沸石床快速渗滤工艺性能研究

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沸石膜渗透蒸发性能研究进展

沸石膜渗透蒸发性能研究进展
WANG a Xi o—do g,ZHAO n Lu—l u,HU ANG We i
( e aoa r o ol cec n eh o g f ii r o d ct na dS ax Poic , K yL b r oy f a S i ea dT c nl yo ns f u a o n hn i rvne t C n o M t y E i
l O dic se tls . a S s u s d a a t K e r s:z oie me r n y wo d e lt mb a e;p r a oa in;s p r to e v p r to e a ain
同传统的分离手段相 比 , 分离具 有 高选择 性 , 膜 低能 耗 , 单 发方 面的发展前景 。 位成本低廉等优点… 。渗透蒸发 ( evprt n 简称 P , P rao i , ao V) 又称 为渗透汽化 , 是一种新型膜分离技术 , 利用 在混合物 中各组分 渗 1 渗 透 蒸 发 装 置 及 分 离 性 能 表 征 透压差为推动力 , 靠各组 分在膜 中的溶解 速率 与扩散 速率不 依 同的性质来实现混 合物 的分离 。其突 出优点是 能够 实现 蒸馏 、 萃取 、 吸附等传统方法难 以完成的分离任务 , 特别适 于热敏感组
图, 在一定温度下 , 原料液在进料泵加压下通过膜组件 , 回原料 返 罐 中。优先透过组份透过膜后在渗透侧浓缩后将其分离 。 蚀而发生溶胀 ; 沸石膜 由于具有均一 的孔道结 构 , 并且 孔道 尺寸 与很多工业上重要 的分子 尺寸相近 , 可通 过分子 筛分实 现较 高
是: 沸石膜不发生溶胀现象 , 而有机 聚合 物膜则 因有机 液体 的腐
装置及分离性能表征简要 总结 , 然后重点概述 了对沸石膜 的渗透蒸发应用和渗透蒸发过程影响因素 , 最后针对 当前研究现状 , 展望了

丝光沸石膜的制备、改性和渗透汽化性能的研究的开题报告

丝光沸石膜的制备、改性和渗透汽化性能的研究的开题报告

丝光沸石膜的制备、改性和渗透汽化性能的研究的开题报

一、研究背景和意义
沸石膜具有广阔的应用前景。

在化工领域,沸石膜已经应用于助剂、分离膜、载体等领域,如对苯二甲酸的生产,光气催化合成甲醇,甲醇/异丙醇混合物脱水,氢气的分离等。

其中丝光沸石(SSZ)由于具有较小孔径和高度控制的晶型结构,因此其在分离和选择性反应方面具有很好的性能。

因此,研究丝光沸石膜制备、改性和渗透汽化性能对于其在实际应用中的推广和进一步优化具有重要意义。

二、研究内容和方法
本研究的主要内容包括:丝光沸石膜的制备、改性和渗透汽化性能的研究。

制备方案:
1. 采用水热法制备丝光沸石晶体;
2. 利用气相沉积、刮涂法等方法制备丝光沸石膜;
3. 通过条件筛选和添加助剂等方式优化制备工艺。

改性方案:
1. 采用离子交换等方法,改变沸石骨架的交换性能;
2. 采用负载法,将金属氧化物负载于沸石表面,改变其化学特性和催化性能。

性能测试方案:
1. 利用气相色谱和吸附实验检测膜的气体分离性能和吸附性能;
2. 通过渗透汽化实验,评价膜的渗透汽化性能。

三、研究进展和预期成果
目前,丝光沸石膜的制备、改性和性能测试已经得到了广泛的研究。

其中,改性这个领域还有待进一步研究。

预期成果:
1. 对丝光沸石膜的制备、改性的工艺、机理和影响因素等方面进行深入的研究;
2. 探究丝光沸石膜的物理化学性质和应用性能,为其工业推广和应用提供理论基础和技术支持。

一种简单修饰法合成的Silicalite-1沸石膜及其气体渗透性能

一种简单修饰法合成的Silicalite-1沸石膜及其气体渗透性能
维普资讯
石油学报 ( 油加工 ) 石
20 0 8年 2月
A T E R L I I IA (E R L U P O E SN E T O ) C A P T O E N C Байду номын сангаас T O E M R C SI G S C I N S
第 2 卷第 1 4 期
文献标识码 : A
中 图 分 类 号 : 1 06 4
S YN TH ES S 0F SI CALI I LI TE一 EM BRAN E 1M BY NoV EL A EM BELLI H I G S N
M ETHo D AND TS G AS PERM EAN CE I
2 .Jii to h m ia mpa y PerChn lnPer c e c lCo n to ia,Jii 3 0 2,Chia) ln 1 2 2 n
Ab t a t s r c :The h g ua iy z ol e Si c l e 1 m e b a e wa r pa e n t o ousa Al03s po t i h q l e i l ai 一 m r n s p e r d o he p r t t i t — 2 up r t e b o le ub y a n ve mbe l h ng m e ho . Fis ,t e ieSiia ie 1 wa e a e n t e s li i t d s r t he z olt lc lt 一 spr p r d o h upp r ub o tt e by c n nton l o ve i a hy o he m a s nt e i e h a c li d n dr t r l y h ss m t od nd a cne i hi h e e a ur g t mp r t e, a d h n h n t e t e c li d t e wa ls d b a a r a cne ub spo ihe y s nd p pe .Las ,t e hi ua iy Siia ie 1m e br n so ane t h gh q lt l lt一 m c a e wa bt i d b h ubs q nth r he ma yn he i. The s t sz d Siia ie 1 m e b a s c a a t rz d y t es e ue yd ot r ls t ss yn he ie lc lt 一 m r ne wa h r c e ie

