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微生物絮凝剂捕集Cu(Ⅱ)的响应面优化及机理研究

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环境工程学报 2011年第11期5卷 2411-2416页

作者：高万超杨朝晖黄兢邓久华徐海音谢华明湖南大学环境科学与工程学院长沙410082 环境生物与控制教育部重点实验室(湖南大学) 长沙410082

采用BBD(box-behnken design)法对微生物絮凝剂MBFGA1捕集25 mg/L含铜模拟废水中Cu(Ⅱ)的过程进行了优化,设定5个影响因子分别为pH值、MBFGA1投加量、CaCl2投加量、搅拌速度和搅拌时间,响应值为Cu(Ⅱ)的去除率,并利用傅里叶红外光谱仪... 详细信息

采用BBD(box-behnken design)法对微生物絮凝剂MBFGA1捕集25 mg/L含铜模拟废水中Cu(Ⅱ)的过程进行了优化,设定5个影响因子分别为pH值、MBFGA1投加量、CaCl2投加量、搅拌速度和搅拌时间,响应值为Cu(Ⅱ)的去除率,并利用傅里叶红外光谱仪对捕集机理进行了研究。结果表明,影响MBFGA1捕集Cu(Ⅱ)的显著性因素为MBFGA1投加量和搅拌速度;当pH为7.23,MBFGA1投加量为24.75 mg/L,CaCl2投加量为29.25 mg/L,搅拌速度为130.90 r/min和搅拌时间为47.79 s时,MBFGA1对Cu(Ⅱ)捕集的效果达到最佳,Cu(Ⅱ)的实测浓度为0.08 mg/L,去除率达99.68%,捕集容量为303.43 mg/g。最后结合FTIR图,对捕集机理进行了初步探讨,MBFGA1中起捕集作用的基团主要是羟基、羰基和乙酰基。研究表明,微生物絮凝剂MBFGA1对水中Cu(Ⅱ)具有良好的捕集效果,是一种很有潜力的环境友好型微生物重金属处理剂。

关键词：微生物絮凝剂捕集 Cu(Ⅱ) 响应面优化捕集机理

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微粒捕集器捕集效率影响因素的模糊综合评价

湖南大学学报（自然科学版） 2011年第4期38卷 25-30页

作者：龚金科陈韬鄂加强左青松湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082 湖南大学机械与运载工程学院湖南长沙410082

利用模糊层次分析法,综合考虑柴油机微粒捕集器捕集机理各项影响因子对捕集机理的相互影响,将相互关联的复杂评价系统分解成若干独立分层的系统,建立了柴油机微粒捕集器捕集机理的综合评价模型.结果表明,壁厚、孔隙率和微孔孔径对主要... 详细信息

利用模糊层次分析法,综合考虑柴油机微粒捕集器捕集机理各项影响因子对捕集机理的相互影响,将相互关联的复杂评价系统分解成若干独立分层的系统,建立了柴油机微粒捕集器捕集机理的综合评价模型.结果表明,壁厚、孔隙率和微孔孔径对主要捕集机理影响最显著,而孔密度、直径和长度对主要捕集机理的影响属于次要因素.孔隙率对扩散机理的影响占绝对主导地位,约占60%的影响权重;微孔孔径是影响惯性碰撞机理的首要因素,约占39%的影响权重;而孔隙率和微孔孔径是拦截机理两大同等重要的影响因素,二者占60%的影响权重.

关键词：模糊层次分析法柴油机微粒捕集器捕集机理

柴油机排气微粒壁流式陶瓷过滤体过滤机理及影响因素

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北京交通大学学报 2005年第4期29卷 69-73页

作者：宁智宋波资新运刘建华北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 军事交通学院天津300161

在建立壁流式陶瓷过滤体微粒过滤捕集模型的基础上,详细计算分析了壁流式陶瓷过滤体的3种过滤机理:惯性碰撞机理、拦截机理和扩散机理,以及微粒粒径、过滤体微孔孔径、排气流速、气流温度等因素对3种微粒过滤捕集机理下的壁流式过滤体... 详细信息

在建立壁流式陶瓷过滤体微粒过滤捕集模型的基础上,详细计算分析了壁流式陶瓷过滤体的3种过滤机理:惯性碰撞机理、拦截机理和扩散机理,以及微粒粒径、过滤体微孔孔径、排气流速、气流温度等因素对3种微粒过滤捕集机理下的壁流式过滤体的微粒捕集系数及综合微粒捕集系数的影响及规律,在此基础上分析了提高壁流式过滤体微粒捕集系数的技术途径.研究结果可以为柴油机排气微粒壁流式陶瓷过滤体微粒捕集效率的定性与定量研究以及过滤体的结构优化设计提供依据.

