污水移动床连续过滤过程的数值模拟研究

通过建立数学模型对污水固定床和移动床过滤过程运行特性进行了模拟分析,该模型包括滤料和污水质量衡算方程、滤层过滤动力学方程和滤层压降计算方程。对固定床过滤过程的模拟结果表明,在一个过滤周期内随时间增加,污水过滤的负荷由顶部向底部滤层逐渐转移,滤出水的水质逐渐变差,同时滤层的总压降逐渐增加,经过足够长的过滤时间后,整个滤层将达到饱和状态从而过滤失效。对移动床过滤过程的模拟结果表明,在移动床过滤期间,滤料由上到下得到逐渐更新,滤层过滤能力得到恢复,滤出水的水质变好,滤层的总压降减小。     

含油污水滤床过滤性能试验研究

在油田污水处理系统中，过滤装置性能的好坏对整个污水处理工艺的效果有直接影响。对含油污水滤床过滤特性进行了试验研究，考察了滤料种类以及滤速等因素对污水过滤效果和压降的影响。研究结果表明，在石英砂、无烟煤和核桃壳3种滤料中，核桃壳对污水中原油的过滤效果较好，核桃壳和石英砂对污水中固体悬浮物的过滤效果较好；颗粒粒径较大的无烟煤滤层压降较小，核桃壳和石英砂滤层压降较大。不管何种滤料，污水在滤层中的压降随滤速的增加均单调增加。对污水中原油的去除效果来说，无烟煤和核桃壳随滤速的增加过滤效果变差，但对于石英砂滤料，在试验滤速范围内随着滤速的增加，污水的过滤效果却变好。     

新型颗粒移动床连续过滤装置的特性研究

改变传统固定床过滤装置的间歇操作,降低过程能耗,集清洗洗涤器、三相分离器及滤料"反粒径"分布三项技术,开发了一种新型颗粒移动床连续过滤装置,讨论进气速率、清洗水速率以及移动床滤层更新速率之间的相互关系,探讨最佳运行条件.结果表明:进气速率和清洗水速率要有合适的比例才能保证装置稳定运行,连续操作的最佳气水体积比为7~12,此时移动床滤层更新速率很快,滤料循环最小周期只需12min;滤料由进水口到出水口粒径呈现由大到小的"反粒径"自然分布;随着处理负荷的增加,移动床比固定床有更好的出水水质;水力停留时间和进水浓度对出水效果和去除率具有很大的影响,浊度和化学需氧量的去除率最高可达88.89%和83.48%.     

含油污水滤床过滤性能试验研究

在油田污水处理系统中,过滤装置性能的好坏对整个污水处理工艺的效果有直接影响。对含油污水滤床过滤特性进行了试验研究,考察了滤料种类以及滤速等因素对污水过滤效果和压降的影响。研究结果表明,在石英砂、无烟煤和核桃壳3种滤料中,核桃壳对污水中原油的过滤效果较好,核桃壳和石英砂对污水中固体悬浮物的过滤效果较好;颗粒粒径较大的无烟煤滤层压降较小,核桃壳和石英砂滤层压降较大。不管何种滤料,污水在滤层中的压降随滤速的增加均单调增加。对污水中原油的去除效果来说,无烟煤和核桃壳随滤速的增加过滤效果变差,但对于石英砂滤料,在试验滤速范围内随着滤速的增加,污水的过滤效果却变好。     

新型过滤装置的工作参数对过滤性能的影响

在前期研发的一种新型一体化连续过滤装置的基础上,分别研究了滤料级配、提砂反冲洗系统的工作参数、进水流量以及不同过滤方式对该装置过滤性能的影响,调查了连续过滤过程中滤床的反粒度分布以及各种条件下出水水质.实验结果表明:不同的滤料级配对过滤后水质有较大的影响,反粒度自然分布能够提高滤床的截污能力;滤床的更新速率在6.25,mm/min时,过滤后水质更好;连续过滤与间歇反冲洗过滤可以优化组合,在一个间歇反冲洗周期之后,滤床中滤料的清洁程度可以保持良好,与连续反冲洗过滤相比,耗水率可降至5%,.     