沸石研究进展

沸石研究进展

沸石在环境中的吸附特性的研究进展张艳艳南京工业大学环境学院环境工程摘要:沸石是一种优良的吸附剂,具有成本低、使用方便、安全且不会造成二次污染等特点。

其特性对于控制环境污染极为重要,尤其适用于水处理,净化空气,脱水方面,同时还可作滤料。

沸石的应用前景广泛,应继续加大对各种天然沸石性能、结构和其改性工艺的研究,充分发挥其应用性能、拓宽其应用范围,使其在环境保护和污染处理中得到更好的应用。

关键词:沸石吸附作水处理Study on investigation processes of zeolite adsorption effectin the environmentZhang YanyanNanjing University of Technology Collgege of Environmental SciencesAbstrac t:Zeolite is a superior adsorbent,which is cheap, convenient, safe and without any secondary pollution. Its characteristics are quite useful for the environmental pollution-control, particularly suitable for water treatment, air purification, dehydration aspect, and it can also be a filter. The application prospects of zeolite is quite extensive,the attention should be focused on the further study of all kinds of natural zeolites and their character, structure and modification to widen their application in water treatment.Key words: zeolite; adsorption ;water treatment1 引言沸石作为一种具有优异功能的非金属矿物材料,在工业中有广泛的应用。

沸石床快速渗滤工艺性能研究

沸石床快速渗滤工艺性能研究

Ab ta tS m ua in e p rme ti m a e a dt er s lss o t a h e o a aeo sr c : i lto x e i n s d , n h e u t h w h tt erm v lr t f COD 0 t i 7 o s
中图分类号 : 0 . X7 3 1 文献标 识码 : A 文章编 号 :0 35 6 (0 8 0 1 90 1 0 —0 0 2 0 )10 0 3

S u n t e lt o t u t d r pi nflr to y t m t dy o he z o ie c ns r c e a d i it a i n s s e
负荷 0 2 . gC D/ m . ~O 6k O ( 3・d 、 ) 水力负荷周期 1 . ~2 5d和湿 干 比 2: ~1: 1 3的适 宜工艺条 件下 , OD去 C 除率达到 7 ~9 , O O 氨氮去除率达到 9 / ; 0 o增大水力负荷周期 和减 小湿干 比都有利于 C D 的去 除。  ̄ O 关键词 : 人工快渗 系统 ; 天然沸石 ; 有机负荷 ;脱氮
2 0mm。实验 装 置如 图 1 示 。 所
快速渗滤系统 C I R 克服了传统快渗系统 R 水力 I 负荷低的缺点 , 留了其设备简单 、 资少 、 保 投 能耗
低 和 出水水 质 好 等优 点 , 因而 具 有广 阔 的发 展 前
景l ] _ 。本文选用天然沸石为滤床填料构建 C I 2 R 模拟实验系统 , 对其调试运行、 有机物降解和脱氮 性能进行了实验研究 , 为其在废水深 度处理和污 水 回用工程 中的应 用提 供参 考 。
收 稿 日期 :0 70— 9 修 改 日期 :0 70 —9 20 —12 ; 2 0- 31

NαA沸石膜的制备及NαCl对其渗透蒸发性能影响的开题报告

NαA沸石膜的制备及NαCl对其渗透蒸发性能影响的开题报告

NαA沸石膜的制备及NαCl对其渗透蒸发性能影响的开题报告摘要:本文提出了一种制备NαA沸石膜的方法,并研究了NαCl对膜的渗透蒸发性能的影响。

实验结果表明,通过改变制备条件,可以制备出具有不同孔隙结构和表面形貌的NαA沸石膜。

同时,添加适量的NαCl可以显著提高膜的渗透蒸发性能。

该研究为开发高效的海水淡化、废水处理等膜分离技术提供了理论和实验基础。

关键词:NαA沸石膜;制备;NαCl;渗透蒸发性能1. 引言沸石是一种具有特殊孔隙结构的天然或合成的矿物或材料,具有很强的分子筛和分离作用,被广泛应用于各种领域,如环保、化工、食品等[1]。

通过将沸石制备成膜状,可以进一步提高其分离性能和稳定性,具有广泛的应用前景。

但是,当前对于NαA沸石膜的制备方法和性能研究还不够深入,需要进一步探究其制备关键技术和应用潜力。

2. 实验设计2.1 实验材料NαA沸石粉末、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、环氧丙烷、NαCl、无水醇、水等。

2.2 实验方法制备NαA沸石膜的基本步骤如下:首先将NαA沸石粉末与适量的γ-氨基丙基三甲氧基硅烷溶于乙醇溶液中,随后加入适量的环氧丙烷作为交联剂,混合均匀后倒入有机玻璃模具中,在高温高压条件下合成成膜。

随后,用恒重天平对膜进行质量测试,用SEM测定膜的表面形貌和孔隙结构,用自制的实验装置测定膜的渗透蒸发性能。

3. 实验结果通过实验,成功制备了多种不同孔隙结构和表面形貌的NαA沸石膜,其中优化条件为:沸石/溶剂比为1:5,环氧丙烷用量为7 mL/g,反应温度为195°C,反应时间为6 h。

SEM结果表明,优化条件下合成的NαA沸石膜表面平整,均匀的多孔结构。

在添加适量的NαCl后,膜的渗透蒸发速率显著提高,最大值可达到128.6 g/m2·h,在不同浓度下具有一定的最优添加量。

4. 结论与展望通过改变制备条件,可以制备出具有不同孔隙结构和表面形貌的NαA沸石膜。

添加适量的NαCl可以显著提高膜的渗透蒸发性能。

人工快速渗滤系统填料总结与展望

人工快速渗滤系统填料总结与展望

人工快速渗滤系统填料总结与展望摘要:本文总结了CRI系统中各种填料,分析了其性质与用途。

针对目前国内CRI运行过程提出主要问题以及建议。

关键字:CRI填料Abstract: This article summarizes the CRI system in all kinds of packing, Analyses the properties and uses, In view of the present domestic CRI operation main questions and Suggestions.Key word: CRIPacking前言人工快渗系统(CRI)是建立在天然快渗系统(RI)之上,对其进行优化的新型水处理工艺。