关键词：过滤机理过滤体排气微粒柴油机壁流陶瓷结构优化设计过滤捕集碰撞机理计算分析扩散机理微粒粒径排气流速捕集机理气流温度定量研究捕集效率研究结果技术途径集系基础

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高梯度磁选机聚磁介质的研究概况及发展趋势

金属矿山 2012年第9期41卷 129-133,153页

作者：李文博韩跃新汤玉和袁致涛高莹东北大学资源与土木工程学院广州有色金属研究院稀有金属分离与综合利用国家重点实验室

对高梯度磁选机聚磁介质的分类情况进行了简单介绍,详述了国内外对高梯度磁选机聚磁介质的材质、形状、磁场特性及颗粒捕集机理等方面的研究情况,结合当前研究中存在的不足提出了聚磁介质的发展方向。

关键词：高梯度磁选机聚磁介质材质磁场特性捕集机理发展趋势

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驻极纤维过滤材料的研究

天津纺织工学院学报 2000年第1期19卷 77-78,79页

作者：李亚滨钱晓明天津纺织工学院纺织工程系天津300160

介绍驻极过滤材料的制造原理和方法 ,分析其捕集机理和过滤特性 .指出驻极过滤材料具有捕集效率高、压力损失小、对粒子的捕集范围广的特点 ,符合节能和低噪声的要求 .

关键词：过滤材料驻极纤维研制捕集机理

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水雾静电格栅除尘过程的计算机模拟研究

水雾静电格栅除尘过程的计算机模拟研究

作者：袁颖北京化工大学

学位级别：硕士

荷电水雾除尘技术,对呼吸性粉尘具有较好的捕集效果,能有效的捕集直径为0.1～2μm的粉尘颗粒。由于荷电水雾除尘系统具有能耗低、造价低、无二次污染的优点,而且可以在不易密封的大面积尘源点除尘,因此该除尘技术从能源和环保方面都具... 详细信息

荷电水雾除尘技术,对呼吸性粉尘具有较好的捕集效果,能有效的捕集直径为0.1～2μm的粉尘颗粒。由于荷电水雾除尘系统具有能耗低、造价低、无二次污染的优点,而且可以在不易密封的大面积尘源点除尘,因此该除尘技术从能源和环保方面都具有较好的发展前景。目前荷电水雾捕集粉尘的机理尚不太明确,为此有必要进行计算机模拟实验,来分析捕尘机理及影响捕集效率的因素。通过对粉尘粒子在气固流场中的运动进行受力分析,基于牛顿运动定律,用拉格朗日法推导出了粉尘粒子在荷电雾滴捕尘过程中的轨迹方程,建立了单个粒子运动轨迹的数学模型,并对所建数学模型进行了数值模拟,实现了粒子运动轨迹的可视化。模拟实验中研究了静电效应,惯性效应,拦截效应等作用的捕尘机理。并将雾滴荷电时的捕集机理同雾滴不荷电时的捕尘情况进行了比较分析。模拟实验结果表明,雾滴荷电后静电力是影响小粒子捕集的重要因素。对于粒径范围在0.1～1μm之间的粒子,当速度较低时(惯性碰撞参数S捕集起主导作用,雾滴荷电后捕集效率大大提高。但对速度较高以及粒径大于2μm的粒子,静电力捕集作用不明显;对粒径大于2μm的粒子,粒子速度较大时主要靠惯性效应被捕集;部分低速粒子可以靠重力、静电以及拦截作用等综合作用被捕集。此外,模拟实验还指出,当利用静电力捕集粒径小于

关键词：荷电雾滴粉尘数值模拟捕集机理

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柴油车颗粒捕集器的理论分析与试验研究

柴油车颗粒捕集器的理论分析与试验研究

作者：杨华龙东北林业大学

学位级别：硕士

柴油车与汽油车相比,具有功率大、低排放、动力性能好、可靠性高、使用寿命长等优点,因此从节约能源、降低燃料成本角度来讲,柴油车的推广使用具有重要意义。但柴油车有害颗粒物的排放却是汽油车的30～70倍,这种颗粒物严重地污染环境并... 详细信息

