粉末活性炭吸附水中苯的热力学研究

为研究粉末活性炭(PAC)对苯的吸附性能,对比分析两种PAC的物理化学性质.结果表明:煤质炭微孔面积320 m2/g远小于木质炭微孔面积563 m2/g,煤质炭表面基团比木质炭丰富.使用Dubinin和Sper-pinsky(DS)公式对活性炭吸附水分子进行定性分析,表明煤质炭易于吸附水分子,木质炭更易于吸附苯;研究两种炭对苯的吸附等温线,比较Langmuir、Freundlich、Sips、Toth方程描述吸附等温线的准确性,结果表明Toth方程相关性系数最接近1,更适合描述PAC吸附水中苯;木质炭吉布斯自由能变(-ΔG 0)、吸附焓变(ΔH 0)、吸附熵变(ΔS 0)均大于煤质炭的,表明木质炭更易于吸附苯.     

应用前表面三维荧光表征有机膜污染物质的方法

一直以来膜污染都是膜过滤技术中亟待解决的问题,新型的膜污染表征定量技术的开发有助于对膜污染过程的深入了解,并为膜污染控制提供参考.本研究开发了采用前表面荧光法对有机膜污染物质进行直接测量的表征方法.以牛血清蛋白(BSA)为标准污染物进行聚偏二氟乙烯膜(PVDF)的超滤实验,结合使用平行因子分析法,对超滤过程中膜表面累积的污染物进行定量,并评估其准确性.实验证实前表面三维荧光法能够准确地定量黏附在膜表面的BSA污染物,表征结果表明,在膜污染初期BSA的黏附相对较慢,随着过滤进行,膜表面形成滤饼层,黏附作用逐渐加快,造成膜阻力的增大也越来越快.用前表面三维荧光法定量有机膜污染物质,操作简便且准确直观,有望为膜污染的深入研究及膜污染的在线检测提供技术支撑.     

超滤-纳滤双膜工艺深度处理南四湖水中试研究

针对南四湖水源水中高有机物、高含盐量的特点,采用超滤-纳滤工艺进行了中试研究,对比分析了2种纳滤膜(H膜、G膜)的处理效果。试验结果表明:超滤-纳滤双膜工艺可有效应对水源中存在的有机物和无机盐污染问题,2种纳滤膜对无机盐离子去除率在90%以上,H膜与G膜对DOC的去除率的分别为98.7%和81.6%,H膜出水水质优于G膜。相同压力和温度下G膜的通量要高于H膜,同时单位产水量的能耗G膜也要低于H膜;污染后的纳滤膜进水端主要是有机物污染,出水端主要是无机盐结垢。化学清洗可将膜通量恢复至初始通量的90%以上,但清洗后的膜面仍然存在微量的有机物和无机盐结垢,这是形成纳滤膜不可逆污染的主要原因。     

开孔泡沫金属复合材料有效热导率的研究进展

有效热导率是开孔泡沫金属复合材料热传输热性的重要参数,基于三维结构的复杂性,从边界模型和晶胞分析模型两个方面出发,较为全面地概述了有效热导率的研究现状。指出边界模型以均质化方法宏观分析热传导问题而忽略了微观孔结构的影响,重点阐述晶胞分析模型中立方体模型和开尔文模型的经验相关性分析方法,指出其关键点在于以孔隙率形式将多孔结构形状参数拟合成可调参数表达式。此外,3D断层扫描与数值模拟相结合,阐述lattice-Boltzmann方法对开孔泡沫结构的研究,突出真实孔结构对有效热导率的影响和规律。展望后期研究重点是经验相关模型的精确拟合方式及特征关联式的统一化,高精度数值模拟计算中的简化对比分析模型。     

低压低功耗CMOS电流运算放大器的设计

设计了一种新型CMOS电流反馈运算放大器结构,通过在输出端采用电阻反馈,增强负载能力,利用MOS管实现串联电阻以消除补偿电容带来的低频零点.使用0.5 μm CMOS工艺参数,PSPICE模拟结果获得了与增益关系不大的带宽.电路参数为:80.7 dB的开环增益,266 MHz的单位增益带宽,62°的相位裕度,149 dB共模抑制比以及在1.2 V电源电压仅产生0.82 mW的功耗.     