CRI系统主要是采用了渗透较好的河沙、卵石取代传统的快渗的土层,加大了水力负荷。

目前为解决加大水力负荷后,较短的水力停留时间引起的出水水质不佳,必须优化填料为满足在较大的水力负荷下得到合符条件的出水水质。

目前,用于CRI的特殊填料有:陶粒、土壤、活性炭、沸石、火山岩、石灰石、每一种填料由于粒径不同导致处理污水效果也不同,有研究表明,负荷填料的效果更佳。

因此如何配制出高效率、低价格的填料成为各研究者讨论的热点。

填料的性质2.1 陶粒陶粒一种人造轻质粗集料,外壳表面粗糙而坚硬,内部多孔,一般由页岩、黏土岩等经粉碎、筛分、再高温下烧结而成。

常用于配制建筑混凝土或砂浆,目前也可以用于CRI作为特殊填料,因为陶粒不仅具有优异的性能,比表面积大,吸附悬浮能力强,密度低,孔隙率高;并且耐磨,耐冲刷,微孔多,截污能力强,化学性能稳定[1],很多实验得出,陶粒对COD的去除率可以达到70%以上,氨氮可以达到60%以上,TP和TN一般可以达到40%左右,且陶粒易得到、价格便宜,可以作为CRI的特殊填料。

2.2 土壤土壤是最常见的一种介质,其渗透性较好,可以用作CRI填料,但由于土壤容易流失,在用土壤作为填料时可能会导致整个CRI系统的崩溃,因此在CRI 系统中用土壤作为填料不常用,其中紫色土渗透系数较大,具有一定的水力负荷提升潜力,且该介质相对河沙粒径较大,同时由于土壤颗粒中存在较多的粘粒,避免了流失现象的发生,因此紫色土可以作为介质层[2]。

丝光沸石膜在渗透汽化分离过程中的研究进展

丝光沸石膜在渗透汽化分离过程中的研究进展

(VPT)合成了无缺陷的丝光沸石膜,在渗透汽化分离(摩尔组成为 0.86)苯/邻二甲 苯体系中,分离因子超过了 160;随后 Matsukata 组 X Lin 等[11]在孔径为 0.1 μm 的α-Al2O3 载体管上利用无有机模板剂(SDA-free) 二次生长法水热法合成了 35 μm 厚的丝光沸石膜,在 75℃下渗透汽化分离 10 wt.%水/异丙醇(IPA),分离因子 达到了 3360,通量为 0.1 kg/(m2·h),2008 年,他们通过控制合成液中的水的含 量制备了 1.5-2 μm 的薄且致密的丝光沸石膜[20],在 434K 条件下分离气相水/氧 气,分离因子达到 70。 在国内,张延风等 [21]采用四乙基溴化铵 (TEABr) 为模板剂,合成出了丝光 (MOR)沸石膜,对水/醇混合物渗透汽化表现了良好的性能,然而模板剂容易造 成二次污染,且在脱除模板剂的过程中沸石膜容易产生裂纹、晶间孔等缺陷,导 致膜层的分离选择性降低, 更多的研究倾向于无机模板剂条件下合成。周荣飞等
3
丝光沸石分子筛概述
丝光沸石,又称发光沸石,是天然沸石的一种,也是人们最早发现并研究的
沸石分子筛之一。 由于丝光沸石具有良好的催化和分离性能,天然沸石已经不能 满足日益发展的工业需要,因此研究者开始研究合成人工分子筛。 1948 年, Barrel[8]首次合成出丝光沸石分子筛。丝光分子筛与其他沸石分子筛一样具力优 良的耐热、耐水性能,由于其硅铝比一般比较高,所以还具有许多沸石没有的耐 酸性能。 如图 1.2 所示,丝光沸石是由四元环和五元环的基本单位构成 12 元环和 8 元环的互相平行的椭圆形孔道。12 元环形成主通道,平行于 c 轴,孔道尺寸为
4.1 丝光沸石的研究进展
1990 年,Suzuki 等[17]首次釆用原位水热法在多孔硅铝酸盐平板载体上合成 了丝光沸石膜。1995 年,Satoshi 等[18]报道了在不锈钢和聚四氟乙烯板状载体上 合成出丝光沸石膜,并探讨了晶体生长机理。1996 年,日本早稻田大学 Matsukata 课题组 [19] 较早的报道了丝光沸石膜用于渗透汽化的研究,他们用气相转移法 5

沸石分子筛膜研究报告正式版

沸石分子筛膜研究报告正式版

【第十届“挑战杯”辽宁省大学生课外学术科技创新竞赛】高效分离多孔陶瓷基负载型分子筛膜研究报告申报者:张振宇郭宗秋贾美龄丝光沸石分子筛膜研究报告张振宇郭宗秋贾美龄摘要:以硅溶胶和铝酸钠分别为硅源和铝源, 用水热合成法在多孔氧化铝陶瓷管载体上合成出丝光沸石膜. 用扫描电镜、X 射线衍射和核磁共振等手段对所制得的沸石膜进行了表征, 证明其交联良好、覆盖完全、附着强度高.并且研究了丝光沸石膜在醇/ 水混合体系中的分离性能,实验结果表明,丝光沸石膜能选择性地透过水, 其水/ 甲醇、水/乙醇、水/ 正丙醇以及水/ 异丙醇的分离系数最高可以分别达到2700( Xw= 50% K) , 3900 ( X w=50%) , 4100( Xw= 15%) 和4300( Xw= 50%) .关键词:丝光沸石膜, 水热合成, 分离一前言1.1必要性及意义目前在工业生产中会涉及到众多的分离操作,包括原料的提纯、气体净化、产品精炼、副产物的回收再生等,而这些分离步骤往往大量消耗又繁琐,而且要求最好是在与反应环境相近的条件下进行。

目前工业应用的分离技术大都不令人满意,通常是有待技术改革的主要目标。

陶瓷基复合膜在许多领域中具有显著的优势,给若干重大工程问题提供了有希望的技术路线。

任何化学化工和冶金反应过程总是包含原料的纯化和产品的提取、浓缩、净化以及废物的管理和循环应用等,这一切都要用到分离工艺,而且往往涉及高温和其他恶劣环境,而这些步骤总是耗用很大比例数的设备投资和高额操作费用。

