TiO2膜光催化水处理设备的研制和应用

以大流量处理微污染水为目的,采用溶胶-凝胶法在炻器管内壁负载纳米TiO2膜,以150 W低压汞灯为主要光源置于管内组成光催化反应膜管,由多根膜管组成的光催化水处理设备的总膜面积为6.13 m2,总反应容积为105.38 L,低压汞灯总功率为2 100 W.当处理量为0.5 t/h时,某印染废水、制药废水和南京秦淮河水的CODCr值分别由初始的104 mg/L,63mg/L,24 mg/L降低为37 mg/L,19 mg/L,12 mg/L,去除率分别为64.4%,70%,50%.降低处理量可提高CODCr去除率,但能耗增加.南京秦淮河水样含细菌总数4.1×106个/L,大肠菌群数1.7×104个/L,经光催化设备处理后,灭菌率为100%,日光照射10 h无细菌复活.采用1 mol/L的H2SO4溶液浸泡24 h,污染的TiO2膜光催化降解能力可以恢复到初始的95%.     

水热老化对Cu-SSZ-13催化剂NH_3-SCR性能影响的试验研究

通过离子交换法合成了兼具很高的NO_x转化率和N_2选择性的Cu-SSZ-13分子筛催化剂,分别在700℃与800℃条件下对催化剂进行了16 h的高温水热老化处理,比较了水热老化前后催化剂的NO_x转化率、N_2选择性、NH_3吸附性能,分析了水热老化对Cu-SSZ-13分子筛催化剂NH_3-SCR性能的影响。采用XRD、BET、SEM等方法对催化剂进行了表征,并进一步利用in situ DRIFTS对老化前后的催化剂进行NH_3/NO吸附与反应的机理研究。结果表明:高温水热老化使得Cu-SSZ-13分子筛催化剂结晶度变差,比表面积及孔容减少;700℃老化处理后, Cu-SSZ-13分子筛催化剂仍具有较好的催化活性,并较好保留了分子筛的骨架结构,而800℃老化后,催化剂活性明显降低,催化剂骨架坍塌,表面生成较多减少催化剂活性位点的Cu_xO物种;高温水热老化使得催化剂上吸附于Br?nsted酸性位点上NH_3减少,更多的NH_3以分子态吸附于催化剂表面,但总NH_3吸附量随着水热老化温度的升高而减少;同时,高温水热老化使得催化剂的NO吸附能力降低,但大部分吸附在催化剂表面的NO均被氧化为硝酸盐,且反应生成的各类硝酸盐占比同新鲜催化剂表面NO氧化反应后生成的硝酸盐比例基本相同,可见水热老化并未使Cu-SSZ-13分子筛催化剂的催化机理发生改变,为进一步改善催化剂的水热老化性能提供了可能。     

二次生长法FAU型沸石膜的合成与表征

采用二次生长成膜的方法,在合成液的配比为46Na2O∶12.8SiO2∶1Al2O3∶4 500 H2O的稀溶液中,在大孔α-Al2O3陶瓷管载体外表面,合成出致密的FAU型沸石膜,并用扫描电镜、X射线衍射以及气体渗透性能等手段对沸石膜进行了表征.用热浸渍法将与载体孔径尺寸相近的晶种引入载体表面,晶种嵌入了载体表面的孔口和次孔口,且均匀地分布在膜管表面,明显改善了载体的表面性质,促进了膜的生长.所制备的膜表面晶粒相互交织生长完好,致密,连续,规整,无裂缺,沸石膜厚约6～7 μm.H2的渗透率为1.46×10-6 mol/(m2·s·Pa),H2/SF6的理想分离因子为9.67,高于其努森扩散值8.54.对稀溶液中沸石膜的形成机制也进行了探讨.     

动态法制备复合膜的研究进展

介绍了动态膜的特点、分类、膜材料和载体、成膜过程和研究现状,重点阐述了采用动态法制备的三种复合膜:动态预涂膜、原液形成膜和动态聚离子复合膜的成膜过程和分离特性.通过对研究现状的总结分析,指出动态成膜具有广泛的应用前景,并展望了对于动态成膜的研究,今后应该关注的一些方面.     

正硅酸乙酯水解反应参数对再生骨料性能强化效果的影响

采用正硅酸乙酯乙醇溶液对再生粗骨料进行化学强化处理,为研究浓度、温度和水解时间等反应参数对强化效果的影响,设计了不同摩尔比浓度(正硅酸乙酯与水的摩尔比分别为1∶12、1∶9、1∶6)、不同温度(20℃、40℃、60℃)、不同水解时间(6、24 h)的18组正硅酸乙酯乙醇溶液对再生骨料进行处理,通过多因素方差法分析了3个反应参数对再生骨料基本性能影响的显著性。结果表明：该处理总体上有利于提高再生骨料的表观相对密度,降低吸水率、压碎值和砂浆附着率。浓度比为1∶9的正硅酸乙酯乙醇溶液在40℃、6 h水解时间下处理的再生骨料有显著改善,表观相对密度提高了3.56%,吸水率、压碎值、砂浆附着率分别降低了31.02%、20.49%、13.24%。溶液浓度和温度对再生骨料性能强化效果的影响显著性要远大于水解时间,反应参数之间具有交叉作用,能够进行等效调控。这些发现为改善再生骨料的性能提供了另一种解决方案。     