高锰酸盐复合药剂和氯联合预处理研究

在中试基础上研究高锰酸盐复合药剂(PPC)和氯联合预处理技术,结果表明,以总大肠菌群、细菌总数为指标,以引黄水为原水,通过Berenbaum公式计算证实,PPC(1.5 mg/L)和氯(1.5 mg/L)联合预处理对降低微生物学指标具有协同效应。相对于投药总量相同的预氯化(3 mg/L),PPC和氯联合预处理技术能够改善全流程消毒效果,同时减少三卤甲烷生成量,并改善出水浊度和有机污染物去除效果,保证了出水的微生物和化学安全性。     

高锰酸钾与氯联用消毒控制饮用水中三卤甲烷生成量

主要考察了高锰酸钾与氯联用消毒工艺的化学安全性。研究了氯投量、高锰酸钾投量、Br^-浓度和pH值等因素对高锰酸钾与氯联用消毒工艺三卤甲烷(THMs)生成量及生成形态的影响。结果表明：氯投量对THMs生成量及生成形态有显著影响。随着氯投量的增大,THMs生成量显著升高,且溴代三卤甲烷(Br-THMs)占主要部分。高锰酸钾投量对THMs生成影响较小。THMs与Br-THMs的生成量随着Br^-浓度及pH值的升高而增加。与单独氯消毒工艺比较,高锰酸钾与氯联用消毒减少了氯投量,降低了THMs的生成量。高锰酸钾与氯联用消毒工艺在保障饮用水的化学安全性上优于单独氯消毒工艺。     

基于0.5μm CMOS工艺的低压低功耗电流放大器

采用BSM30.5μm CMOS工艺,通过引入电流模式的缓冲级输入输出结构而设计了一种性能较高的CMOS电流反馈运算放大器.在1.5V的电源电压下,当偏置电流为1μA,负载电容为20pF时,对整个电路进行HSPICE仿真.结果表明,该电路结构达到了87dB的开环增益,23.8MHz的单位增益带宽,48°的相位裕度,139dB的共模抑制比,功耗仅为2.09mW.     

地下取水系统在海水淡化工程中的应用

海水淡化已经成为解决世界滨海地区城市和生活用水短缺的重要手段,地下取水系统是海水淡化工程的重要组成部分,在提供充足和稳定的水源方面发挥了非常重要的作用。为了提升中国海水淡化工程地下取水技术水平,在参阅大量文献基础上,首先对地下取水系统的类型进行了介绍; 然后,以反渗透海水淡化工艺为例,采取个例分析、数据挖掘再加工、环境影响分析和归纳总结等方法,对地下取水系统的优劣势进行了分析; 最后,就地下取水系统对不同海岸地貌的适应性以及地下取水设施的投资和运行成本进行了分析。结果表明:①地下取水系统相比开敞式地表海水取水系统,具有消除海洋生物撞击和夹带、去除藻类和一些有机物、净化改善水质、替代或部分替代海水淡化预处理等优势; ②地下取水设施因选址、建设和地下水开采运行等因素,也可能存在破坏海滩地貌形态,导致近岸海洋栖息地环境变化,引起滨海敏感地区海水入侵和地下取水水质污染等问题; ③地下取水系统对不同海岸环境的适应性,不仅取决于海岸地貌类型,还取决于海洋水文及海岸带水文地质条件; ④地下取水系统相比地表海水取水系统具有较强的优势,不同类型地下取水系统的投资费用取决于取水工程的建设规模、取水量以及取水构筑物和管材等多种因素。目前,海水淡化地下取水系统研究尚不充分,未来一方面要加强组合式地下取水设施及取水口设计的创新性研究,另一方面要注重海水淡化地下取水的海岸海洋环境效应尤其是生态环境效应的研究。     

新型超滤系统的除污染效能及膜污染控制中试研究

构建了一种新型的超滤系统,利用运行膜组产水作为反冲洗膜组供水,取消了反冲洗水泵及反冲洗水箱,简化了超滤反冲洗系统;研究了NaCl反冲洗和NaClO反冲洗等强化水力反冲洗措施的膜污染控制效果。研究结果表明,不同膜通量条件下新型超滤中试系统具有极佳的除浊效能,对COD_(Mn)、DOC和UV_(254)等有机物均有一定的去除效果。提高膜通量可使跨膜压差增长速率增加,膜比通量下降速率加快,不可逆膜污染程度更加严重。腐殖酸类物质造成的是可逆膜污染,可通过常规水力反冲洗进行有效控制;蛋白质类有机物是造成不可逆膜污染的主要原因,采用NaCl反冲洗或NaClO反冲洗均可不同程度减轻蛋白质类有机物造成的不可逆膜污染,NaClO反冲洗可更有效地洗脱大分子溶解性蛋白质类物质。与常规反冲洗相比,NaCl反冲洗和NaClO反冲洗可以更有效地洗脱相对分子质量小于1 000和大于100 000的DOC。