本源微生物菌剂治理河流污染的数值模拟研究

为研究在本源微生物菌剂治理污染河流的过程中DO、COD和氨氮随时间的变化规律,以河流自净原理为理论基础,从反映微生物增殖的Monod模型、着重于生物处理过程基本原理的活性污泥1号模型(ASM1)和水质模型Streeter-Phelps三方面对微生物在污染水体中的降解活动进行数学描述,利用耦合模型模拟甘坑河治理过程中DO、COD和氨氮的浓度变化。结果表明,DO、COD和氨氮的模拟值与实测值较吻合,耦合模型对本源微生物菌剂治理污染河流的过程的模拟较为理想。     

新型曝气自净式雨水桶设计与试验

针对雨水桶内的雨水放置时间过长后易出现黑臭现象的问题,结合初期弃流、周期曝气、活性炭过滤技术,在传统雨水桶的基础上设计了一种新型曝气自净式雨水桶,与传统雨水桶相比,新型雨水桶增加了桶内水体的流动性、提高了水体内的污染物去除及吸附的程度,采用南京市2017年9、10月的屋面雨水作为试验水样,通过周期对比试验分析传统雨水桶与新型曝气自净式雨水桶内雨水的水质状况。结果表明,相较于传统雨量桶,新型曝气自净式雨水桶浊度去除率提升87.4%、氨氮含量降低71.89%、BOD5减少70.1%、溶解氧增长47.82%、COD降低39.51%、pH值提高32.46%、总磷含量降低13.48%、总氮含量降低39.76%。     

曝气生物滤池在乙烯废水深度处理中的试验研究

描述了小试规模的曝气生物滤池在石化乙烯行业污水深度处理中的工艺特性,主要研究了曝气生物滤池对乙烯厂二级出水COD,BOD,以及浊度的去除效果,试验表明,水温对曝气生物滤池的运行有一定影响。     

基于MIKE21的城市河流水质改善与达标分析

为进一步改善北京市潮白河顺义段的水质并分析其目标可达性,基于MIKE21模型,以COD、TP、NH_3-N为特征性指标,在四种方案下分别对研究河段进行水动力与水质模拟。根据其模拟结果,定量分析四种方案,发现四种方案对潮白河的水质全面提升均有一定效果,方案2、3的出口断面水质可达到要求的Ⅳ类水标准。     

油田采出水处理中试试验

中试试验采用预吸附→厌氧水解酸化→三级生物接触氧化→吸附→分离组合工艺,以此工艺建立实验装置,利用活性焦为吸附剂,处理经过联合站后的油田采出水。试验结果表明,当进水COD为358.7589.2mg/L、回流比为0.10.2、好氧池曝气量的气水比为5.1∶1,吸附池投加新活性焦的比例为1.5kg/t时,组合工艺对经联合站处理后的采出水COD的去除率达到91%,出水COD的均值为41.34mg/L,出水水质能够达到一级A的排放标准。     

苕溪流域控制断面河网概化水质订正方法

大型复杂河网河道众多,水系复杂,加上模拟方法存在理论缺陷及概化河道产生误差,在模型运算中对规模较小的河道进行概化处理会导致水质模拟精度降低。为提高水质模拟精度,以杭嘉湖平原苕溪流域控制断面为例,通过引入陆域宽度概念,对河道概化前后流量及水质浓度进行修订。结果表明,苕溪流域控制断面COD、氨氮订正系数为0.96~1.11,订正后COD、氨氮浓度平均误差分别减小了3.58%、5.36%,水质精度有所提高,可见该方法在模型应用中具有较好的适用性。     

基于粘结裂缝模型的混凝土细观力学特性模拟

混凝土细观力学特性的数值模拟,很大程度上取决于骨料模型和混凝土裂缝模型的选择是否合理、有效。为此,首先利用块体切割法生成混凝土随机多边形骨料模型;然后对骨料模型划分网格,并通过粘结单元嵌入算法实现了砂浆之间、骨料与砂浆单元间零厚度粘结单元的插入;最后利用Abaqus软件进行了混凝土试件的单轴拉伸数值模拟。结果表明,模拟得到的混凝土抗拉强度值与试验值吻合较好,可见该方法能较好地研究混凝土的力学性能。     

生物强化人工湿地治理富营养化水体影响因素试验

试验采用2套生物强化人工湿地单元,对垂直潜流人工湿地进行模拟。将外加菌种的湿地单元与空白单元进行对照,通过对溶解氧(DO)、p H、温度等外界因素变化的观察,来研究湿地系统对于氨氮、TN、TP、COD去除效果的具体影响。发现温度对湿地脱氮效果影响显著;沿水流方向,2套系统p H值呈现曲折下降趋势,DO的变化过程则是先降低后升高。     