采用陶瓷基复合膜分离过程在大大减少上述两个方面的资金消费上具有潜力和希望。

许多工业过程可以用陶瓷基复合膜来简化操作,减轻劳动强度,节约能源。

因而陶瓷基复合膜分离过程及其相应技术在化工、冶金、食品、医药、生物技术和环境治理等部门都得到了愈来愈广泛的应用。

因此,我们的研究研究内容是在具有广泛的实际应用价值的多孔陶瓷基体上制备一致取向的分子筛膜,然后将其制备成负载型分子筛膜,并且研究负载型分子筛膜中一些气体和醇水溶液的渗透和分离性能。

自动快速渗滤装置等

自动快速渗滤装置等

自动快速渗滤装置等作者:吴玉山等来源:《发明与创新(学生版)》2007年第03期自动快速渗滤装置吴玉山过滤是中学化学中的一项基本操作。

但现有装置(图1)既慢又不方便——慢得令人难受,而且操作者不能放手。

为克服其缺点,我发明了自动快速渗滤装置。

自动快速渗滤装置原理:根据负压原理,用两根长短不一的玻璃管,通过大气压自动调节漏斗中液面高低,同时解决必须由人工加注过滤物和担心液面超过滤纸边缘的问题;根据分散质直径不同的分散系(悬浊液或胶体)加以分离。

自动快速渗滤装置部件:铁架台(带1个铁夹或铁圈)、锥形瓶、双孔橡胶塞、单孔橡胶塞、玻璃管(2根)、漏斗、抽滤瓶、滤纸、半透膜、橡胶管、抽气机等。

自动快速渗滤装置安装:如图2所示。

自动快速渗滤装置操作:将待滤物装入锥形瓶中,用带双孔的橡胶塞塞紧,按图2安装,开启抽气机或拧开水龙头开始过滤。

自动快速渗滤装置优点:1.自动。

当漏斗中的液面低于长管下端管口时,待滤物从短管顺利流下;当漏斗中的液面升高封住长管下端口时,锥形瓶内的液体不往下流;但过滤仍在进行中,漏斗的液面继续下落,当落至长管下端口露出时,因大气压使锥形瓶中的液体再往下落,如此循环,直至全部滤完。

2.快速。

因下部抽气,形成负压,使过滤或渗析速率加快。

3.渗滤。

只需将滤纸换为半透膜,即可由过滤操作换成渗析操作。

自动快速渗滤装置应用:科学实验中的过滤和渗析;生产领域中的过滤和渗析;生活领域中的过滤和渗析;高科技中的过滤和渗析(如分离纳米材料)。

拆卸式简易书架张泓筠一、实际问题的提出:学生离家住校学习,书籍多时,希望有一个存放取用方便的小书架。

现有的书架一般为木结构固定式,搬迁携带不方便。

实际要求书架应具备这么一些实用特点:一般书架的实用性,能够容纳常规学习用书,特别是离家的中学和大学生所用,可拆卸,携带方便。

二、问题启发:家用拆卸式衣橱。

自行车侧部可折叠式篮子。

三、解决问题方向:将常规书架设计成可折装式。

四、设计图:1、2、3、4——支柱(带刻槽);5、6、7、8、9、10——支柱间连接横档;11、12——塑料板或木板(长度根据使用方便设定);13——固定拉杆或拉线(穿过支柱中的小孔);塑料板与两端支架间连接为“刻槽—插槽”方式。

人工快速渗滤系统氮素转化规律及脱氮工艺研究的开题报告

人工快速渗滤系统氮素转化规律及脱氮工艺研究的开题报告

人工快速渗滤系统氮素转化规律及脱氮工艺研究的开题报告1.研究背景与意义随着城市化进程的加速和人口数量的持续增长,越来越多的污水被排入自然水环境中,导致水质污染问题日益突出。

污染源中的氮元素是影响水体生态系统安全的重要环境因子之一。

氮素的大量排放不仅会直接影响水体的水质,还会导致水体生态系统的紊乱,最终影响到人类的生产和生活。

传统的污水处理方法主要通过物理、化学和生物方法去除大部分污染物质,其中氮素去除主要采用生物处理方法,如A2/O、SBR等。

然而,传统污水处理方法在处理工艺上存在效率低、成本高、易受侵蚀等缺点,并且这些方法无法完全消除氮素的去除需求。

因此,需要探寻一种新的污水处理工艺来解决氮素污染的问题。

人工快速渗滤系统是目前广泛研究的一种新型污水处理工艺,该工艺具有氮素去除高效、安装维护简单等优点。

然而,目前对于人工快速渗滤系统中氮素的转化规律和脱氮工艺缺乏深入研究,因此本研究的开展对于优化人工快速渗滤系统的设计和应用能力具有重要意义。

2.研究内容和研究方法本研究的主要内容是对人工快速渗滤系统中氮素的转化规律和脱氮工艺进行深入研究。

具体分为以下几个方面:(1)分析人工快速渗滤系统中氮素转化过程的规律,探究其机理。

(2)研究人工快速渗滤系统的脱氮工艺,确定最佳脱氮条件和适宜的操作参数。

(3)应用人工快速渗滤系统处理模拟污水,评估其对氮素的去除能力,并与传统污水处理工艺进行比较。

本研究将采用实验研究和模拟计算相结合的方法,通过对人工快速渗滤系统中氮素的脱除效果进行实验评估,同时建立数学模型来模拟该工艺的脱氮过程,以期提高模型的逼真度和预测能力。

3.研究预期结果本研究的预期结果是深入探究人工快速渗滤系统中氮素的转化规律和脱氮工艺,为该工艺的优化设计提供可靠的理论基础和技术依据。

同时,研究结果还将为解决城市污水处理中的氮素污染问题提供新的思路和方案,以提高水环境质量和人民群众的生活质量。

人工快速渗滤系统研究现状

人工快速渗滤系统研究现状

人工快速渗滤系统研究现状摘要:水是人类赖以生存的宝贵资源,没有水就没有生命。

在污水快速渗滤基础上发展来的一种新型土地处理技术-人工快渗污水处理系统。

在我国,CRI 系统还处于起步阶段,有待进一步研究。

污水快速渗滤系统(简称RI系统)具有操作管理方便、设备简单、运行管理费用低和基建投资、净化效果好以及处理能耗低等优点。

关键词:人工快速渗滤系统系统设计运行参数研究现状1、人工快速渗滤系统的研究现状污水快速渗滤(Rapid Infiltration System,简称RI系统)基础上发展来的一种新型土地处理技术—人工快渗污水处理系统(Constructed Rapid Infiltration System,简称CRI系统)。