聚醚砜酮合金超滤膜的制备及表征

采用含二氮杂萘酮结构的磺化聚醚砜酮与聚醚砜酮共混的方法制备了一种新型荷电超滤膜.通过孔隙率、表面接触角、离子交换容量以及对达旦黄水溶液、聚乙二醇(PEG)6000水溶液分离性能的测试和扫描电镜对膜孔结构的观察,研究了合金膜中磺化聚醚砜酮含量对膜性能的影响规律.结果表明:当铸膜液中磺化聚醚砜酮含量从0增加到3%时,合金超滤膜水通量增大到491 L/(m2·h),对PEG6000的截留率可达86%.合金超滤膜具有高水通量、高截留率、亲水性好等特点.     

平板膜生物反应器中超滤膜的筛选

认为膜的筛选应该采用膜所要应用的实际工况即错流过滤的方式来进行.结果表明,用1 h的过滤试验来进行膜筛选,可能会带来不正确的结果,并确定筛选试验的过滤时间为4h.本试验最终选择PVDF膜为后续试验用膜.     

一氧化氮在低温等离子体中的氧化试验研究

采用低温等离子体反应技术将部分NO预氧化成NO2,研究了放电电压、气体成分对等离子体氧化NO性能的影响。研究发现,O2和碳氢的存在能显著提高等离子体中NO的氧化效率,且NO2的生成量随加入的O2和碳氢浓度升高而增加。同时也发现,O2和碳氢对NO预氧化的促进作用存在一定的理想范围。     

制备工艺对自燃煤矸石-矿渣-粉煤灰地质聚合物强度的影响

以自燃煤矸石、矿渣和粉煤灰为硅铝成分的主要来源,制备自燃煤矸石-矿渣-粉煤灰地质聚合物,重点研究了激发剂的陈化时间、固液混料的搅拌时间、振捣方式、养护温度、养护时间和养护方式等工艺参数对地质聚合物胶砂强度的影响.结果表明,当自燃煤矸石∶矿渣∶粉煤灰为5∶3∶2,硅酸钠:氢氧化钾为3.3∶1,且激发剂掺量为17％时,若采用优化的工艺条件,即激发剂陈化时间24h、按ISO胶砂搅拌机全自动搅拌、按GB胶砂振动台振捣,试件脱模后在40℃养护箱中养护6h再标准养护,可以制备出满足硅酸盐水泥42.5R强度等级的地质聚合物.     

聚丙烯酸钠荷负电膜的制备及分离特性研究

采用含浸法制备聚丙烯酸钠荷负电超滤膜,研究了聚丙烯酸钠含量、含浸时间、交联剂、乙酸和乙醇加入量等因素对膜性能的影响,利用红外光谱分析膜组成变化,获得制备聚丙烯酸钠荷电膜的合适条件.研究结果表明,实验制备得到的荷负电膜引入了羧基基团,膜的透过率影响较少,而截留率比未改性膜提高了9倍,由9.23%增加到89.02%.     

劈裂真空预压法在阜建高速公路软基处理中的应用

针对传统真空预压法排水固结时间较长、真空度沿深度衰减使得深部软土加固效果欠佳等问题,介绍了劈裂真空预压法技术;依托江苏省阜建(阜宁—建湖)高速公路软基处理项目进行了劈裂真空法试验段工程,监测了膜下真空度、地表沉降、不同深度处孔隙水压力、深层水平位移和地下水位等,并通过加固前后现场地基土原位测试分析了软基处理效果。现场监测结果表明,劈裂喷气时膜下真空度急速衰减,停止喷气后真空度可在2h内逐渐恢复到80kPa,且不同深度处喷气对真空度的衰减与恢复速率影响不大;劈裂真空法可以增强真空荷载向土体深部的传递效率,进而提高深部软土的加固效果,还可以加速超静孔隙水压力消散,缩短施工工期。     

低温等离子体接枝改性PVDF膜

采用低温等离子体接枝技术改性聚偏氟乙烯膜(PVDF),在PVDF膜表面引入疏水性单体苯乙烯,达到改变膜表面孔径的大小和孔径分布的目的.通过傅立叶红外光谱仪(FTIRATR)对改性前后的PVDF膜表面进行了结构分析,考察了PVDF膜接枝前后官能团的变化.采用示差扫描量热仪(DSC)分析了PVDF改性前后膜的孔径分布,考察了改性条件对膜孔径大小和分布的影响.通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观测了PVDF膜改性前后表面形貌的变化.研究了接枝温度、接枝时间等接枝条件对PVDF改性膜纯水通量的影响.结果表明,随着照射时间和接枝时间的延长,PVDF改性膜的孔径分布变窄,纯水通量下降,接枝率提高.     