柴油车与汽油车相比,具有功率大、低排放、动力性能好、可靠性高、使用寿命长等优点,因此从节约能源、降低燃料成本角度来讲,柴油车的推广使用具有重要意义。但柴油车有害颗粒物的排放却是汽油车的30～70倍,这种颗粒物严重地污染环境并危害人类健康,因此其净化技术一直是人们研究的热点。颗粒捕集器(Diesel Particulate Filter, DPF)是控制柴油车微粒排放最有效的后处理净化装置,随着我国排放法规的日益苛刻,后处理装置的排放限值越来越低,这就要求后处理技术的检测方法不断地进行改进和完善。因此深入开展柴油车DPF的研究是十分必要的。本文主要采用理论分析、数值计算、试验研究相结合的方法对DPF的性能指标进行检测研究。通过基于填充床捕集理论建立了微粒捕集过程的数学模型,并利用Matlab模拟计算分析了过滤体的微孔孔径、捕集微粒粒径、柴油车的排气流量和排气温度对颗粒捕集器三种捕集机理的影响。分析了壁流式颗粒捕集器的捕集过程,建立了空载和负载时DPF压降的数学模型,得出了排气流量随压降变化的曲线关系。同时运用计算流体力学的FLUENT软件对颗粒捕集器三维模型进行网格划分和边界条件的设定,从理论上进一步分析了DPF捕集颗粒物时内部流速、压力和温度的分布情况,以及内部气流的运动情况。根据试验室现有的仪器设备,并结合现阶段我国柴油车排放控制技术的特点和要求,以及国家在用标准GB17691-2005《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法》和HJ451-2008《环境保护产品技术要求柴油车排气后处理装置》等相关内容,完成了柴油车可拆卸式DPF性能检测试验台架的搭建。通过颗粒捕集器的性能检测试验,验证了DPF捕集过程、空载、负载时压降数学模型以及理论分析的正确性。结果表明在整个微粒捕集过程中,布朗扩散起主导作用,减小排气流量和提高排气温度均能提高布朗扩散捕集系数和综合捕集系数,而排气流量和排气温度对直接拦截捕集机理的影响不大;随着柴油机排气流量的增加,空载和负载DPF的压降都近似呈线性增加,而负载DPF的压降值要比空载时高很多。最后得出,该样品的各项性能指标符合国家标准,同时也为研发高捕集效率的DPF奠定理论依据和试验基础。

关键词：柴油车颗粒捕集器捕集机理试验研究计算流体力学

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微生物絮凝剂的制备及其对重金属废水的处理

微生物絮凝剂的制备及其对重金属废水的处理

作者：李凤达东北大学

学位级别：硕士

近年来,随着经济的快速发展,工业废水大量排放导致在土壤和水体中积累了较多的重金属,严重污染了环境并危害人类及其他生物的健康。因此对重金属废水处理技术的深入研究势在必行。絮凝沉淀是目前国内外普遍采用的一种水处理方法,絮凝剂... 详细信息

近年来,随着经济的快速发展,工业废水大量排放导致在土壤和水体中积累了较多的重金属,严重污染了环境并危害人类及其他生物的健康。因此对重金属废水处理技术的深入研究势在必行。絮凝沉淀是目前国内外普遍采用的一种水处理方法,絮凝剂在絮凝沉降水处理过程中起着至关重要的作用。微生物絮凝剂(Microbial Flocculent,简称MBF)作为一种新型水处理剂,具有高效、无毒、无二次污染且应用领域宽泛等优点,越来越受到人们的关注,其在水处理领域的应用潜力日益凸显。本文以微生物絮凝剂MBFA9为研究对象,通过优化絮凝菌的培养和产絮条件,提高其絮凝性能,并对絮凝剂进行成分分析,重点研究了MBFA9对含铅废水的处理作用,优化其处理条件并分析反应机理。获得如下研究结果：(1)絮凝菌的最佳培养和产絮条件为：在温度为30℃,摇床转速为150r/min,接种量为3%(V/V),pH为7～8的条件下于发酵培养基中培养72h时,发酵液的用量为0.1%(V/V),搅拌速度为200r/min快搅1min,再以80r/min慢搅5min,此时絮凝率达到97.8%。(2) MBFA9对酸和高温具有稳定性,通过红外光谱分析,确定絮凝剂中起絮凝作用的物质是具有热稳定性的高分子多聚糖,且絮凝机理主要表现为吸附架桥作用。(3) MBFA9具有去除水中Pb2+的作用,通过对MBFA9捕集Pb2+的影响因素进行条件优化得到：MBFA9捕集Pb2+的最佳震荡时间为30min,最佳pH值为4.0-6.0,最佳投加量为5%(V/V),最适温度为25℃～35℃。在此条件下,MBFA9对水中Pb2+去除率可高达98.85%。动力学研究发现：MBFA9对废水中Pb2+的捕集行为可以用准二级动力学模型描述,理论最大捕集量为196.08mg/g,吸附速率常数K2为0.0186 g/***;Langmuir等温吸附模型可以较好地描述MBFA9捕集Pb2+的热力学特征,相关系数R2=0.9603。(4)根据MBFA9捕集Pb2+前后的红外光谱、扫描电镜和能谱的分析结果,推测其反应机理可能是是絮凝剂表面的官能团与Pb2+通过络合作用形成了络合体(聚合物,氧化物),絮凝剂中的羟基、酰胺基、羧基等基团在捕集Pb2+过程中发挥重要作用,同时还存在着絮体间的网捕卷扫作用,因此对Pb2+具有较好的去除效果。