潜流型人工湿地对农田排水的净化效果

利用潜流型人工湿地对模拟农田排水进行了净化试验。检验了不同水力停留时间、不同水深以及不同进水浓度对农田排水中主要污染物氮、磷的去除效果的影响。结果表明,此系统的运行存在一个最佳水力停留时间3d,较大的水深有利于污水的净化,而进水浓度对处理效果影响不大。系统对总磷有较高的去除效率为63%～85%,但除氮效率相对较低,从净化机理上分析了产生此种结果的原因。     

河道断面氨氮去除及水质提升处理工艺技术应用

文章主要介绍了两种河道断面氨氮去除及水质提升的工艺技术现场应用情况.实际处理水量为3000m3/d,其中沸石氨吸附处理工艺段处理量为2000m3/d,氨氧化工程菌曝气滤池工艺段处理量为1000m3/d.现场实施期间,水质均达到设计要求:氨氮去除率大于40％,且设备出水氨氮≤2mg/L,本实验推荐采用"曝气氨氧化工程菌曝气滤池"作为河道断面氨氮去除、水质达标的主要工艺.     

小水电增效扩容改造过渡过程调节保证建模仿真分析

为掌握水轮机调节特性并优选调节保证措施,基于有压输水系统瞬变流特征线求解法,联合Matlab仿真模型库,构建机组甩负荷过渡过程数字仿真模型,对蜗壳末端压力上升值和机组转速上升率进行数值模拟。仿真结果表明,增设调压阀可有效约束水压和转速上升趋势,改善机组过渡过程调节条件,实现与导叶的协联启闭。建立的非线性数字仿真模型,经学习训练生成能反映机组过渡过程调节特性的瞬变值及波动曲线,可为机组调节保证设计及控制决策提供数据支撑。     

Advance electrochemical oxidation of fipronil contaminated wastewater by graphite anodes and sorbent nano hydroxyapatite

Degradation of C₁₂H₄Cl₂F₆N₄OS phenylpyrazole insecticide (Fipronil) by advance electrochemical oxidation in aqueous water solution was studied. The process efficiency was figured based on the COD, chloride, and fluoride reduction from fipronil. Further, we tried to highlight the importance of nano-hydroxyapatite (n-Hap) as a cost-effective nano sorbent for removal of fluoride from fipronil. From the advance electrochemical oxidation experiment, it was found that the COD removal was 79%, chloride 52%, and fluoride 80%. The intermediate of fipronil compounds was examined by GC-MS. The final results conclude that advance electrochemical oxidation process was effective for removal of fipronil synthetic wastewater.     

可见光响应型改性纳米二氧化钛催化降解生物质气化洗焦废水

制备了可见光响应型改性纳米二氧化钛催化剂,用于处理生物质气化洗焦废水,考察了催化剂改性方式对苯酚和洗焦废水COD去除的影响。实验结果表明：以Ag-C/TiO2为催化剂,在可见光下照射10 h,苯酚的COD去除率可达43.5%,洗焦废水的COD去除率达26.8%;在太阳光下照射36 h,洗焦废水的COD去除率达到90.9%。改性纳米Ag-C/TiO2催化剂在可见光下具有良好的催化活性,对洗焦废水有较好的处理效果。     

C/N值对A/O生物滤池性能影响分析

通过分析C/N值对A/O生物滤池性能的影响,为污水回用提供有效的处理工艺及参数。对模拟污水进行动态试验,研究不同的C/N比值对氨氮、总氮及COD去除效果的影响。试验表明,在当A/O生物滤池C/N比值为4.6~5.5、水力负荷为2~3m/h,回流比为1∶2,好氧段气水比为1∶3时,原水中的NH3-N、TN和COD都得到了较好的去除,去除率最高分别能达到92.1%,92%,95%。A/O生物滤池能够有效地去除污水中的氨氮、总氮及COD等,在适当的C/N比值的情况下,可有效提高去除效率,降低运行成本。     

