水力空化强化二氧化氯的脱硝研究

针对船舶大气污染物中氮氧化物(NOx)脱除困难问题,提出了水力空化强化氧化剂脱硝方法,开展了水力空化强化二氧化氯(ClO2)脱硝试验.试验研究了水力空化反应器的进口压力、出口压力、溶液温度对脱硝效果的影响,确定了最佳压力组合及最佳溶液温度.结果显示:在进口压力300 kPa与出口压力30 kPa的最佳压力组合下,随着溶液温度升高,脱硝效果先增加后降低,最佳溶液温度为20℃.在此基础上,从物理及化学层面对水力空化强化ClO2脱硝机理进行了研究.     

水力空化及其研究现状

本文概述了对水力空化在废水处理领域国内外的研究进展,介绍了水力空化机理以及影响空化的因素,指出了今后的研究方向和应用前景。     

羟自由基快速灭活压载水中藻类模拟研究

应用强电场电离放电方法产生羟自由基溶液,对基于国际海事组织<控制和管理船舶压载水及沉积物国际公约>第D-2条的羟自由基快速灭活海藻进行了模拟实验研究.结果表明.羟自由基对模拟压载水中初始浓度分别为1.1×1 04、5.0×104、4.0×104和2.4×104 cell/mL的球等鞭金藻、聚球藻、小新月菱形藻以及上述3种海藻混合藻都表现出良好的杀灭效果.在模拟处理压载水系统中.在羟自由基浓度为0.62 mg/L条件下.同时在输送管道中接触时间达到6 S时.藻类的致死率均达到99.96%以上,24 h后检测无活藻再生现象.满足<公约>第D-2条排放标准.同时监测的排放压载水水质情况表明.海水的pH值、盐度、电导率几乎不变;浊度明显下降,总固体悬浮物含量降低85%,化学需氧量降至未检出程度:磷酸盐和无机氮总含量等检测均符合海洋水质标准.     

水力空化协同ClO2脱除NO试验研究

提出了一种水力空化协同ClO₂的脱硝方法,并进行了脱除NO试验研究．首次探究了溶液pH值、NO体积分数、NO气流量对脱硝的影响．研究表明：溶液pH值为3时脱硝效果最好,高脱硝率的持续时间为140 s;当NO体积分数从0.075%增加到0.150%,以及气流量从1.0 L/min增加到1.6 L/min时,脱硝率均能达到80%以上．为解决循环脱硝方法存在的问题,提出了一种非循环脱硝方法,相关试验研究结果显示非循环方法的脱硝率能够稳定在80%以上．对脱硝后溶液进行了离子色谱分析,结果表明溶液中含氮原子的阴离子仅有NO₃^-.     

基于水力空化强化的ClO2脱硝研究

为提高湿法氧化脱硝的效率,提出了使用水力空化强化脱硝的方法.水力空化强化ClO_2脱硝的试验结果发现:使用水力空化反应器能够产生大量含有NO混合气的空化气泡,单个气泡的直径约为鼓泡脱硝试验产生气泡的1/37.4,大量空化气泡的产生极大扩展了气液接触面积;使用质量分数为1.0×10~(-6)的ClO_2进行水力空化脱硝,脱硝率超过90%以上的时间为90 s,而鼓泡脱硝则为0 s;提高ClO_2质量分数能够延长高效脱硝的时间,但同时会导致更多NO_2产生,脱硝率降低.该试验方法极大提高了湿法脱硝的效率.     

紫外线法对压载水中淡水藻的灭活效果研究

按照《船舶压载水和沉积物控制和管理国际公约》对岸基测试试验的要求,采用准平行光束仪对8种淡水藻辐射,黑暗环境培养5d,确定剂量反应关系,研究紫外线对它们的灭活效果及特点.结果表明,紫外线法对梅尼小环藻、谷皮菱形藻、小球衣藻和铜绿微囊藻具有一定的灭活效果,灭活率随着紫外线剂量的增加而提高;小剂量的紫外线会刺激镰形纤维藻和斜生栅藻细胞生长,在剂量大于300 mJ·cm-2时藻细胞的数量开始缓慢减少;剂量小于400 mJ·cm-2时对钝脆杆藻和卵形隐藻没有灭活效果.紫外线对淡水藻的灭活效果较差.藻细胞个体大小不是影响紫外线灭活效果的原因,藻的种类、藻细胞壁的有无及其成分的不同可能是造成不同灭活效果的原因.     

水力空化技术的实验研究

设计了1套实用有效的水力空化实验装置;建立了空化自由基捕捉新方法;并利用亚甲基蓝溶液研究了羟自由基产量与空化强度的关系以及各种因素对空化自由基产量的影响;探索了最优空化强化条件.     