关键词： MBFA9 微生物絮凝剂重金属捕集机理

复配醇胺水溶液捕集CO2过程中的解吸与腐蚀特性研究

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复配醇胺水溶液捕集CO2过程中的解吸与腐蚀特性研究

作者：吕春捷华北电力大学

学位级别：硕士

基于醇胺捕集CO的化学吸收法因其技术上成熟,经济上可行的特点被应用于燃煤电厂的烟气捕集。但是,解吸效率低、再生能耗高和设备腐蚀性强等问题制约着CO捕集技术的进一步推广与应用。因此,通过实验遴选性能优秀的新型复配醇胺水溶液,可... 详细信息

基于醇胺捕集CO的化学吸收法因其技术上成熟,经济上可行的特点被应用于燃煤电厂的烟气捕集。但是,解吸效率低、再生能耗高和设备腐蚀性强等问题制约着CO捕集技术的进一步推广与应用。因此,通过实验遴选性能优秀的新型复配醇胺水溶液,可为电厂烟气的大规模减排提供参考,具有实际意义。本文以二乙氨基乙醇(2-(Diethylamino)ethanol,DEEA)为吸收主体,加入N-(2-羟乙基)乙二胺(N-(2-Hydroxyethyl)ethylenediamine,AEEA)、3-甲氨基丙胺(3-Methylaminopropylamine,MAPA)和1,4-丁二胺(1,4-Diaminobutane,BDA)等3种伯胺为促进剂,构建了新型复配醇胺体系。为验证新型复配醇胺水溶液捕集CO的性能,本文设计了吸收-解吸实验平台,测定了系列温度下和常压下,CO的饱和吸收量、解吸量、表观解吸速率和循环解吸量,并确定了3种复配体系的最佳醇胺配比。为探究新型复配醇胺水溶液捕集CO的反应机理,本文利用傅里叶红外光谱FT-IR(Fourier Transform Infrared Spectrometry)和核磁共振碳谱C NMR(C Nuclear Magnetic Resonance)对捕集CO过程中的吸收剂进行取样检测。依据“两性离子机理”和“碱催化水合机理”,构建了DEEA与AEEA、MAPA和BDA复配水溶液捕集CO的反应机理为验证负载CO的复配醇胺水溶液对捕集设备的腐蚀影响,本文以20#碳钢为腐蚀材料,构建了一套电化学实验平台。阐明了温度、CO载荷和p H对20#碳钢在负载CO的复配醇胺体系中腐蚀特性,并利用扫描电镜SEM(Scanning Electron Microscope)和X射线能谱分析EDS(energy dispersive X-ray spectroscopy)等表征手段,对20#碳钢被腐蚀后表面形貌和腐蚀产物进行分析。与单一DEEA醇胺水溶液相比,本文构建的新型DEEA-促进剂(AEEA、MAPA和BDA)复配醇胺水溶液,在吸收量、解吸量和解吸速率等方面均优于单一醇胺水溶液,且复配醇胺体系具有更低的腐蚀性。因此,新型复配醇胺水溶液在推动碳捕集技术发展方面具有一定的应用前景。

关键词： CO2捕集醇胺捕集特性捕集机理腐蚀