用于SCR的铜基分子筛催化剂失效原因分析

用于SCR的铜基分子筛催化剂经200 h发动机台架老化试验后失效。为分析其失效原因,利用XRD测试、EDX测试对新制备的催化剂以及老化后失效的催化剂进行了表征分析。结果表明,催化剂失效原因不是由于载体分子筛骨架的坍塌、损毁或活性物质脱除,而是活性组分在催化过程中与尾气中的硫化物反应致使"催化剂硫中毒";并根据失效原因探讨了延长催化剂寿命的研究方向。     

乙醚对酚酞基聚芳醚砜超滤膜性能和结构的影响

以新型耐高温工程塑料--含酚酞侧基的聚芳醚砜(PES-C)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,加入一种易挥发添加剂:乙醚.通过改变铸膜液中添加剂乙醚的含量,采用相转化法在平板刮膜机上制备了一系列超滤膜,考察了添加剂乙醚含量对铸膜液黏度、凝胶速度、膜性能和结构的影响,研究了PES-C/DMAc体系中添加剂乙醚作用的规律.结果发现,乙醚的加入,会使溶剂对聚合物溶解能力降低.乙醚含量的增加,使铸膜液黏度增加,凝胶速度下降,水通量降低,截留率上升.所制备的超滤膜的结构为指状孔结构,但是随着乙醚用量的增加,皮层增厚,过渡层中指状孔减少.     

不均匀积水条件对路面行车安全的影响

采用Fluent有限元仿真分析软件,建立轮胎-路面-流体三维有限元模型,模拟不同水膜厚度和汽车行驶速度条件下汽车轮胎所受动水压力的理论变化值,定量地分析了水膜厚度和车速对积水路面车辆侧转角的影响以及积水段路面上车辆的横向稳定性能.研究结果表明:当水膜厚度大于胎面花纹深度时,动水压强随车速的增大而增加较快,且动水高压区由轮胎中间向轮胎边缘呈近似三角分布.在无驾驶员操控情况下,当汽车左右轮分别高速(＞ 90 km/h)行驶在干燥和积水路面,水膜厚度介于9～12 mm时,1 s后汽车的相对侧转角差超过最佳控制角度(25.),此时汽车操纵性开始下降;2 s后汽车的相对侧转角差已超过90.,车辆发生侧滑,易产生交通事故.     

加快天津港吹填造陆速度的措施研究

结合天津港东疆港区吹填造陆工程实际分析了制约吹填造陆进度的主要因素,提出了加快吹填造陆的主要措施和方法.调研结果表明,通过改进吹填工艺加快砂垫层铺设进度、褥垫层真空预压法、自密封真空预压法以及改进后的真空预压技术(取消砂垫层、将排水板与滤管直接相连、然后铺膜抽真空的方式进行地基处理)比较适合天津港软土地基处理的需要.     

纳滤膜分离技术在矿井水处理中的研究

介绍了用纳滤膜处理含悬浮物矿井水的工艺流程,考察了纳滤膜不同操作特性对膜过滤性能的影响及组合工艺对矿井水的处理效果.试验结果表明:纳滤膜在过滤周期为30min采用逆料液回流冲洗,化学清洗周期5天,能够有效减少膜污染,恢复膜通量,稳定运行4周的试验数据表明,该工艺对矿井水的处理效果明显,出水稳定,出水达到国家饮用水标准,是一种高效、经济的处理工艺.     

气态法进行聚砜中空纤维超滤膜表面紫外光引发接枝聚合改性的实验研究

利用聚砜中空纤维膜内表面作为接枝层,进行动态表面光接枝聚合反应的研究--在气态条件下进行引发并在液态条件下进行接枝反应.实验结果表明:用二苯甲酮作为引发剂,丙烯酰胺作为亲水性接枝单体,聚丙烯酰胺链可以被接枝到膜表面.通过对反应前后的接触角、水通量和截留率的测量,发现分离膜的亲水性和孔径都发生了变化,而且接枝聚合的程度随着参数和实验条件的变化而变化,如引发时间、单体浓度、聚合温度和聚合时间等.此方法对于制造较小孔径的中空纤维超滤膜提供了新思路,是非常值得发展和研究的方向.     

乳状液膜法处理H酸废水的实验研究

以Span-80、FSN-100为复合表面活性剂,TOA为流动载体,研究了乳状液膜处理H酸废水时TOA浓度、内相NaOH浓度、油内比Roi、外相pH、乳水比Rew及搅拌强度等因素对废水COD去除率指标的影响,分析了其内在影响因素的规律性.同时,实验结果表明乳状液膜法处理H酸废水具有较好的应用前景.     

天津港南疆含油废水处理系统MBR反应池的优化设计

介绍了基于Yusuf Chisti-Murray Moo Young模型的含油废水MBR反应池的设计,研究了曝气量及反应器结构对膜间平均错流流速的影响,并据此选定MBR曝气量及反应器下降流过水断面积分别为200 m3/h和3.9 m2,获得的膜间平均错流流速为1.25m/s.工程实践表明,膜组件的操作负压稳定在0.02MPa以下,远低于化学清洗时的操作负压控制标准0.05 MPa,解决了中空纤维膜应用于含油污水处理中膜污染严重的技术瓶颈.