乙二醇污水预处理生物流化床工业试验研究

乙烯水解生产乙二醇过程中,会产生大量乙二醇污水,该污水有机物浓度高,COD值高达1500～4000mg/L,污水中含有乙二醇、二乙二醇、醚类、醛类有机物质,对微生物具有一定的毒性。上海石化利用生物流化床技术,开展乙二醇污水预处理工业试验研究。试验结果表明,在污水pH值为5.5～11.0,温度为25～30℃,反应停留时间为10～15h,进水COD值为1000～3000mg/L条件下,处理后COD值小于500mg/L,达到企业预处理标准,COD去除率达到90%,流化床污水处理系统抗COD、pH冲击能力强,运行较为平稳。与传统氧化沟处理工艺对比,流化床工艺的反应效率、出水水质均优于氧化沟工艺,停留时间仅为氧化沟法的1/4。研制出大型生物流化床处理乙二醇污水工业试验装置,该装置主要包括均质水解罐、生物流化床、加药罐和空气压缩机。该装置最大容积负荷达到6.0kg COD/(m3.d),平均容积负荷达到3.1kg COD/(m3.d),是传统氧化沟法平均容积负荷的4倍。生物流化床工艺实现了污水处理的装置化、集成化,且占地面积小,操作费用低,处理效果好,抗冲击能力强。     

阶梯溢流坝过渡台阶体型水力特性研究

鉴于阶梯溢流坝采用台阶消能具有较好的消能效果,且阶梯溢流面与WES曲面的衔接处常采用过渡台阶可改善水流流态,采用数值模拟计算与模型试验相结合的方法,分析了四种不同过渡台阶体型下的阶梯坝面水流流态、流速、掺气起始点位置、掺气浓度和消能率等水力特性。研究结果发现,方案2、3、4在流态方面稳定,流速方面有一定的减小,消能率方面显著提高,但方案2、3在掺气起始位置方面略微下降。为此对方案4内凹型的过渡台阶的设置进行3种工况下的试验研究,证明其具有较好的工程价值和研究意义。     

济南炼化气体分馏装置流程模拟优化

中国石化济南分公司采用Aspen Plus流程模拟软件,建立两套气体分离装置模型。对其工艺流程进行了模拟,计算结果与装置现场实际参数十分吻合。在此基础上,分析各工艺参数在不同条件下对产品质量及能耗的影响。在保证产品质量达标前提下,根据现有生产条件,离线模拟最佳的操作参数。针对存在的问题,依据模拟结果对操作参数进行优化,达到了降低能耗、提高产品收率的目的。通过在环境温度较低情况下脱丙烷塔降压操作,降低装置能耗,优化脱丙烯塔进料位置,提高丙烯回收率,调整C4塔进料量,增产MTBE,优化脱乙烷塔,停运进料泵,实现装置挖潜增效319.25万元/a。该模型的应用表明,Aspen Plus软件能够根据生产条件的变化,及时分析装置运行状态,模拟最优参数,指导生产,实现装置效益的最大化。     

Microbial electrolysis cell powered by an aluminum-air battery for hydrogen generation,in-situ coagulant production and wastewater treatment

Microbial electrolysis cells (MECs) are an efficient technology for generating hydrogen gas from organic matters, but an additional voltage is needed to overcome the thermodynamic barrier of the reaction. A combined system of MEC and the aluminum-air battery (Al-air battery) was designed for hydrogen generation, coagulant production and operated in an energy self-sufficient mode. The Al-air battery (28 mL) produced a voltage ranged from 0.58 V to 0.80 V, which powered an MEC (28 mL) to produce hydrogen. The hydrogen production rate reached 0.19 ± 0.01 m³ H₂/m³/d and 14.5 ± 0.9 mmol H₂/g COD. The total COD removal rate was 85 ± 1%, of which MEC obtained 75 ± 1% COD removal and 10 ± 1% COD removal was achieved by in-situ coagulating process. The microorganisms removal of MEC effluent was 97 ± 2% through ex-situ coagulating process. These results showed that the Al-air battery-MEC system can be operated in energy self-sufficient mode and recovered energy from wastewater with high quality effluent.     

Hydrogen and methane production in a bio-electrochemical system assisted anaerobic baffled reactor

In this study, a new process was proposed to enhance the stability and efficiency of an anaerobic baffled reactor (ABR). The process was examined in a four equal compartments ABR with total volume of 3.46 L. The first compartment was operated for fermentative hydrogen production and the last three compartments were used as continuous singer chamber microbial electrolysis cells (MECs) for methanogenesis. The system was operated at 35 ± 1 °C and hydraulic retention time (HRT) of 24 h with influent chemical oxygen demand (COD) concentration of 3500 mg/L–4000 mg/L. The results indicated that the proportion of hydrogen in the first compartment was 20.7% and proportions of methane in the last three compartments were 98.0%, 93.6% and 70.1%, respectively. A total of 98.0% of COD removal rate was achieved as well. Hence, this new system has following advantages: hydrogen production with cleaner effluent, high COD removal rate, and net methane production for practical use.