焦炭与新组合型填料塔中餐厅污水的氧传递

分别以焦炭和自行开发的新型组合填料为塔内构件,对清水和餐厅污水在填料塔中的氧传递特性进行了分析和实验研究。纯氧和空气供氧实验结果证实,氧传递过程为液膜控制。通过实验测定了清水和餐厅污水在组合型填料和焦炭填料塔中曝气过程溶解氧的变化规律;对相同操作条件下焦炭和组合型填料与餐厅污水中的氧转移系数进行了比较;从实验结果回归得到了上述填料塔内清水与餐厅污水中氧转移系数计算关联式,计算值与实测值吻合较好。     

装有填料的河水修复反应器中氧的传递特性

考察了曝气方式、填料填充率、填料的结构特性，河水水质等对圆柱形反应器模拟生物桩中氧传递过程的影响。结果表明，在微孔曝气条件下，与无填料时相比，氧转移速率填料填充率为40%和60%时有所增加，而填充率为80%时则下降。穿孔曝气时，氧转移速率随填充率增加而增大。微孔曝气效果优于穿孔曝气。在填充率分别为40%、60%和80%时，微孔曝气的充氧速率分别是穿孔曝气的2倍、1.62倍、1.1倍，氧转移率分别是穿孔曝气的2倍、1.64倍、1.06倍。两种曝气方式下，最佳填充率均为60%。穿孔曝气有利于发挥新型针状填料对氧传递的强化作用。该填料因具有较大孔隙率和比表面积且结构呈针状，对大气泡可有效切割，氧传递系数较大。在本实验条件下，河水的氧传递动力学参数与清水相比差别不大，河水悬浮颗粒和阴离子表面活性剂对氧传递既有正面作用，也有负面影响，河水的α因子值约等于1。     

填料式氧合器并流向下流动氧传质特性

在φ100mm的填料式氧合器中,分别采用4种填料,对并流条件下血液吸收O_2的传质特性进行了研究,与逆流条件下获得的结果进行比较。实验结果表明:对于填料式氧合器,并流操作优于逆流;在本文选定的4种填料中,PVC阶梯环的传质效果最佳。但综合考虑血液的相容性和填料的传质特性,则宜选用PTFE拉西环填料。     

旋转床内填料表面传质特性的研究

在旋转床(RPB)中,用氮气-系统,通过氧解吸过程对两种不同形状填料的传质过程进行实验研究,实测体积传质系数与转子转速、液体流率及气体流率的关系,进而揭示出旋转床内两种填料的传质特性。对这两种不同形状的填料表面传质特性进行比较,找出传质效果较好的填料。文中还进一步对填料比表面积对体积传质系数的影响进行了探讨,证实了液体在转子填料层中的连续微粒化所得到的大量液滴表面是旋转床传质强化的重要因素。基于对旋转床传质的实验结果,提出了平均体积传质系数的回归关系式。     

小气泡扩散曝气氧传质速率研究

通过对鼓风扩散曝气系统的运行情况进行研究, 对小气泡扩散清水曝气的氧传质情况作了一系列的假定和简化, 建立了清水氧传质的理论模型, 分析了一定条件下曝气池运行情况对传质速率的主要影响因素, 并进一步确定了这些因素与氧传质速率的关系。最后对模型的物理意义及其应用进行了分析比较。     

搅拌对多黏类芽孢杆菌发酵氧传递过程的影响及CFD模拟

以羧甲基纤维素钠水溶液(CMC)为液相,空气为气相,研究了不同桨型组合、体系黏度、气量、桨间距、气体分布器等对搅拌过程中氧传递的影响。结果表明:在CMC体系中,下层用径向流的涡轮斜叶桨、上层用轴向流的翼型桨有利于氧传递。当单位体积功率P/V≥1.5 kW/m3时,涡轮斜叶翼型组合桨(SRT-HI)比传统的双层透平组合桨(RT-RT)的传质系数提高约10%,且高径比越大,SRT-HI优势越明显。进一步用CFX11.0进行模拟,得到了不同桨型组合下气液两相的速率、气体和氧传质系数的分布等。并在50 L发酵罐中分别采用SRT-HI与RT-RT研究了搅拌对多黏类芽孢杆菌HY96-2发酵溶氧影响的热模实验,结果表明,在P/V=1.6 kW/m3条件下采用SRT-HI发酵,过程中体系的溶氧情况明显好于采用RT-RT时的溶氧情况。     

溴化锂溶液绝热吸收水蒸气的传质强化研究

依据双膜理论假设,建立了规整填料绝热吸收器数学模型,通过对连续性方程和动量方程简化得出速度关系式,从而保证程序计算结果收敛和减少计算时间,依据计算结果分析了喷淋溶液温度、浓度、流量和吸收压力对传质系数影响,并将计算结果和实验结果进行比较.结果表明,增加喷淋溶液流量能显著增大溴化锂溶液绝热吸收过程传质系数;数值计算结果和实验结果吻合较好.     

