气浮池接触区微气泡粒径及气含率分布实验研究

气浮技术作为高效清洁的除油工艺,常用于密度相近的液-液两相流或水中悬浮颗粒的分离。作为微气泡的产生及微气泡与油滴等悬浮物质黏附的场所,气浮池接触区水利流动状态下的微气泡粒径及气含率分布对除油效率有着重要影响。实验表明,溶气压力0.34 MPa时微气泡尺寸更小;双释放头能显著提高气含率;接触区宽度较小时,湍动作用加强微气泡聚并严重;表面活性剂浓度能降低表面张力,有效抑制微气泡聚并;最佳浓度为0.5 mg/L时,平均尺寸维持在65~70μm。     

不同高径比下气液两相流流场结构的实验研究

气液两相流是好氧曝气过程中产生的一种复杂的气液流动形态,其流型、流态对曝气反应器的运行效率具有重要的影响。本研究使用高速摄影机获得气泡羽流的流场图像,再经图像处理和数值计算来研究气泡羽流的空隙率参数,测得空隙率值在气泡羽流中的分布,并结合羽流摆动频率对不同纵横比下的羽流运动情况进行分析。研究结果表明,当曝气装置纵横比为1.0时,气液两相流的流场分布均匀,频谱稳定,能形成稳定的气液环流,使气泡在液相中的停留时间变长,可以有效地提高氧传质的效率,改善曝气效果。     

加压溶气气浮气含率分布与气泡聚并规律研究

加压溶气气浮技术是污水除油中常用的高效工艺,气泡的大小和分布对除油效率的影响至关重要。本文基于相群平衡模型,对溶气气浮器内两相流动及气泡聚并进行数值模拟,并进行实验研究加以验证,建立了气浮器接触区模型,研究了气泡聚并及气含率分布规律,分析了释放头不同气液比和接触区高度对气含率分布和气泡聚并情况的影响。结果表明,接触区气含率随气液比增大而升高,随接触区高度的增加而降低,气泡在上浮过程中会发生聚并使得气泡变大,稳定性变差,同时加快上浮速度,会影响接触区的气含率分布。通过微观模拟发现大粒径微气泡在上浮过程中更容易发生聚并,小粒径微气泡则由于表面张力作用稳定性更强,不易发生变形和聚并。研究结果为溶气气浮气液比的选择和浮选过程气含率和气泡分布的研究提供参考。     

4种表面活性剂对CO2气泡吸收过程近界面浓度影响的研究

利用显微激光全息干涉法研究了第三组分对气泡传质的影响。第三组分分别选择了几种不同类型的表面活性剂。结果表明，加入微量的表面活性剂，气泡传质时的近界面浓度度将发生显著变化。     

增稠剂/表面活性剂协同修复有机污染土体试验研究

为获取增稠剂、表面活性剂注入位置对曝气影响范围、污染物时空分布及去除率演化特征的影响,文章开展了二维模型箱曝气试验.研究结果表明:曝气修复过程中掺入增稠剂将显著影响曝气影响范围,而掺入表面活性剂后的影响相对不显著;利用增稠剂限制曝气影响范围后将大幅增加土体有效气相饱和度,表面活性剂的掺入将进一步提升有效气相饱和度水平;...     

氧气微纳米气泡曝气异位修复渗滤液污染地下水效果研究

针对城市固废填埋场场地地下水污染的修复难题，提出氧气微纳米气泡(OMNB)曝气异位修复渗滤液污染地下水的方法．为研究该方法的效果，首先对渗滤液污染地下水开展OMNB曝气与氧气常规(OCB)曝气室内试验，通过对比两种曝气的传质效率、曝气前后水样的微生物活性和污染物浓度的变化研究了OMNB曝气的污染物去除效率，之后对OMNB曝气前后的水样进行紫外-可见光光谱(UV-VIS)、同步荧光光谱(SFS)和三维荧光光谱(3D-EEM)分析研究OMNB曝气前后水样中溶解性有机物(DOM)种类及浓度的变化．试验结果表明：OMNB曝气与OCB曝气的体积传质系数分别为0.265 s^-1和0.005 s^-1．在曝气后第30 d时，OMNB曝气与OCB曝气处理的水样的脱氢酶活性(DHA)分别提高了151%和84%,OMNB曝气处理水样的五日生化需氧量(BOD₅)、化学需氧量(COD)和氨氮的去除率分别约为95%、50%和10%.OMNB曝气后，水样中DOM聚合度增加，芳香性、疏水性降低，水样中类蛋白物质和可溶性微生物产物的浓度显著降低．OMNB...     

