文通过示踪试验,对螺旋对称流厌氧反应器的混合模型、方程回归及反应器效率进行了研究。结果表明,分散集气管通畅以及分散集气管堵塞低负荷工况下反应器流态趋于平推流;分散集气管堵塞时的中、高和超高负荷工况下趋于全混流。串联釜数N与容积水力负荷L和容积产气速率G的关系式为:N=-0.312L+0.020G+4.322(分散集气管通畅)与N=-0.027L-0.041G+3.942(分散集气管堵塞)。反应器效率受运行负荷与串联釜数影响。     

城市排水泵站前池压水板的整流效果

城市排水泵站受地形和面积限制,并易形成漩涡、回流等不良流态.采用物理模型试验和数值模拟相结合的方法,对某城市排水泵站前池水流进行模拟,探讨了前池压水板整流措施对改善前池流态的影响,明确了合理的压水板布置参数.     

不同形式大棚内部气流流态的比较

运用三维不可压缩流体的RNG k-ε紊流模型,分别对拱型、屋脊型和斜顶型大棚内部气流场进行精细的数值模拟。结果表明：3种大棚在进气口附近都存在着多个回流区．流动呈现高度的三维特性,流态较为复杂,而在远离进口的大部分区域,流动趋于均匀。大棚进口两侧的回流区范围较大,其具体范围因大棚形式的不同而有明显的变化,大棚形式对其内部气流流态有显著的影响。     

丁坝长度对回流长度影响的数值模拟研究

为了改善丁坝后因回流导致的流态恶化、泥沙淤积等问题,进一步研究丁坝长度对回流区长度的影响。运用计算流体力学(CFD)方法,对宽浅河道中非淹没丁坝的流场进行二维数值模拟研究,并与试验值进行对比。结果表明:RNG k-ε模型能够较好地模拟丁坝下游的回流尺度,能够较好地描述丁坝下游实际回流的产生、扩散及消失过程。说明在宽浅河道中,丁坝长度对回流长度显著影响,丁坝越长,回流边线越长越宽;河宽束窄系数随丁坝相对长度增加而增大,两者呈线性关系。     

城市排水泵站前池导流墩整流措施的数值模拟

城市排水泵站前池扩散角过大会在前池中形成边侧回流,影响水泵进流条件,增设导流墩整流措施可以显著改善泵站前池平面水流流态,应用标准k-ε湍流模型建立三维前池计算模型,并用SIMPLEC算法求解.选取不同的导流墩参数对泵站前池进行数值模拟,分析导流墩对泵站前池水流流态的影响因素,明确了优化导流墩布置的相关参数.     

臭氧流化床反应器的模拟与优化

臭氧流化床反应器是一种结构简单、制造成本低、维护操作方便和运行能耗低的多相流反应器.为找到臭氧流化床反应器在水处理中能更好发挥其优势的参数,首先基于物理模型试验和计算流体动力学搭建了气流内循环式反应器的研究模型,并将试验数据与数值模拟结果进行对比,结果发现数值模拟很好地给出了臭氧流化床的内部流体流态特征.再基于数值模拟,对该臭氧流化床内部流场进行数值模拟分析,并进一步研究高径比、底部斜板角度、臭氧输入速度等参数的影响,结果发现在高径比3、底部斜板角度为45°、臭氧输入速度为0.05 m/s时,臭氧流化床模型最能体现出其优秀的水处理能力和高效的经济效益,使污水处理技术更加高效和环保.通过创建模型并进行数值模拟分析这种方法能够较准确地找到使臭氧流化床反应器发挥出其较好的处理能力的参数.     

运用Cl^-示踪研究回灌渗滤液的运移特性

通过模拟垃圾柱进行Cl-示踪试验,比较研究回灌渗滤液的运移特性和垃圾密度、厚度对其运移的影响。结果表明,渗滤液回灌后,分别以通道流和基质流2种流态运移,且在运移过程中不断与填埋垃圾中固有水分进行混合和交换,回灌渗滤液的流出是一个较长的过程;填埋垃圾压实密度和厚度越小,通道流作用越显著,示踪溶液和填埋垃圾中固有水分间的交换和混合作用越不明显。在实施渗滤液回灌的生物反应器填埋场中,应保证填埋垃圾的压实密度和厚度。     