在系统中,用一定颗粒级配天然介质来填充快渗池,作为渗滤介质。

并且一些特殊填料被按一量添加其中,运行采用干湿交替方式进行。

这样既可以保证较高水力负荷(1.0~2.0 m/d),而且能够满足出水的要求。

通过实践进一步证明,在受污染地表水和处理城市生活污水时CRI技术具有明显的效果。

并且,CRI技术具有以下优点:运行成本少、工程投资低、工艺过程简单,在我国中小城镇的污水处理中具有很重要应用价值。

2、CRI系统设计及运行参数研究2.1 渗透介质一般采用天然土层作为污水土地处理系统的渗透介质。

但是,往往由于场地条件限制、天然土层本身局限性等相关因素。

所以,目前大多采用回填的介质来代替天然的土层介质。

这种趋势的应用以及研究发展很快[1]。

人工回填介质也在CRI 系统被普遍采用,CRI系统中的主体结构由快速渗滤池构成,CRI系统中的核心是池中滤料,CRI系统的关键是选择合适的渗滤介是。

在目前,CRI 系统中用河流冲积砂并按照一定粒度级配来作为渗滤介质。

渗滤介质中再按一定比例加入人工大理石砂。

在广东东莞华兴电器有限公司的污水处理的工程中,冲积砂的不均匀系数、有效粒径分别为4.58、0.31 mm;取等粒的大理石砂,粒径基本上为0. 9mm[2]。

沸石床吸附储热性能的数值模拟与分析

沸石床吸附储热性能的数值模拟与分析

沸石床吸附储热性能的数值模拟与分析沸石床是一种常见的吸附储热材料,具有良好的热稳定性和可逆吸附性能。

为了进一步研究沸石床的吸附储热性能,可以进行数值模拟与分析。

本文将对沸石床吸附储热性能的数值模拟与分析进行详细介绍。

首先,需要建立沸石床的数值模型。

模型可以采用连续介质假设,将沸石床视为均匀的多孔介质。

可以使用经典的宏观连续介质方程来描述沸石内部的传热和传质过程。

在数值模拟中,也可以考虑流体流动与传热的耦合,以更加真实地模拟实际情况。

在模型建立后,需要对各种物理过程和参数进行数值求解。

可以采用有限差分法、有限元法或者其他计算方法对连续介质方程进行离散化求解。

同时,还需要考虑各种边界条件和初值条件,如温度、压力和物质浓度的分布等。

在数值求解后,可以对吸附储热性能进行分析。

首先,可以计算沸石床的温度分布和温度均匀度,以评估其储热性能。

温度分布的均匀度越高,表示吸附储热性能越好。

另外,还可以计算沸石床的吸附储热密度和吸附储热效率,以评估其储热性能的优劣。

进一步的分析可以包括对各种操作参数和结构参数的敏感性研究。

可以通过改变吸附剂的形状、孔径和孔隙率等参数,研究它们对吸附储热性能的影响。

此外,还可以对不同工作条件下的吸附储热性能进行对比,以选择最佳的工作条件。

总结起来,沸石床吸附储热性能的数值模拟与分析是一个复杂而重要的研究课题。

通过建立数值模型、进行数值求解和进行性能分析,可以更加深入地了解沸石床的吸附储热性能。

这对于沸石床的设计和优化具有重要的指导意义,也为开发更高效的吸附储热材料提供了理论基础。

沸腾床过滤技术处理MTO急冷水总结

沸腾床过滤技术处理MTO急冷水总结

沸腾床过滤技术处理MTO急冷水总结许洪俊(中石化项目管理有限公司,江苏省南京市210000)摘要:甲醇制烯烃(MTO)项目普遍存在急冷水中含有有机物及催化剂粉末的情况,导致水洗塔操作不稳定,换热器换热效率下降,需经常离线清洗,运维劳动强度大、费用高,严重影响装置的长期、安全稳定运行。

通过分析比较目前常用的几类分离方法,提出沸腾床过滤法在急冷水的深度净化上具有较大竞争优势,重点对沸腾床的分离过程进行了详细介绍。

结合实际案例,提出沸腾床过滤技术在MTO急冷水中的改造方案,通过已实施的项目,MTO急冷水中的总悬浮物浓度由改造前的2000mg/L降至小于30mg/L,为MTO急冷水系统的稳定运行提供了保障。

关键词:沸腾床过滤 MTO 急冷水 催化剂细粉 甲醇制烯烃(MTO)是煤化工的重要组成部分,是煤制烯烃项目的核心装置。

MTO反应再生单元主要是将甲醇转化生成乙烯、丙烯等低碳烯烃,并通过急冷水系统将产品气冷凝,脱除夹带的催化剂、氧化物、烃类及回收热量。

急冷水系统的工艺水在系统中不只存在于反应再生单元,同时也经过分离单元加热器及空冷器等设备,急冷水中杂质如处理不达标将影响MTO装置的长期稳定运行。

1 MTO急冷水系统存在的问题多套已投产的采用高效甲醇制烯烃全流程技术的MTO装置(S MTO装置)均采用了催化流化床反应技术,催化剂颗粒小、易夹带,产品气会夹带部分细小含磷催化剂颗粒进入水系统。

装置在开车一段时间后,都出现了水洗塔压差波动频繁;水洗水系统换热器换热效率下降;空冷器堵塞,需频繁离线清洗换热器;急冷水连续排放造成下游污水处理装置来水磷含量超标,水质不合格。

同时由于急冷水夹带有机物杂质及催化剂粉末,造成仪表阀门导压管堵塞、仪表指示波动、控制阀门的阀座与阀芯及测量仪表的取源部件冲刷严重、工艺介质在仪表设备上结垢严重,使仪表测量误差增大[1],影响装置的稳定操作。

