UASB工艺处理高浓度Vc生产废水的试验研究

采用UASB反应器对高浓度Vc生产废水进行了实验室处理研究。试验结果表明:Vc废水的厌氧处理运行性能因水质不同而存在很大差异。转化母液的容积负荷在8kg COD.m-3d-1以下时,去除率基本稳定在65%以上。当负荷继续提高时,去除率会急剧下降并保持在50%左右。精制母液和提取母液的容积负荷在10kgCOD.m-3d-1时去除率仍能稳定在70%以上。这些表明当两套反应系统的容积负荷控制在一定范围时,UASB反应器可以有效去除大部分的有机污染物。同时也说明转化母液废水中存在相当数量的难生物降解化合物。GC/MS水质分析结果表明,其中含有大量10C以上的长直链或双苯环等结构的难生物降解物。系统中厌氧颗粒污泥的产甲烷活性随着反应器中污泥驯化的进行和负荷的增加而上升。     

La3+,Ce3+对厌氧颗粒污泥在不同VFA底物中的产甲烷促进效应

采用静态实验研究了分别添加O.05mg·L^-1La^3＋和Ce^3＋对不同来源和保存状况条件下不同VFA底物的厌氧颗粒污泥产甲烷的影响。结果表明，乙酸为底物时加入Ce^3＋，丙酸加入La^3＋或Ce^3＋，乳酸加入La^3＋时都大大加快了反应初期污泥的产甲烷速率，且对比产甲烷活性SMA也有3％-8％的提高；O.05mg·L^-1La^3＋或Ce^3＋的加入使污泥利用丙酸的速度加快，对于厌氧反应器的恢复运行有一定的实际意义。甲酸为底物时，La^3＋，Ce^3＋的加入对污泥产甲烷曲线形状没有影响，对SMA则分别降低了9.21％和3.37％；乙酸添加La^3＋在反应初期明显降低了产甲烷速率，但SMA并未降低。厌氧颗粒污泥经长时间低温存放后，原来对其SMA有提高作用的稀土浓度此时可能会作用不明显甚至会降低SMA；低浓度稀土离子对污泥产甲烷活性产生抑制作用时，相同质量浓度下Ce^3＋比La^3＋对污泥的抑制作用小；驯化培养过程有利于污泥对稀土的适应。     

厌氧悬浮颗粒污泥床同时反硝化产甲烷研究

利用厌氧悬浮颗粒污泥床反应器，以自配水为基质，通过微生物的反硝化作用和产甲烷作用成功实现了在单级反应器中去除硝酸盐和水中有机质的目的。反应器开始接种的污泥是产甲烷颗粒污泥，通过不断提高进水中硝酸盐的浓度，使厌氧颗粒污泥逐渐适应水中的硝酸盐，反硝化剩余的有机碳源转化为甲烷气体。在硝酸盐负荷为0.75kgN03^- -N·m^-3d^-1和COD负荷为14.1kgCOD·m^-3d^-1的稳态下，硝酸盐和有机碳的去除率分别为99.5％和90.1％以上。对反应器产生的气体所进行的气体组成测试表明，加入的硝酸盐全部转化为氮气，这一结果表明发生了真正的反硝化反应。     

不同过滤方式下沉积在滴灌带中的颗粒粒度分布研究

水源中的固体颗粒在灌溉过程中随着水流沉积在滴灌管(带)中并引起滴灌系统的堵塞。利用田间灌溉用过的滴灌带作为研究对象.选用了堵塞明显的与堵塞不明显的两类滴灌带,每一种滴灌带从进口分为5段,取出每一段的泥沙颗粒利用激光粒度分布仪对沉积在滴灌带中的颗粒粒度进行分析。分析结果得出:不管滴灌带是否堵塞,较大颗粒都沉积在第2~4段,第1、5段的颗粒粒径相对较小。由于挟沙能力随水流流速迅速减小,在第2、3段的滴头被堵塞的可能性较大。从不同的过滤方式对比分析得出:单独的网式过滤器不能作为滴灌系统的过滤设备,两级网式过滤器可有效减小滤后水中颗粒的粒径。     

离心泵作透平固液两相流动及磨损的数值模拟

为研究离心泵作透平内部固液两相流动特性,基于Euler-Lagrange模型,应用ANSYS CFX软件对一比转数为82的离心泵作透平进行数值计算,分别模拟颗粒直径为0.1,0.3,0.5 mm及初始体积分数为5%,10%,15%的9组不同工况,以揭示介质中固体颗粒对离心泵作透平运行的影响.计算结果表明:固体颗粒主要分布在叶片吸力面头部、前盖板壁面附近以及蜗壳尾部区域;当固体颗粒质量分数不变时,随着粒径的增大,叶片表面固相体积分数增大,叶片吸力面轮缘处出现了大量颗粒堆积,透平的扬程和功率上升,效率有所下降;当颗粒直径不变时,随着固体颗粒质量分数的增大,固体颗粒在叶轮流道内的分布出现向轮毂处延伸的趋势,堆积区域面积增大,透平的扬程和功率上升,效率变化不大.该研究扩展了液力透平设计方法,可为离心泵作透平设计提供一定的参考.     

