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国家教育部博士点基金(20112302110060): 作品数：18 被引量：58H指数：5; 相关作者：田禹左薇张军吴晓燕陈浩更多>>; 相关机构：哈尔滨工业大学黑龙江省环境保护科学研究院更多>>; 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金创新研究群体项目国家科技重大专项更多>>; 相关领域：环境科学与工程电气工程更多>>

微波热解城市污水污泥的H_2S释放影响因素研究被引量：2: 2013年; 利用微波热解城市污水污泥是实现污泥无害化、减量化和资源化的有效出路之一,但热解过程中产生的恶臭气体(如H2S等)也会对大气环境造成严重的影响。以微波热解城市污水污泥10min所收集的气体为研究对象,研究了热解终温、污泥含水率、升温速率及矿物催化剂种类4个因素对热解过程中H2S产量的影响。结果表明,随着热解终温的升高,城市污水污泥微波热解过程中的H2S产量逐渐上升,800℃时H2S产量为5.86mg/g(以干污泥计,下同);含水率在50%～80%时,随着含水率的增加,城市污水污泥微波热解过程中的H2S产量逐渐上升,当含水率增至90%时,污泥出现了泥水分层现象,致使后续热解反应无法进行,故没有H2S产生;升温速率越快,热解反应的活化能越高,反应不易进行,H2S产量降低;添加矿物催化剂能有效固硫,且雷尼镍基催化剂的效果更好,热解终温为800℃时的H2S产量为4.15mg/g,较不添加矿物催化剂时降低约30%;可通过铜铁吸收法和活性炭吸附两步工艺对热解产生的H2S加以吸收处理,处理后的H2S排放浓度满足《恶臭污染物排放标准》(GB 14554—93)中的厂界一级标准限值。; 田禹龚真龙吴晓燕陈浩左薇; 关键词：微波热解城市污水污泥 H2S

镍基催化剂对污泥微波热解制生物气效能的影响被引量：13: 2014年; 为实现污水污泥减量化、无害化及资源化的目标,在微波热解污水污泥基础上,进行了镍基催化剂对制取生物气效能影响的研究。采用元素分析对污泥元素进行检测,气/质联用分析（GC-MS）和气相色谱（GC）对热解生物气的组成和含量进行测定。实验结果表明,镍基催化剂的添加对微波热解污水污泥制取生物气有较大促进作用。5%添加量与800℃热解终温条件下具有最佳催化效果：生物气中H2、CO产量最大,H2产量由29 g/kg增加到35.8 g/kg,提升23.4%,CO产量由302.7 g/kg增加到383.3 g/kg,提升26.6%;同时催化剂还能提高热能利用效率,降低热解终温,即5%添加量在700℃热解终温时可达到空白800℃时的产气效果;镍基催化剂主要在500~600℃时发挥催化作用,加快了H2和CO的释放。微波热解污泥制取的生物气具有产量大、富含H2与CO等优点,可推动污水污泥的资源化进程。; 陈浩左薇张军吴晓燕龚真龙田禹; 关键词：微波热解催化污水污泥镍基催化剂生物气

膜生物反应器中EPS对污泥絮体形成的影响及其膜污染特性研究被引量：8: 2015年; 为了给减缓膜生物反应器(MBR)膜污染提供新思路,对MBR中EPS各组分对污泥聚集性能的影响及其膜污染特性进行研究。通过分析MBR中污泥的聚集性,发现原始污泥的聚集速率常数为0.0151,提取EPS后污泥的聚集速率常数为0.00181,由此可以看出EPS在污泥聚集的过程中起重要作用。为了进一步明确EPS各组分对MBR中污泥聚集性能的影响,利用扩展的DLVO理论研究MBR中EPS及其各组分对污泥聚集性能的影响,发现MBR中EPS里粘液的二级能量最小值大约为-0.94 KT,松散型EPS(LB-EPS)为-2.98 KT,紧密型EPS(TB-EPS)为-3.87 KT,说明TB-EPS在污泥聚集的过程中起重要作用。进一步通过三维荧光光谱及EPS浓度分析,发现EPS各组分浓度及结构的不同导致EPS各组分对污泥聚集性起不同的作用。通过吸附实验、原子力显微镜观察发现EPS各组分的膜污染速率为:上清液<粘液; 王浩宇张军丁一左薇; 关键词：膜生物反应器 EPS 膜污染

污泥连续式微波热解制备生物气被引量：2: 2016年; 采用升温迅速的微波能作为热源,利用自主设计微波设备对含水率为82%(m/m)的湿污泥进行高温热解实验。采用单因素实验法,探究热解终温、停留时间、活性炭添加量对污泥热解生物气组分和含量的影响规律,确定连续式运行的最佳工况条件:热解终温900℃,停留时间50 min,活性炭添加比例为30%,热解功率1 600 W;在此基础上进行连续12h微波高温热解实验,共热解污泥56 kg,产生生物气32.26 kg,热解油10.98 kg,固体残渣12.66 kg,产气转化率高达57.8%,生物气组分H_2+CO含量高达67%,热解产物具有良好的工业利用价值。污泥热解生物气中H2S浓度超标10倍以上,而NH_3浓度未超标,硫化氢的去除技术研究值得关注。; 刘立群张军吴晓燕田禹张杰; 关键词：微波热解污水污泥连续运行生物气