2 原因分析2.1 反应副产物复杂尽管MTO反应原料相对单一,但副反应极其复杂。

复合垂直流沸石床人工湿地除磷工艺研究的开题报告

复合垂直流沸石床人工湿地除磷工艺研究的开题报告

复合垂直流沸石床人工湿地除磷工艺研究的开题报告一、课题背景及研究意义近年来,城市化进程日益加快,水资源的需求越来越大,同时也给环境带来了极大的压力。

其中,水污染一直是困扰城市发展的难题之一。

磷是造成水污染的主要成因之一,它来自于市区排放的废水,尤其是农业废水。

磷酸盐在水中存在时间久,且难以去除,会导致水中出现富营养化现象,极大地影响着水的使用。

人工湿地作为一种生态工程方法,被广泛应用于污水水质修复中。

复合垂直流沸石床人工湿地由于具有高效、低成本、易操作等优点,逐渐成为了一种研究的热点。

本研究旨在探讨复合垂直流沸石床人工湿地去除污水中磷的效率以及机制,并为城市绿色环保建设提供参考。

二、研究内容1.构建复合垂直流沸石床人工湿地2.研究不同操作条件下垂直流沸石床人工湿地对磷的去除效果3.探究复合垂直流沸石床人工湿地对磷去除机制4.优化复合垂直流沸石床人工湿地设计方案三、研究方法本研究采用实验室模拟和水质分析等方法,构建复合垂直流沸石床人工湿地,观测不同操作条件下垂直流沸石床人工湿地对磷的去除效果,通过SEM扫描电镜技术观察复合垂直流沸石床人工湿地的微观形态,并借助适当的分析方法探究其对磷的去除机制。

四、研究预期成果1.构建具有高效达标的复合垂直流沸石床人工湿地2.明确操作条件对垂直流沸石床人工湿地磷去除效果的影响3.探究复合垂直流沸石床人工湿地对磷去除的机理4.优化复合垂直流沸石床人工湿地设计方案五、研究前景本研究通过建立复合垂直流沸石床人工湿地的方法,探究其去除污水中磷的效率以及机理,具有一定的理论价值和现实意义。

同时,该研究在推广垂直流沸石床人工湿地方面,也具有现实的意义,可以促进城市绿色环保建设的进一步发展。

沸石滤料曝气生物滤池处理水产养殖废水的研究的开题报告

沸石滤料曝气生物滤池处理水产养殖废水的研究的开题报告

沸石滤料曝气生物滤池处理水产养殖废水的研究的开题报告一、研究背景和意义:在水产养殖过程中,废水的处理是非常重要的一个环节。

传统的废水处理方法主要包括物理化学法和生物法等。

现在,随着科技的进步和社会经济的发展,许多新型的废水处理方法也得到了广泛应用。

其中,沸石滤料曝气生物滤池是一种比较新的处理方法。

沸石滤料是一种天然的吸附剂和过滤介质,可以有效地去除水中杂质和有机物。

而曝气生物滤池则是一种将生物滤池和曝气池相结合的废水处理方法,可以在缩小处理单元面积的情况下,提高废水处理效率,减少处理成本。

因此,本研究旨在研究沸石滤料曝气生物滤池处理水产养殖废水的效果,并探讨其优化方法,为水产养殖废水处理提供一种新的、可行的方案,为环保事业做出一定的贡献。

二、研究内容和方法:本研究将采用实验和理论相结合的方法,探究沸石滤料曝气生物滤池异速生长动力学模型、处理效率、污泥负荷和曝气流量之间的关系。

具体的研究内容和方法包括:1. 设计并搭建沸石滤料曝气生物滤池实验系统,调节各项工艺参数,确定最优工艺条件,测定不同负荷下处理效率和废水COD、NH3-N、总氮、总磷的去除率。

2. 利用微生物培养技术,分离和鉴定沸石滤料曝气生物滤池中的微生物群落,并通过分子生物学技术分析微生物异速生长动力学模型。

3. 在实验系统中测定不同负荷和曝气流量下沸石滤料曝气生物滤池的COD、NH3-N、总氮、总磷的去除率和滤料压降,探讨其动力学特性。

三、预期成果:1. 确定沸石滤料曝气生物滤池处理水产养殖废水的最优工艺条件和异速生长动力学模型。

2. 探究废水COD、NH3-N、总氮、总磷的去除率和滤料压降与曝气流量、污泥负荷之间的关系,为工程应用提供指导。

3. 提出一种高效、节能、经济的水产养殖废水处理方案,为水产养殖业的可持续发展提供技术支持。

沸石研究新进展!《科学》杂志:佐治亚理工学院发现沸石的纳米管拓扑结构!

沸石研究新进展!《科学》杂志:佐治亚理工学院发现沸石的纳米管拓扑结构!

沸石研究新进展!《科学》杂志:佐治亚理工学院发现沸石的纳米管拓扑结构!沸石纳米管由封装中空介孔核的微孔铝硅酸盐壁组成研究成果简介近日,美国佐治亚理工学院Christopher W. Jones、Sankar Nair 和瑞典斯德哥尔摩大学Tom Willhammar课题组合作,报道了沸石具有的单壁纳米管的准一维结构。

这种准一维结构是由含有中心联苯基团的偶极型结构导向剂(SDA)构成,该联苯基团由C10烷基链连接到喹啉端基上。

通过高分辨率电子显微镜和衍射等揭示了其独特的壁结构,它是由两种特征建筑层混合而成。

这种杂化结构是由沸石弯曲纳米管管壁中最小化的应变能形成的,并且这种纳米管涉及到早期出现的一种由SDA分子自组装产生的细观结构。

SDA分子的联苯核心基团显示出π堆积作用,而外围的喹啉基团则直接形成微孔壁结构。

《科学》杂志研究成果早期的沸石结构研究方法包括处理将中孔刻蚀成沸石晶体,此次该研究被认为可以用来制备二维(2D)沸石纳米片,这种二维沸石纳米片被介孔区域穿插,形成了MFI、MWW、FAU、AEL等多种沸石拓扑结构。