颗粒肥料离散元仿真摩擦因数标定方法研究

对分体圆筒法、倾斜法、抽板法和斜面法4种颗粒特性测试方法进行Plackett-Burman多因素显著性筛选试验,试验方差分析结果表明,不同的测试方法影响测量结果的显著因素与因素显著程度。根据分体圆筒法、倾斜法和斜面法的方差分析结果,提出一种基于颗粒物料整体特性的摩擦因数标定方法,将仿真试验与真实试验相结合,依次标定出尿素颗粒与PVC材料间静摩擦因数为0. 41,颗粒间静摩擦因数为0. 36,颗粒间滚动摩擦因数为0. 15。将所标定的摩擦因数采用无底圆筒法进行验证试验,休止角仿真试验结果为30. 57°,真实试验结果为31. 74°,相对误差为3. 69%,不同含水率下的实际试验休止角与所标定摩擦因数下的仿真休止角相对误差均不大于4. 59%,仿真试验结果与真实试验结果无显著差异,验证了所标定摩擦因数的有效性。本方法可用于其他颗粒状物料间摩擦因数的标定试验。     

颗粒肥料质量流量传感器设计与试验

变量施肥具有提高肥料利用率、保护生态环境、节约农业生产成本等优点,但目前还没有得到广泛的应用,除了难以获得变量施肥的处方图之外,缺乏闭环检测也是原因之一。闭环控制是实现变量施肥的关键之一,与间接测量排肥轴的转速相比,实时检测肥料的质量流量更为准确。本文基于静电感应原理,设计了一种颗粒肥料质量流量传感器。由于颗粒肥料之间、颗粒肥料与空气、颗粒肥料与排肥管之间的摩擦和碰撞,颗粒肥料会携带一定量的电荷,因此本研究设计了环形电极来检测电荷强度,并利用电流放大电路输出感应电流。通过标定质量流量与感应电流的关系,获得了实时的肥料质量流量。搭建试验台对该颗粒肥料质量流量传感器进行检测,试验台主要包括动态信号采集系统、肥料箱、电流放大器和环形电极传感器。以大颗粒尿素（CO(NH2)2）、过磷酸钙（Ca(H2PO4)2·H2O）和氯化钾（KCl）为研究对象,其平均容重分别为0.7、1.2、1.1g/cm3。根据施肥装置的物理参数,通过调整排肥轴转速可获得近似的目标质量流量,目标质量流量的范围是3~15g/s,增量为1g/s。对于每个质量流量,进行了4次重复。每次重复30s,施肥装置与信号采集系统同时启动。利用平均感应电流和平均质量流量建立回归方程,采用插值法得到实时质量流量。随后,对每种肥料进行25次试验,从而检验本文中颗粒肥料质量流量传感器的测量精度,每次试验的目标质量流量由5个随机质量流量组成,每个质量流量下持续排肥6s,用天平称量30s内的实际质量,通过积分质量流量和时间曲线计算检测质量。采用SPSS 22.0软件对试验结果进行统计分析,分析表明,大颗粒尿素、过磷酸钙、氯化钾的检测误差分别为3.9%、5.1%、5.9%,相应的标准差分别为5.21、7.98、11.29。检测质量与实际质量无显著性差异（P>0.1）,大颗粒尿素、过磷酸钙和氯化钾检测误差的数学期望值分别为3.74%、4.93%、5.22%。本文的研究结果表明,检测误差随颗粒肥料粒径的减小而增大。     

柴油机微粒捕集器及其再生技术研究

以柴油机为研究对象,研究柴油机微粒过滤器及其在机再生技术,旨在减少柴油机微粒排放。简述了柴油机排气微粒的形成及危害,综合分析了目前排气微粒净化技术及其特点,提出了柴油机微粒捕集器及再生技术的一些研究方向及措施。     

SO42-对厌氧颗粒污泥活性的影响

以厌氧折流(ABR)反应器中培育的厌氧颗粒污泥为对象,保持颗粒污泥COD负荷为4 kg.m-3d-1,研究SO42-浓度对厌氧颗粒污泥活性的影响。实验结果表明:SO42-浓度在3000 mg.L-1以下时,SO42-浓度的增加对颗粒污泥活性表现为一定的促进作用,促进作用随SO42-浓度增加而增大,SO42-浓度在3000 mg.L-1以上时,SO42-浓度的增加对颗粒污泥活性开始产生抑制作用,抑制作用随SO42-浓度增加迅速增加。     

结构化流道环境下不同颗粒浓度的磨粒群分布及其动力学特性

结构化表面流道内,由于流体相的驱动作用,磨粒与磨粒之间、磨粒与壁面之间产生相互碰撞,从而壁面不断受到冲击力和摩擦力而发生磨损。该文基于液-固两相流体耦合理论,利用欧拉-欧拉多相流模型中的mixture模型和Realizablek-ε湍流模型对V型纹理半环形截面流道内液-固两相流在不同颗粒浓度下运行时的壁面湍流效应进行了数值模拟,计算了流场中湍流速度及湍动性能等参数。模拟结果表明:V型纹理的流道有利于涡流的产生,因此可以通过配置V型纹理的约束模块来提高湍流的紊乱程度;随着颗粒浓度的增大,在一定范围内磨粒流的速度逐渐增大,磨粒流的湍动能逐渐减小,磨粒体积分数的波动振幅越来越小;颗粒浓度的选择应适当,不同的颗粒浓度可以产生不同的磨粒流综合性能和颗粒分布效果。