丙酮的气相吸收总传质系数的研究

文章为了研究气相总传质系数的关联式,实验采用安捷伦6820气相色谱仪、清水作为吸收剂,吸收空气——丙酮混合气体中的丙酮;用气相色谱仪测定填料吸收塔进口及出口气体中丙酮的摩尔分率,得出气相总传质系数的关联式。该式不仅简单,使用方便,且实验值与计算值较一致。     

DN50塑料异型矩鞍填料的流体力学及传质性能

开发出了一种塑料散装填料——异型矩鞍填料．在内径中300mm塔中，以空气-氨-水为物系，对DN50塑料异型矩鞍填料的流体力学及传质性能进行了研究．获得了该填料的几何特性、流体力学性能及传质性能数据、通过对实验数据的回归分析，得出了填料层压降、泛点填料因子和压降填料因子、填料层持液量、气相总传质单元高度和总体积传质系数的关联式．研究结果表明，塑料异型矩鞍填料具有通量大、压降低、气液分布均匀及传质性能优良等优点．该研究结果对工程设计有参考价值、     

氧质量分数对于镁蒸气铁水脱硫的影响

针对传统喷吹颗粒镁脱硫存在的镁利用率较低等问题，采用底吹镁蒸气进行铁水脱硫，旨在优化铁水脱硫的动力学条件，提高铁水脱硫过程中镁的利用率.对不同氧质量分数下硫的平衡质量分数进行了热力学计算，通过实验研究了氧质量分数对于铁水脱硫过程的动力学影响.结果表明:铁水中氧质量分数的降低有助于促进镁蒸气脱硫反应的进行，当氧质量分数为62×10^-6时，镁利用率可达78%，脱硫率可达82%.脱硫反应传质系数为0.0122m/s.     

生物接触氧化工艺用填料的生物膜特性

为阐明不同类型填料对生物膜的影响,选取弹性立体填料、组合式填料、多面空心球作为接触氧化池的填料,通过考察挥发性生物膜量、生物膜耗氧率、生物膜多聚糖等指标,研究填料的挂膜效果与生物膜特性.结果表明：弹性立体填料挂膜速度较慢,约为8天左右,组合式填料与多面空心球挂膜速度相当;组合填料上的生物膜对于底物有较高去除率,约为90%,生物膜量高;多面空心球受气水作用能够悬浮转动,因而具有较强的布水、布气功能,生物膜活性较高,但生物膜容易脱落导致系统受负荷冲击时生物量流失而处理效果变差;弹性填料具有处理效果稳定,受环境变化影响较小,且便于反冲洗,因此其综合性能较好.     

HX型高效规整填料的流体力学和传质性能研究

在内径为500mm、填料高度为1m的有机玻璃塔内,对4种不同比表面积的HX型及X700型规整填料进行了冷膜实验,得到了表征两种填料流体力学性能和传质性能的实验数据。实验结果表明几种填料的压降、液泛气速和每m填料的理论级数符合一般规整填料的变化规律;与X700型填料相比,HX700型填料具有较小的压降和较高的传质效率,干塔压降平均降低了25%,湿塔压降平均降低了40%,液泛气速平均提高了12%,每m填料的理论级数平均提高了30%。     