上向流聚苯乙烯滤科直接过滤原水 Ⅲ 滤层组成的影响

基于大量的试验数据，探讨了上向流聚苯乙烯滤料直接过滤原水时波层组成对过滤效果的影响．试验结果表明：滤层组成的确定应综合考虑过滤周期发出水水质．     

均质滤料床过滤运行情况的数值模拟

在分析均质滤料床过滤方程的基础上,合理选择含深度步长的参数α,从而将精确的过滤连续性方程简化。采用有限差分法对简化方程进行离散,并用迭代法求解,和到了均质滤料床滤后出水浓度模拟结果。     

基于CFD-DEM的固液分级过滤模拟

采用计算流体力学(CFD)和离散单元法(DEM)耦合的方法,在不同滤层结构的三维随机堆积颗粒层过滤器内进行固液分级过滤的数值模拟研究。实验结果表明,过滤效率的模拟计算值与实验值吻合良好,压降值的偏差在Ergun方程允许误差范围内。过滤器的容垢能力用计算模型的颗粒沉积均匀度表示,并拟合得到沉积均匀度的关联式。颗粒沉积分布的模拟结果显示：单层细滤料过滤器的颗粒沉积主要发生在近入口处,容垢能力较低;分级过滤器的细滤料层保证了高过滤效率,粗滤料层则提供了较大的容垢能力。     

上向流聚苯乙烯滤料直接过滤原水──Ⅰ凝聚剂种类的选择

通过大量的试验，探讨了上向流聚苯乙烯滤料直接过滤原水时凝聚剂种类对过滤效果的影响．试验结果表明：联合投加硫酸铝和阳离子聚合物（Ｔ３０１０）有利于改善滤出水水质和降低水头损失．     

滤料级配对双层滤料滤池过滤效果的影响

滤料级配是保证过滤效果的关键因素,讨论了在相同的L/d的情况下,滤料粒径及滤层高度对滤池出水效果的影响.实验结果表明,在L/d=1 300时,粒径及高度较小的滤柱处理效果好于粒径及高度较大的滤柱,但是粒径及高度较小的滤柱水头损失增加较快;预氧化可以明显改善过滤效果.在设计双层滤料滤池时,应从工程和经济角度同时出发,并结合滤前水质特点,优化出一个最佳L/d值.     

钢包在线底吹氩及夹杂去除的物理模拟研究

采用物理模拟的方法,研究钢包在线底吹氩时,钢包内钢液量、渣层厚度、底吹气体流量等参数对钢包顶部钢液裸露面积的影响,以及钢包在线底吹氩工艺对钢液中夹杂去除率的影响。结果表明,钢包临界卷渣底吹气体流量随着浇铸的进行而逐渐减小;在钢液量相同时,钢包顶部钢液裸露面积随着底吹气体流量的增加而逐渐增大;在底吹气体流量相同时,钢包顶部钢液裸露面积随着钢液液面高度的下降而逐渐减小;渣层越厚,钢液裸露面积越小;在底吹气体流量较小时,透气砖无堵塞与堵塞50%时造成的钢液裸露面积大小相近,但随着底吹气体流量的增加,透气砖堵塞50%时较无堵塞时造成的钢液裸露面积大;钢包在线底吹氩可以提高钢液中夹杂物的去除率。     

流化床反应器内活性焦流动特性的模拟研究

本文基于双流体模型,对二维流化床反应器内活性焦在不同操作条件下的流体动力学特性进行了数值模拟研究。模拟结果发现,低气速高进料量条件下的管内压降最大,反应器内压降随管内固相容积份额的增加而增加。活性焦在反应器内的轴向固含率呈现出下浓上稀分布,证明了流化床内固相分布的不均匀特性。颗粒轴向平均速度受表观气速影响较大,流化床底部的颗粒速度较低,在气体夹带作用下沿床高方向逐渐增大。因此,设置合理的操作参数(表观气速和固体循环量),对提高流化床内的气固反应效率具有重要意义。     