固体碳源填充床反应器反硝化性能的研究

为了优化固体碳源填充床反应器的运行条件,以PLA/PHBV颗粒为碳源和生物膜载体,研究了水力负荷与硝态氮负荷对反应器反硝化性能的影响,并用扫描电镜观察碳源表面生物膜的形态。结果表明,在进水硝态氮浓度为100mg·L-1,水力负荷为1.71～8.39m3·m-2·d-1时,反硝化速率呈现先增加后降低的趋势,最大值为40.53mg·L-1·h-1;随着水力负荷的提高,出水硝态氮浓度逐渐增加,而COD浓度逐渐降低;维持水力负荷在3.54m3·m-2·d-1以下,可保证反应器的出水满足我国饮用水标准对硝态氮与亚硝态氮浓度的要求;维持水力负荷为5.30m3·m-2·d-1,反应器的反硝化速率与进水硝态氮负荷线性相关(R2=0.937),而硝态氮负荷对出水的COD浓度未发生明显影响;维持进水硝态氮负荷不高于0.16kg·m-2·d-1,可保证反应器出水的硝态氮与亚硝态氮浓度满足国家标准。通过扫描电镜照片可以看出,PLA/PHBV颗粒表面的生物膜以球菌和杆菌为主,成簇定植在碳源颗粒表面。     

脱氮型生物反应器填埋场中生活垃圾的稳定化研究

    研究了填埋垃圾上层间歇曝气充氧或渗滤液回流前经好氧、硝化反应器处理的生物反应器填埋场系统中渗滤液的脱氮效果及其填埋垃圾的稳定化过程.结果表明,填埋垃圾上层间歇曝气充氧的生物反应器填埋场系统渗滤液NH4+-N浓度的衰减速度虽然比渗滤液回流前经好氧、硝化反应器处理的生物反应器填埋场系统慢,但其理论能耗可比后者节省98%左右,并且无需好氧、硝化反应器的基建投资和污泥处理.此外,填埋垃圾上层间歇曝气充氧的方式加快了填埋垃圾和渗滤液中有机物的降解,提高了填埋垃圾的稳定化效果,增加了10%～12%的沉降高度.而渗滤液经过好氧反应器处理后回流到填埋场,将会引起填埋垃圾降解后期碳源供应不足,减慢垃圾的稳定化过程.填埋垃圾上层间歇曝气充氧的生物反应器填埋场系统由于其中的反硝化作用有机物的消耗及好氧微生物的代谢活动,其渗滤液CODCr和VFA最大浓度仅为对照的50%,并且产甲烷反应器的产气量也减少了42%～44%.     

Pb-LEX-HPLC分析秸秆糖化液中葡萄糖和木糖含量

建立了秸秆糖化液中两种单糖的铅配位体交换高效液相色谱分析方法。分离柱采用Sepax Carbomix Pb-NP10(300×7.8 mmID,10μm,8%交联度)色谱柱,柱温80℃;流动相采用乙腈/水=5/95(v/v),流速0.60 mL·min-1;示差折光检测器温度35℃;样品采用自制活性炭固相萃取装置处理。葡萄糖和木糖25 min内完成分离,在0.2~10.0 mg·mL-1浓度范围内呈现良好的线性关系,方法检测限分别为0.094 mg·mL-1和0.098 mg·mL-1。方法样品前处理简便,重现性好,结果准确。     

厌氧附着膜膨胀床工艺常温处理啤酒生产废水的中试研究

报道了总容积为18.5m~3的厌氧附着膜膨胀床反应器常温处理啤酒生产废水的中试研究结果。水力示踪表明,废水在反应器中的分布状况良好,实际水力停留时间(HRT)接近控制值,流态趋向于推流式。工艺运试表明,处理COD平均浓度为1082mg/L的啤酒生产废水,HRT为11.3h,容积COD负荷率达2.3kg/m~3·d,出水COD浓度达到低于150mg/L的国家排放标准。     

离心泵叶轮内旋转流场激光测量的研究

采用双焦激光流速仪对离心泵叶轮内旋转流场和叶轮出口附近的泵涡壳流速场，选择３个不同方位的窗口进行了测量。所测量的３种不同运行工况，其流量分别为设计流量的１．０，０．７０和０．３８。不同窗口测得的两叶片间流道的流速分布表明，即使在设计工况下，整个叶轮各叶片间的流速分布也不是对称的。叶轮出口处的液流角从叶片吸入侧向叶片压力侧增大，叶片吸入侧出现脱流。这在非设计工况尤其明显，并同时产生二次流。在流量为０．３８设计流量时，二次流较强。液流相对运动的主流从在叶片进口处的吸入侧转移到叶片出口处的压力侧。     

Neutron diffraction of cell membranes (myelin)

Small-angle neutron diffraction (wavelength 4.05 angstroms) of human and rabbit sciatic nerve has been carried out by means of the Brookhaven high flux beam reactor with an automated slit camera. Most of the free water of the nerves was substituted in order to minimize incoherent scatter of hydrogen atoms. The differences in amplitude and phase shifts between neutrons and x-rays resulted in a neutron diffraction pattern that was completely different from the x-ray pattern. The neutron pattern consisted of a single peak of about 89-angstrom spacing in the region examined (up to 6-angstrom spacing). The strong third, fourth, and fifth order reflections (about 60, 45, and 36 angstroms) seen in the x-ray pattern were suppressed. The neutron data indicated a strong scattering from one portion of the membrane.     