水力空化强化二氧化氯降解罗丹明B的研究

研究了水力空化技术对罗丹明B的降解,首次引入二氧化氯强化降解的效果。研究表明,入口压力、空化时间、多孔板开孔率以及二氧化氯浓度对罗丹明B降解率存在显著影响。在水力空化强化二氧化氯处理工艺中,罗丹明B的降解率是单独水力空化的3.9倍,是单独使用二氧化氯的2.3倍;并引入动力学,表明单独水力空化、单独二氧化氯、水力空化强化二氧化氯三种工艺符合拟一级反应动力学,且水力空化强化二氧化氯降解罗丹明B溶液时,两种工艺存在协同效应。     

水力空化装置的优化设计

根据水力学原理,本试验设计并建立了一套实用有效的水力空化装置.采用了不同几何尺寸的孔板作为水力空化发生器,研究了进口压力、流量、孔内流速、孔板的厚度与孔径之比及孔板过流总面积与管道横截面积的比值对空化数的影响;分析了本实验装置的水流空化状态:本实验装置能产生空化现象.亚甲基蓝分光光度计法,能成功捕捉到水力空化产生羟自由基,是定量检测空化自由基简易可行的有效方法;空化程度随空化数的减小而增强;分析了空化数对羟自由基浓度的影响,寻求最优空化强化条件;水力空化系统的压力、孔内流速等参数及空化器结构的优化设计对空化强化效应的影响表明:进口压力越大,孔内流速控制在14 m/s,/δd为3,为0.07时,空化效果较好.图8,表4,参10.     

水力空化降解若丹明B的试验研究

水力空化技术是一种废水处理新技术,为了验证多洞孔板的空化效果和探讨几何参数等因素对降解速率常数的影响,在220L水力空化装置中利用多洞孔板对含有若丹明B染色剂的模拟印染废水进行了降解试验研究,结果表明：多洞孔板对若丹明B确实有降解作用,同时存在一个最佳的多洞孔板的面积比,并且降解速率常数随修正空化数的减小而增大。     

水力空化强化效应的实验研究

应用建立的多孔板水力空化装置,分析管路入口压力、液体温度、空化作用时间、孔板过流面积、孔径等相关参数和亚甲基蓝溶液浓度、空化数等对羟自由基产量的影响;研究空化自由基产量与空化强度的关系.寻求最优空化强化条件,以促使空化发生以及提高空化作用强度.     

水力空化装置试验研究

水力空化装置是利用水力空化技术的关键．通过利用几种不同的多洞孔板对水力空化装置的试验研究,结果表明：在水力空化系统中,增大孔板的进口压力,可以增加孔板流量。从而提高孔内的平均流速。降低空化数;由于孔板的作用,系统中的水温上升率要比没有安装孔板的系统大;并分析得出孔板下游恢复压长度为4倍管直径．     

多孔板水力空化器的优化和应用

采用多孔板作为水力空化发生器,研究了孔板几何参数、孔布置方式对孔板空化特性的影响,并结合废水处理实验确定最佳孔板.实验结果表明,孔交错布置的多孔板空化效果较径向布置的好;过流率越小空化数越小;对于相同孔径的孔板,孔数增加过流率和空化数均增大;对于相同过流率的孔板,孔径越小空化数较小.空化数接近1的孔板体系,处理废水的效果最好.在实验条件下,96×1交错布置孔板体系处理废水的效果最好.     

水力空化降解若丹明B的初步试验研究

水力空化是一种新的水处理技术利用水力空化装置对若丹明B降解进行了实验研究,结果表明：水力空化降解若丹明B是有效果的．同时,探讨和分析了空化数和进口压力等因素对其降解的影响,提出了水力空化降解与时间的规律．     

染色法测量超声空化场研究

简易、形象地评定声空化强度与分布是功率超声技术应用中的重要技术.本文利用染色法测量侧置换能器清洗水槽中声空化场,通过改变功率,对多种染色载板的染色效果加以比较,给出3种适合不同功率情形使用的染色载板,并提出染色法最佳观测时间和最佳观测方法.同时,研究了变频条件下清洗水槽中的空化分布.结果表明,连续变频下获得均匀的空化场.染色法能形象描述超声清洗设备和声化学反应器中的声空化分布,并且具有简单、直观、经济、可信度高的优点,是一种实际可行的声空化定性评价方法.     

金属熔体中高强超声空化气泡运动的数值研究

导出了可压缩液体中空化气泡泡壁运动方程,用该方程对高强超声场作用下铝熔体中空化气泡的运动规律进行了数值求解。结果表明,导出了泡壁运动方程保留了Ｕ／Ｃ的高次项,精度高于传统的不可压缩液体泡壁运动方程;高强超声场作用下铝熔体中空化气泡溃灭时可产生极高压冲击波;超声声压幅的大小对空化的强度和密度影响很大。     

超声空化微电解技术处理废水中硝基苯的研究

通过以废铁屑与活性炭构成微电池,以超声波、电化学等为实验条件,采用高效液相色谱仪进行检测.实验结果证明,在超声空化条件下采用微电解的方法降解废水中硝基苯效果最佳.     

水力脉冲空化射流钻井工具在渤南油田的应用

近年来,在胜利油区深井勘探开发中,钻井难度越来越大,钻井周期长,机械钻速低。为此,胜利油田开展了钻井提速工具的研究和试验,设计出一种新型水力脉冲空化射流钻井工具。通过在渤南油田的义7区块多口中深井现场试验,证明了该工具,对渤南油田的地层具有较好的适应性,与常规钻具组合配合使用可将机械钻速提高17.7～80.4%,降低了钻井成本。