污泥热解气为燃料的SOFC-MGT联合发电系统能效分析被引量：5: 2016年; 污泥热解气是利用价值较高的生物质能源。以污泥微波热解气为燃料,建立固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell)-微型燃气轮机(micro gas turbine,m GT)联合发电系统的模型,分析发电系统的性能,研究工作温度、电流密度、燃料利用率等运行参数对系统能效的影响。结果表明,设计工况下以污泥热解气为燃料的SOFC-MGT联合发电系统的发电效率达到55.9%,热电联产(CHP)效率高达74.8%,是高效的生物质能源利用方式。温度和电流密度对SOFC的性能具有较为明显的影响,合理提高工作温度和电流密度有利于提高SOFC的功率密度。研究还表明,燃料利用率增加时,SOFC的发电效率明显提升,整个系统的效率参数变化不明显,应从热解气组成和系统的安全性考虑,选择适当的燃料利用率。; 张军孙崎胜吴晓燕田禹张杰; 关键词：固体氧化物燃料电池微型燃气轮机发电系统

MFC-MBR耦合系统运行效果被引量：3: 2013年; 膜生物反应器(MBR)是一种高效的污水处理工艺,而微生物燃料电池(MFC)能有效降解污泥中的胞外生物有机质(EBOM)并回收电能。将MFC与MBR联用,建立了一套能够有效抑制膜污染同时回收电能的新系统———MFC-MBR耦合系统,MBR的剩余污泥经MFC处理后回流。以传统MBR为对照,对耦合系统中污水处理效果、膜污染情况和污泥混合液的性质进行研究。研究表明,耦合系统的污水处理效果没有明显恶化,COD去除率为94%,NH4+-N的去除率为92%。耦合系统能够有效减缓膜污染的发生,清洗周期延长了28%。污泥混合液的MLVSS/MLSS稳定在80%～88%,系统内几乎没有无机颗粒积累。松散结合态胞外聚合物(LB-EPS)降低了48%,使污泥混合液性质得到改善。较低的污泥比阻(2.69×1012m/kg)和标准化毛细吸水时间(1.67 s.L/g MLSS),证明耦合系统污泥混合液脱水性能提高了。; 王翠娜田禹苏欣颖李慧; 关键词：微生物燃料电池污泥回流膜污染

正渗透中驱动溶质反渗模型的建立与实验验证被引量：2: 2015年; 正渗透过程能够有效运行的一个前提条件是要求驱动溶质反向扩散的通量非常小。为了深入了解正渗透过程中驱动溶质反渗对膜分离过程的影响,以现有的浓差极化模型为基础,建立正渗透过程不同操作模式下驱动溶质的反渗通量以及膜通量的数学模型。为证明模型的准确性,以Na Cl为驱动液做一组序批式实验,测出不同初始渗透压下的水通量和反渗通量,将实验值与模型预测值比较,发现模型的预测结果与实验结果高度吻合。; 吴晴田禹; 关键词：数学建模

水丝蚓捕食污泥影响因素及其特性被引量：1: 2013年; 为解析水生寡毛纲颤蚓科水丝蚓的生长特性和污泥捕食效能,围绕pH、温度、载体厚度和光照4个污泥捕食过程的主要环境因子,以水丝蚓的生长、呼吸速率和捕食污泥效率等为评估指标开展研究.结果表明：水丝蚓适宜生存的pH范围为4~8,对污水污泥中的pH变化具有较强的适应能力;在25℃下呼吸速率最高,表现出较高的生物活性;适合水丝蚓稳定附着和高效捕食污泥的载体厚度为1 cm,游离水丝蚓比例为3.8%;自然光照不会对水丝蚓捕食污泥存在较大干扰,而强光的刺激会引起其遁逃和藏匿行为;污泥减量效率可达27%以上.; 张晓琦田禹王强; 关键词：污泥减量捕食蠕虫环境因子

微波热解污泥燃气释放影响因素及热解动力学分析被引量：3: 2014年; 微波热解城市污水污泥可实现污泥资源化、减量化目标。城市污水污泥微波热解后产生大量能源气体H2和CO。运用气相色谱技术检测H2和CO的含量,研究了热解终温、污泥含水率、矿物催化剂对污泥微波热解过程中能源气体产率的影响,结合热重分析对热解过程进行了动力学分析。结果表明:随着热解终温升高,2种燃气产率均有所提高,800℃时,1 kg干污泥产生29.02 g H2以及302.72 g CO,两者体积之和占气体总体积的58%;污泥含水率越高,气体产率越高,但是达到90%含水率时,热解过程无法进行。镍基催化剂和白云石对能源气体产率均有促进作用,800℃时,镍基催化剂可使H2和CO产率提高到60%,对CxHy产率提高效果不明显;利用一级反应动力学方程对污泥热重结果进行分析,计算出热解动力学参数。; 陈浩左薇田禹龚真龙吴晓燕; 关键词：微波热解污水污泥 H2 热解动力学

碳氢气为燃料气的SOFC阳极改性研究: 2015年; 为使Ni-YSZ阳极支撑的固体氧化物燃料电池能以碳氢气为燃料气稳定工作,采用化学镀银法对电池阳极进行镀银改性研究,在750℃分别以氢气和乙烷为燃料气,测试电池的电化学性能,并采用扫描电子显微镜对测试前后的阳极进行表征.结果表明阳极镀银后,电池极化电阻减小,放电性能和抗积炭能力提高.化学镀银法镀银10 min的电池在750℃以氢气为燃料气时,最大功率密度463 m W·cm^(-2),比未镀银电池增加28.6%,以乙烷为燃料气时能以330 m A·cm^(-2)恒流稳定运行24 h.这使得固体氧化物燃料电池以碳氢气为燃料气稳定运行成为可能,将为污泥资源化提供一个新途径.; 王静晖张军吴晓燕左薇张杰; 关键词：污水污泥固体氧化物燃料电池化学镀银积炭

国家教育部博士点基金(20112302110060)

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