其中季铵盐基团在二维方向上直接形成沸石,而长烃基在三维方向上阻碍沸石的结晶,SDA分子间的π堆积作用等也可以增强其自组装成片层纳米结构,从而允许2D沸石的生成。

成果图文解析本研究针对沸石的结构表征在传统研究基础上,进一步拓展其结构表征,特别是具有微孔沸石壁的单壁纳米管,其包围了中心介孔孔道。

由于中心联苯基团,能够π堆积起来,并且具有大量的喹啉基SDA头基通过C10烷基链与联苯基团相连。

此SDA在硅铝比为~30的碱性铝硅酸盐介质中,于423K下进行水热合成。

本研究推测,一个长链SDA在其中心含有一个芳香族( π-聚集)原子,其常规表面的活性剂可以形成片层和棒状胶束,从而组成纳米管状沸石。

从透射电镜(STEM)图像可以明显看出,选择的沸石材料有着明显的纳米管束生成。

典型的纳米管产率以Si为基准>28%,以Al为基准>60%。

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第31卷第1期 2008年1月合肥工业大学学报(自然科学版)J OU RNAL OF H EFEI UN IV ERSIT Y OF TECHNOLO GYVol.31No.1 J an.2008 收稿日期:2007201229;修改日期:2007203219基金项目:国家自然科学基金资助项目(40672154)作者简介:李 冰(1980-),女,河南郑州人,合肥工业大学硕士生;彭书传(1964-),男,安徽金寨人,合肥工业大学教授,硕士生导师.沸石床快速渗滤工艺性能研究李 冰, 崔康平, 彭书传, 钱家忠, 陈 艳, 陈天虎(合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥 230009)摘 要:对人工快渗系统CRI 进行了模拟实验。

研究结果表明,CRI 对COD 、氨氮有较好的去除效果;在有机负荷012~016kg COD/(m 3・d )、水力负荷周期1~215d 和湿干比2∶1~1∶3的适宜工艺条件下,COD 去除率达到70%~90%,氨氮去除率达到90%;增大水力负荷周期和减小湿干比都有利于COD 的去除。

关键词:人工快渗系统;天然沸石;有机负荷;脱氮中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:100325060(2008)0120109203Study on the zeolite constructed rapid inf iltration systemL I Bing , CU I Kang 2ping , PEN G Shu 2chuan , Q IAN Jia 2zhong , CH EN Yan , CH EN Tian 2hu(School of Resources and Environment ,Hefei University of Technology ,Hefei 230009,China )Abstract :Simulation experiment is made ,and t he result s show t hat t he removal rate of COD is 70%to90%under t he organic loading of 012~016kg COD/(m 3・d )and t he hydraulic loading cycle 1~215d wit h t he ratio of t he flooding period to t he drying period being 2∶1~1∶3.The removal rate of N H 32N reaches 90%.Increasing t he hydraulic loading cycle and decreasing t he ratio of t he flooding period to t he drying period are favorable for removal of COD.K ey w ords :const ructed rapid infilt ration (CRI )system ;zeolite ;organic loading ;denit rification 人工快渗系统CRI (Constructed Rapid Infil 2t ration )是在传统污水土地渗滤处理系统(RI )的基础上发展起来的[1]。

室内试验结果表明,人工快速渗滤系统CRI 克服了传统快渗系统RI 水力负荷低的缺点,保留了其设备简单、投资少、能耗低和出水水质好等优点,因而具有广阔的发展前景[2,3]。

本文选用天然沸石为滤床填料构建CRI 模拟实验系统,对其调试运行、有机物降解和脱氮性能进行了实验研究,为其在废水深度处理和污水回用工程中的应用提供参考。

1 实验装置、材料与测试方法实验用CRI 反应器采用DN300mm 有机玻璃柱制作,高350mm ,上层配水层填充70mm 细砂;中层滤料填充175mm 天然沸石,滤料粒径4~6mm ,堆积密度1151kg/m 3,孔隙率4214%;下层承托层填充62mm 卵石,卵石粒径15~20mm 。

实验装置如图1所示。

1.配水箱2.蠕动泵3.进水管道4.配水层5.沸石滤料层6.承托层7.出水管8.局部反冲洗管图1 试验装置简图 实验废水采用斛兵塘水添加葡萄糖、氯化铵、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸镁、氯化钙、碳酸氢钠、磷酸二氢氨及磷酸二氢钾等化学试剂配制。

CODcr 采用K 2Cr 2O 7滴定法测定;N H 3-N 采用纳氏试剂分光光度法测定。

2 结果与讨论211 实验装置的调试运行和成熟期测定实验启动采用接种污泥,污泥取自王小郢污水处理厂污泥浓缩池。

实验第1~12d ,在水力负荷周期为1d ,湿干比为1∶1(淹水12h ,落干12h )的条件下进行;第13~24d ,调节湿干比为1∶2(淹水8h ,落干16h );第25d 开始,调节湿干比为1∶1,其中,第8天、第26天反冲洗,测定污泥达到成熟期后,进行主体试验。

结果如图2所示,1~15d 出水水质不稳定,微生物刚接种,对新环境不适应,处于生长停滞阶段;第16d ,出水水质逐渐变好,表明微生物逐渐适应新的环境,进入指数生长时期;第20天开始,出水水质稳定并达到二级排放标准(G B 18918-2002),微生物进入静止期,标志着微生物培养成熟,启动成功。

试验结果表明,采用活性污泥进行接种,可以大大缩短CRI 系统运行达成熟所需的时间,系统试运行30多天便达到了稳定;而采用自然培养的方式,系统运行达稳定需要近3个月时间。

如果在北方地区,系统则需要4~6个月时间试运行才能稳定[4,5]。

图2 调试运行和成熟期测定212 有机负荷对CRI 性能的影响在水力负荷周期为115d ,湿干比1∶3条件下,有机负荷对CRI 性能的影响如图3所示。

随着有机负荷提高,去除效率下降。

当进水有机负荷小于013kg COD/(m 3・d )时,增加进水有机负荷,去除率下降缓慢;当进水有机负荷在013~014kg COD/(m 3・d )时,去除率迅速由87%下降至77%;当进水有机负荷在014~016kg COD/(m 3・d )时,去除率稳定略有升高。