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。     

缩放型导流筒气升式内环流反应器特性——气液两相非牛顿流

主要从气相含率,液体循环速度和体积氧传质系数方面,研究气液两相非牛顿流体在缩放型导流筒气升式内环流反应器的流体力学与传质特性。内导流筒分别采用一种传统圆柱型和三种不同结构参数的缩放型,实验条件为空气－ＣＭＣ两相非牛顿流系统。实验结果表明,与传统圆柱型导流筒相比较,缩放型导流筒气相含率和体积氧传质系数均显著提高。在ＣＭＣ浓度分别为０ｍｇ／Ｌ,１００ｍｇ／Ｌ,１５０ｍｇ／Ｌ及２００ｍｇ／Ｌ的情况下,同     

多层桨气-液搅拌反应器内局部特性的数值模拟

采用计算流体力学(CFD)方法,应用Euler双流体模型、标准的k-ε双方程湍流模型及多重参考系法,并与综合考虑了气泡聚并与破碎对气泡尺寸影响的群体平衡模型(PBM)相结合,对多层桨搅拌槽内气-液两相的流场、局部气含率分布、气泡尺寸分布以及局部容积传质系数分布进行了数值模拟。结果表明:在搅拌槽内顶桨与底桨上方靠近壁面处存在气含率和气泡尺寸分布的极大值,与实验结果相吻合;容积传质系数的模拟结果与实验值的相对误差为15%。     

鼠李糖脂气浮处理含油废水的研究

不同浓度的生物表面活性剂鼠李糖脂在气浮过程中对单个气泡和气泡群特征有影响,因此利用高速摄像仪记录了气泡瞬时运动过程,并用图像分析软件分析了表面活性剂浓度对气泡上升速度和气泡尺寸分布的影响.结果表明,在一定浓度范围内表面活性剂的浓度越大,气泡上升的终端速度越小.并且表面活性剂的浓度到一定程度时,气泡上升的终端速度变化不大.加入生物表面活性剂鼠李糖脂后,气泡的平均尺寸趋向于减小,气泡尺寸大小分布均一.气/水表面张力最低时,添加生物表面活性剂鼠李糖脂的质量浓度为0.5 wt.％,并且在这个表面活性剂质量浓度下对含油废水利用生物絮凝剂壳聚糖进行气浮-絮凝实验,在pH为7,壳聚糖的投加量20 mL,气浮时间10 min下含油废水的COD去除率可达到90.39％.因而生物表面活性剂鼠李糖脂和生物絮凝剂壳聚糖处理含油废水切实可行,这对环境保护和人类的健康生存具有极其重要的意义.     

同轴式微通道壁面润湿性对微细气泡生成特性的影响规律

微细气泡的生成时间和大小对污水处理的效率具有重要影响。为探究微通道壁面润湿性对微细气泡生成特性的影响,采用两相流水平集的方法模拟研究不同接触角下微细气泡的生成过程。以接触角为主变量,液体流量、气体压强和气体类型为次变量,探究次变量对微细气泡生成时间和脱离体积的影响。设计并制造了同轴式微流控芯片,开展微细气泡生成特性的试验。结果表明接触角在0-180°递增时,微细气泡的生成时间总体呈下降趋势,脱离体积先增加后减小,其中90°接触角为生成时间的分界点和脱离体积的峰值点。此外,三个次变量中液体流量的变化对微细气泡生成特性的影响尤为显著,液体流量越大,其生成时间和脱离体积越小。实测值与仿真值的偏差在正负百分之十以内,验证了微通道壁面润湿性对微细气泡生成特性的影响规律。     