填料类型和曝气条件对生物栅微生物群落的影响

以水生植物和填料为要素构建生物栅装置,用以强化处理富营养化水体.实验采用6m3.d-1的中试规模,7个廊道并联运行,连续进出水.研究不同的填料类型和不同曝气条件下的污染去除效果以及填料生物膜微生物群落结构的变化.结果表明,填料在污染去除中起重要作用,投加填料的反应池CODCr、总氮和氨氮的去除率较无填料对照池分别提高了42.1%~52.2%,24.4%~47.8%和58.7%~71.4%.悬浮填料生物膜微生物相对处于好氧生境,有利于COD和NH4+的好氧氧化去除,而组合填料和新型填料存在兼性厌氧的生境,有利于总氮的去除.采用间歇曝气的方式可以一定程度地提高系统污染去除效率.ERIC-PCR指纹图谱分析表明,填料挂膜阶段,3种填料生物膜带型相似,随着系统挂膜成熟及稳定运行,填料生物膜带型分化成两大类型.悬浮填料为一大类型,组合填料和新型填料为另一类型.3种填料生物膜微生物种群丰富度明显提高.间歇曝气的3号和5号条带微生物的种群丰富度高于未曝气的2号和4号,有利于污染物的去除.总之,随着系统的稳定运行,填料生物膜微生物多样性指数显示出逐渐增大的趋势,表明系统中微生物种群趋于多样化,系统处于良好的稳定状态.     

SCA型高效规整填料的开发及其性能研究

研究开发了一种新型金属丝网波纹填料—直线与弧线交替（SCA）型规整填料,该填料为独特的弧线与直线交替式结构,兼具了直线、弧线型等多种典型填料的优点。在透明的树脂玻璃塔内进行冷态模型实验,通过将700、800、1 000 m²/m³的3种大比表面积的SCA型填料与传统填料进行比较,研究其流体力学性能与传质性能。实验对比结果显示：在相同操作条件下,SCA700型填料的干塔压降仅为传统CY型填料的67.8%,平均降低了32.2%;湿塔压降仅为传统CY型填料的65%,平均降低了35%;液泛气速平均高出20%,等板高度值平均减小了近24%。上述结果表明,SCA型填料兼顾了填料的传质性能与流体力学性能,在减小压降、增大操作弹性与传质效率方面均有显著进步。     

双曲型高效规整填料的流体力学和传质性能

用两种双曲(SQ)型金属丝网波纹填料在内径为500 mm,填料高度为1 m的有机玻璃塔内进行冷膜实验。通过研究SQ型填料的流体力学和传质性能可知,此填料特殊的弧形波纹结构改善了气液分布。实验结果显示SQ型填料的传质性能要优于传统填料CY-700,当L=25.48 m3/(m2.h)时,SQ-700的HETP值比CY-700相对降低44.5%。对于同种SQ型填料,其压降,泛点和等板高度符合一般填料的变化规律,而SQ-800的比表面积大于SQ-700,故而传质效率高,能耗高,可操作范围小。     

水深对曝气过程中氧总转移系数的影响

水处理曝气过程传氧速率的有关计算没有考虑水深对氧总转移系数KLa的影响.经过理论分析,导出了由水深引起的KLa变化的修正系数计算公式.理论计算表明,水深对KLa有较大的影响,从而对传氧速率有较大的影响.这种影响在曝气过程的有关计算中不应忽略不计.为验证水深对KLa的影响,进行了曝气充氧的试验.理论分析的结果与试验结果比较接近,表明可以采用由理论分析得出的公式对KLa修正计算.在曝气深度为2.5-4.5 m的范围内,修正系数的范围为0.78-0.86.     

装配条件下密封填料的基本特性

以膨胀石墨模压成型填料、石棉线浸渍聚四氟乙烯编织填料和碳素纤维编织填料为试验样品,对其在装配条件下的基本特性进行了实验研究,建立了力学参数之间的各种经验关系式,进行了定量和定性分析。实验确定了单圈和多圈密封填料在装配条件下的基本特性,并对三种填料的基本特性进行了对比。研究表明,预压成型后填料的稳定性明显增强。三种填料中,石墨填料的稳定性最佳,对动态环境的适应性最强;石棉填料的密封可靠性最好。     

膜法无泡供氧的气压优化

膜法无泡供氧是一新兴高效好氧生物处理水体污染的供氧技术，气相操作压力是实现无泡供氧的关键因素．为了考察其在无泡供氧中发挥的重要作用，在对膜供氧的传质机理和传质方程进行探讨的基础上，考察了聚丙烯中空纤维膜在泡点压力下不同气相操作压力对供氧效果的影响，并结合所求得氧的体积传质系数分析不同气相操作压力对氧传质的影响．结果表明，在一定操作压力范围内，氧的体积传质系数随气相操作压力的提高而增大，供氧效果也增强．