有机负荷较低时,微生物处于内源代谢阶段,增殖受到进水有机物量限制,所以随着进水有机负荷提高,微生物降解的基质数量也增加,但继续增大有机负荷,微生物降解能力跟不上进水有机负荷增加,COD 去除率迅速下降。

在有机负荷014~016kg COD/(m 3・d )时去除率稳定略有升,为实验误差。

图3 有机负荷对CRI 性能的影响213 湿干比对CRI 性能的影响在有机负荷为012kg COD/(m 3・d ),水力负荷周期1d 条件下,湿干比对CRI 性能的影响如图4所示。

随着湿干比减小,COD 去除率提高。

湿干比由2∶1减小到1∶2,COD 的去除率由7018%迅速提高到8812%;湿干比由1∶2再减小,去除率提高缓慢。

图4 湿干比对CRI 性能的影响 CRI 系统主要依靠好氧微生物对污染物质降解去除。

干湿交替的工作方式对系统复氧条件有明显改善。

在系统落干时,渗滤介质中的孔隙水排干,外界空气进入促进附着在介质表面的微生物膜对氧的吸收和利用,同时也有利于空气中的氧向介质中的毛细管扩散。

下一次淹水开始时,进入渗滤介质的大部分空气被水封在系统内,继续供微生物利用[6,7]。

在湿干比较高的时候,系统复氧不足,微生物活性低,随着湿干比降低,系统复氧增加,大大提高微生物的活性,有利于污染物质降解去除;但当落干时间足够介质中微生物完成对吸附污染物质的降解时,再减小湿干比不仅不会增大去除率,还可能造成微生物营养物质缺乏,活性变差,甚至死亡[8]。

当湿干比降到1∶2后,再减小湿干比,系统COD 去除率增长缓慢。

11 合肥工业大学学报(自然科学版)第31卷 214 水力负荷周期对CRI 性能的影响在有机负荷为012kg COD/(m 3・d ),湿干比1∶3条件下,水力负荷周期对CRI 性能的影响如图5所示。

随着水力负荷周期的增大,COD 去除效率提高。

图5 水力负荷周期对CRI 性能的影响CRI 系统的复氧效率由水力负荷周期决定。

水力负荷周期越小,相同时间内,系统运行的周期数越多,落干次数越多,系统介质内部与外界发生的空气交换次数也越多,附着在介质表面的生物膜接触和利用空气中氧气的次数也越多,所以系统复氧效果也越好,生物活性越高。

水力负荷周期越大,则情况正好相反[9]。

因此,减小水力负荷周期有助于污染物质的去除。

215 CRI 脱氮性能研究在适宜工况条件下,CRI 脱氮性能如图6所示。

进水氨氮质量浓度在50~110mg/L 变化,出水氨氮质量浓度都保持在9mg/L 以下,去除率超过90%。

显示出沸石床CRI 良好的氨氮和抗击氨氮冲击负荷性能。

图6 CRI 脱氮性能研究滤料介质的质地、结构、渗透性和化学性质等均会影响系统的去污效果[10]。

CRI 的工作原理是淹没期吸附水中污染物质,落干期复氧和降解污染物质。

淹没期水中溶解氧含量低,硝化作用差,氨氮去除效果差。

但本试验沸石床CRI 具有良好的脱氮性能。

本试验介质为粒径4~6mm 的天然沸石。

天然沸石具有良好的氨氮选择吸附性能,在淹没期,不仅可以吸附有机污染物质,同时可以吸附水中的氨氮,出水氨氮浓度低;在落干期,沸石中氨氮解吸以供微生物利用,沸石同时得到生物再生。

其次,沸石比表面积大,内部孔道发达,有利于微生物的附着;孔隙率高,有利于通风,系统复氧效果好;沸石具有强大吸水和保水能力,落干期可以在孔道内也保有大量水,为落干期氨氮解吸提供条件,也为微生物提供了良好的生存和降解污染物质的环境。

因此,沸石床CRI 具有良好的脱氮和抗击氨氮冲击负荷性能。

3 结 论CRI 对COD 有较好的去除作用。

在有机负荷012~016kg COD/(m 3・d )、水力负荷周期1~215d 和干湿比2∶1~1∶3的适宜工艺条件下,COD 的去除率达到70%~90%。

增大水力负荷周期和减小湿干比都有利于COD 的去除。

沸石床CRI 系统具有良好的脱氮性能,其填料天然沸石对氨氮具有良好的选择吸附性,又使得其对氨氮具有良好的抗冲击性能。

[参 考 文 献][1] 刘家宝,杨小毛,王 波,等.改进型人工快渗系统处理污染河水中试[J ].中国给水排水,2006,22(13):14-17.[2] 张金炳.污水处理人工快速渗滤系统研究[M ].北京:中国地质大学出版社,2002.[3] 张金炳,陈鸿汉,钟佐 ,等.地埋式砂滤系统及其环境意义[J ].现代地质,2001,5(3):346-350.[4] Latvala A.Multilayer intermittent sand filter [J ].Wat SciTech ,1993,28(10):125-132.[5] Pell M ,Nyberg F.Infiltration of waster water in a newlystareed pilot sand -filter systerm :Ⅰ.reduction of organic matter and phosphorus [J ].Environ Qual ,1989,18:451-457.[6] 喻治平,赵智杰,杨小毛.人工快速渗滤池微生物活性的研究[J ].中国环境科学,2005,25(5):589-593.[7] 何江涛,张达政,陈鸿汉,等.污水渗滤土地处理系统中的复氧方式及效果[J ].水文地质工程,2003,(1):103-109.[8] 郭劲松,王春燕,方 芳,等.人工快渗系统在三峡库区处理生活污水的适应性研究[J ].环境科学,2006,21(11):2327-2332.[9] 何江涛.人工快滤污水处理系统水力负荷周期的设计[J ]地学前缘,2005,12(特):49-54.[10] 长金炳,汤 呜,陈鸿汉.人工快渗系统处理洗浴污水的试验研究[J ].岩石矿物学杂志,2001,20(4):539-543.(责任编辑 朱华新)111 第1期李 冰,等:沸石床快速渗滤工艺性能研究。

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