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．     

泥-水界面微孔曝气对底泥重金属释放潜力的影响

采用自行研发的泥-水界面精准布氧系统研究了微孔曝气对安徽省合肥市南淝河城市重污染河段底泥重金属形态分布以及释放规律的影响.结果表明,微孔曝气明显改变了泥-水界面物理化学环境,增加了上覆水溶解氧(DO)质量分数和pH值,特别是显著提高了表层底泥氧化还原电位(ORP).泥-水界面微孔曝气处理显著改变了表层底泥重金属形态分布特征,显著降低了酸提取态重金属质量分数,而残渣态重金属的质量分数比例均出现不同程度增加.特别是镍(Ni)的形态变化对微孔曝气反应更为敏感,曝气前后残渣态质量分数比例由39.5%上升到55.0%.与对照组相比,在试验初期,泥-水界面微孔曝气处理下底泥间隙水重金属质量分数有所增加,但随着处理时间延长,这种增加效应逐渐减弱,至曝气处理10d以后,底泥间隙水重金属质量分数较对照组均有明显下降,尤其Ni下降更为明显.泥-水界面微孔曝气导致表层底泥中酸可挥发性硫(AVS)减少,但并没有促进底泥中重金属的释放.泥-水界面微孔曝气对底泥重金属生物有效性和释放风险的抑制效应主要归功于上覆水和表层底泥DO质量分数、pH和ORP等理化环境的改变.     

无泡曝气工艺实验研究

实验研究了中空纤维膜向水中进行无泡曝气的工艺过程,结果证明,这是一种高效的新型曝气工艺技术,其供氧的总传质系数可以达到605h-1,是传统气泡曝气方式的6倍以上;水流速和气体压力是影响无泡曝气供氧能力的2个主要变量,通过控制气压可以定量调节曝气量。     

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。     

水利枢纽下游水体溶解气体饱和度预测方法研究

泄水建筑物过流水体剧烈掺气,水气两相间气体质量交换迅速而充分时,可以假定下游水体溶解气体饱和度达到最大值.在此基础上,考虑电站和泄水建筑物过流水体均匀混合后的溶解气体超饱和特性,建立水利枢纽下游水体溶解气体饱和度的预测方法.对哥伦比亚河流域4座水利枢纽和三峡工程溶解氧实测资料进行的验证计算表明,该方法的计算结果均与实测资料相近,且应用方便,可在实际工程中推广.对三峡工程典型库水位下大坝下游水体的溶解氧饱和度的预测计算表明,发生百年一遇以下洪水时,黄陵庙断面的溶解氧饱和度不超过140%;发生百年一遇以上大洪水时,需要在防洪调度的同时进行生态调度,以减免超饱和对水生生物造成的影响.     

飞秒脉冲激光产生及捕获微气泡的实验研究

采用高速光学摄像及高频超声成像技术对飞秒脉冲激光在介质水中发生光学诱导击穿的过程进行实验研究.结果表明,光学诱导击穿产生后,在高能激光自聚焦的焦点处产生一系列微气泡,最后只有一个微气泡可以被激光束稳定地捕获,并且这个微气泡可以在超声作用下进行非接触式三维操控.进一步分析了沿激光束产生和捕获的微气泡的时空特性以及激光束捕获微气泡的力学特性.实验结果为应用微气泡进行分子水平的靶向性治疗提供了全新的技术手段.     

三种曝气器在染料化工废水中充氧能力的比较

以某染料化工废水为试验对象 ,选择了三种不同规格型号的微孔曝气器 ,分析比较了其在不同工况条件下的供氧能力、氧利用率和需气量 ,并根据试验结果对该化工废水处理站的供氧系统作了综合评估 .评估结果对废水处理中曝气器的合理选用和供氧系统的正确评估具有参考意义     

供气式低压射流曝气器结构与运行参数对曝气器氧传质的影响

供气式低压射流曝气氧传质影响因素的探究一直是污水处理领域的研究热点。射流曝气器的结构与其运行参数是影响射流曝气氧传质的重要因素。在5. 5 m水深条件下,对不同大小一级喷嘴直径的射流曝气器在不同运行参数条件下进行充氧性能评价。结果表明,随着运行气量的增加,射流曝气器的标准氧转移效率(SOTE)减少;随着循环水量增加,射流曝气器的SOTE随之增加;随着供气式低压射流曝气器一级喷嘴直径的增加,SOTE及理论动力效率(SAE)随之减小,而电耗随之增加。     

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.