含铬重金属废水处理的试验研究

采用铁屑固定床反应器去除工业废水中的铬．废水进入反应器后,通过铁屑固定床反应器的电化学反应的氧化还原、铁屑对絮体的电附集和对反应的催化作用、以及电池反应产物的混凝、新生絮体的吸附和床层的吸附过滤等综合效应,使重金属铬得以从废水中除去．试验结果表明,去除铬废水的最佳工艺条件为：pH=6．0～6．5,HRT=7h,采用连续曝气,曝气量为0．2L／min;铁屑固定床处理含铬废水运行稳定,去除率高,出水可以达到国家排放标准．     

承压水体上采煤底板断层突水规律的研究

为了分析底板含水层水压及采动矿压对底板隔水层岩体上部与下部的影响与破坏，应用了相似材料模拟试验以及断层附近底板突水的力学分析方法，对底板突水机理有了进一步的认识；同时，由断层附近底板突水的力学分析方法所得到的理论计算结果，也可以作为判别类似条件下遇断层时承压水体上采煤是否安全的依据。     

薄层底水油藏部分打开直井试井解释方法研究

底水油藏在我国较为常见,建立了薄层底水油藏瞬时点源扩散方程,利用Lord Kelvin 点源解、叠加原理、镜像反应等获得了该类油藏渗流微分方程的基本解,利用Poisson叠加公式简化表达式,结合点源函数的思想求解了薄层底水油藏直井压力响应函数,计算得到了无因次压力和压力导数双对数理论图版,并在此基础上分析了薄层底水油藏直井渗流特征及其影响因素,编制了试井解释软件。     

加压颗粒层固定床压力损失的研究

本文研究了加压条件下气流通过石英砂颗粒层的固定床床层压降模型,实验结果表明在Re<5.0的情况下,床层压降与气体速度呈线性关系,而压力对床层压降的影响可以忽略。通过实验数据对Ergun方程的无量纲系数修正,模型预测值与实验值偏差从最高60%降至8%以内,提高了该模型在实验范围内的预报精度。     

变截面箱梁桥悬臂施工过程剪力滞效应

为了研究剪力滞效应对变截面箱梁桥悬臂施工过程的影响,以某新建(48+80+48) m变截面预应力混凝土连续箱梁桥为工程背景,通过理论分析、数值模拟和现场试验的手段,对变截面箱梁桥悬臂施工过程中的剪力滞效应进行了研究。研究发现：变截面箱梁桥在施工阶段的自重荷载作用下,翼板出现负剪力滞效应,剪力滞效应在固定端最小,且随离固定端距离的增大而增大。在整个施工阶段,0号块截面和1号块截面的剪力滞效应变化规律基本一致,均在箱梁顶板位置出现负剪力滞,箱梁底板位置出现正剪力滞,随着施工的进行,剪力滞效应逐渐减小。梁体的合龙对底板的剪力滞效应影响较明显,其中0号块截面和1号块截面的底板剪力滞出现了由正剪力滞变成负剪力滞的现象。随着施工的进行,0号块截面顶板和腹板交接处的剪力滞系数逐渐增大,在底板和腹板交接处剪力滞系数逐渐减小,1号块梁端截面顶板和腹板交接处、底板和腹板交接处剪力滞系数逐渐减小。     

南疆盐渍土路基盐分迁移特性及阻盐技术研究

为研究南疆盐渍土地区城市道路在工后运营过程中路基盐分运移特性,依托阿拉尔市军垦大道延伸段工程,选取有代表性的试验路段,进行了自然环境条件下路基盐分迁移长期监测试验。基于实测数据,分析了盐分渗入路基路面的途径,提出了相应的隔断措施。试验结果表明:在横断面方向,即同一埋深不同水平距离位置的盐分由路两侧向路中心逐渐迁移,最后达到一种动态平衡;在竖直方向,即同一水平距离不同埋深位置的盐分由下向上迁移,并且在不同材料分界处出现聚盐区域。自上而下依次为,第一层处于级配砾石下基层中,第二层处于天然级配砂砾垫层中,第三层处于路基土上路床中。为此,提出双向截盐控盐的隔断措施,并通过ANSYS进行数值模拟,即在道路两侧与林带之间设置混凝土挡水墙阻断林带水携盐渗入路面结构层,在路基土顶面采用风积沙隔断层抑制毛细水携盐渗入路面结构层。