抗性家蚕血液中与BmNPV抗性相关铜化合物的分离方法研究

[目的]探究家蚕血淋巴中与BmNPV抗性相关铜化合物的分离方法。[方法]选取对BmNPV具有抗性的家蚕品种和非抗性品种为研究对象,对它们进行添食BmNPV病毒处理。提取家蚕的血淋巴,运用SEC-ICP-MS对2组样品中Cu化合物进行分离和检测。[结果]筛选出优化的体积排阻色谱分离条件:Yarra TM SEC-2000分离柱,30 mmol/L Tris-醋酸为流动相(pH 7.4),流速0.5 mL/min。建立了分离与检测家蚕血液中Cu化合物的SEC-ICP-MS联用技术。BmNPV抗性和非抗性家蚕血液中Cu化合物主要的差异是位于7.6 min的组分。[结论]制备了葡聚糖G100凝胶柱分离并收集可能与BmNPV抗性相关的家蚕血液分离液,为家蚕金属蛋白的分离提供更简便有效的方法。     

用高效液相色谱法测定饲料中喹烯酮的研究

建立了高效液相色谱法测定饲料中喹烯酮含量的方法。饲料用乙腈提取,色谱柱:Diamonsil钻石C18分析柱(250 mm×4.6 mm,5μm);流动相:乙腈-水(455∶5),流速为1.0 ml/min;在波长380 nm下检测。结果表明:喹烯酮的质量在0.04～0.6μg范围内与峰面积呈良好线性关系(2γ=0.9999);3个不同浓度的样品的回收率分别为89.42%、96.20%、98.83%,RSD分别为1.28%、1.53%、0.78%。     

集输管道油气水三相流型识别数值模拟

油气水三相介质具有的不同物理化学性质,使得其混合物在时间和空间上存在一个相态与分布均不确定的混合界面。采用多相流VOF模型研究了集输管道内油气水三相混输过程,并对其流型进行识别,通过研究初始含气率对流型的影响,得到工程实际中常见的泡状流和塞状流,进而分析了流速对泡状流中气泡分布的影响。结果表明：对于泡状流,气泡的分布与液体流速直接相关,流速越低,气泡的分布越不均匀;模拟结果与相关理论吻合较好,可为工程实际提供一定的理论指导。     

水平管油气水三相流的研究进展

介绍了国内外近十几年来对水平管油气水三相流动的流型和压降等方面的研究进展情况,分析了目前该研究领域存在的问题,提出应在流型的划分上统一认识,在大口径试验管道或实际运行管道进行试验和使用多种混合气体进行模拟,以期在三相流管道的设计和运行上取得实用性效果.     

成品油上倾管道油水两相流相分布识别方法

成品油携水沿上倾管道流动会产生复杂的流动型态,准确识别油水两相在上倾管道中的分布特征是深入认识油携水规律的基础。针对实验中采集的上倾管油水两相流图像,提出一种基于图像处理的上倾管道油水两相分布特征识别方法:将原始图像转化为灰度图像,剔除图像中的无用信息;调整图像的灰度,以提升对比度,凸显图像细节;对图像进行中值滤波处理,消除图像拍摄过程中的随机噪声;对图像进行边缘检测,分割出油水两相边界,识别出相分布特征。该方法可以分割出清晰的油水两相边界,从而识别出管道中油水两相流的相分布特征。研究成果适用于各种工况下油水两相相分布特征识别,为多相流图像处理特别是流型识别提供了指导。     

油-水两相流研究及其软件在渤海油田的应用

油-水两相流是石油开采中的常见现象,具有独特的流动特征,给混输管道的安全、经济设计及混输管道腐蚀速率的确定造成很大困难。通过对多种油-水两相流的试验和理论研究,对油-水两相流现象和规律进行了分析,提出了流型和压降模型,并编制出油-水两相流的流型和压降预测软件,利用该软件对渤西油田和绥中36-1油田两条油水混输管道相关参数进行了计算,计算结果与油田实际完全吻合。