【摘 要】
：
为了更直观地研究流动电极电容去离子(flow electrode capacitive deionization,FCDI)除氨工艺的机理并进行高效改进,本文构建了FCDI装置去除NH+4的电化学稳态模型,实验结果模拟准确率达到93.8％.利用该模型研究了FCDI除氨工艺在进水流量、电流密度、电极液中活性炭质量分数等工况条件下的能耗和去除效率变化趋势,计算离子选择性和去除速率两个指标,定性阐明操作参数对去除氨的影响机理,筛选出较优化工况.研究结果表明,FCDI除氨工艺在进水流量1.25mL/min、电流密
【机 构】
：
东南大学能源与环境学院,江苏南京210096;中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室,北京100012;北京市密云区生态环境局,北京101500
论文部分内容阅读
为了更直观地研究流动电极电容去离子(flow electrode capacitive deionization,FCDI)除氨工艺的机理并进行高效改进,本文构建了FCDI装置去除NH+4的电化学稳态模型,实验结果模拟准确率达到93.8％.利用该模型研究了FCDI除氨工艺在进水流量、电流密度、电极液中活性炭质量分数等工况条件下的能耗和去除效率变化趋势,计算离子选择性和去除速率两个指标,定性阐明操作参数对去除氨的影响机理,筛选出较优化工况.研究结果表明,FCDI除氨工艺在进水流量1.25mL/min、电流密度21.26A/m2、活性炭质量分数为10％时,除氨效率为74.5％,能耗为29.62kWh/kg N,达到较为理想的状态.在优化的工况条件下,讨论了NH+4在FCDI装置内部的微观传输情况,考虑到过长的流道长度会增强电流密度的极化现象,降低装置除氨性能,提出了串联装置的建议.保持流道长度和工况条件不变,串联的装置可以比原装置的去除效率提升32.9％,同时去除单位质量N的能耗降低22.0％,表明装置的改进是有效的.优化后的FCDI除氨工艺比同类处理工艺更有优势,NH+4去除效率更高,能耗更低,具有广泛应用前景.
其他文献
某重质油炼化企业采用“物化单元(隔油+气浮)+曝气生物滤池(biofilter,BAF)+水解酸化(hydrolysis acidification,HA)+缺氧/好氧(anoxic/oxic,A/O)+好氧-膜生物反应器(oxic-membrane bioreactor,O-MBR)+催化臭氧氧化(catalytic ozonation,COP)”工艺处理含盐污水.本文采用GC-MS结合FT-ICR MS高等仪器的分析手段,对污水处理工艺全过程的有机污染物降解特征进行了深入研究.发现BAF单元主要去除的
城市污泥制备高品质合成燃气,是减小环境污染、提高废弃物附加值、实现能源化利用的有效方法之一.本文采用介质阻挡放电低温等离子体(NTP-DBD)技术,利用热重-质谱联用(GT-MS)对城市污泥及其模型化合物亮氨酸、葡萄糖的气化特性进行了研究.重点考察了反应气氛、放电频率对合成气体分布情况的影响,并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)对固体产物结构进行了表征.结果表明,在Ar气氛下,较热重热解污泥,NTP-DBD气化污泥产生合成气的浓度提升了1.84％.放电频率由10.5kHz调至9.2kH
本文运用FLUENT软件分析管道插入部件在不同介质流速下的速度场与压力场,获得不同流速下管道插入部件绕流旋涡脱落的频率,进一步明确了插入部件斯特劳哈尔数的取值范围,并通过模态分析获得管道插入部件的固有频率,提出管道插入部件振动分析的思路和方法.
本文以某项目为例,就封闭式无水氢氟酸罐区事故工况处理系统,即如何设置和考虑事故通风、事故尾气处理系统和事故喷淋系统等方面进行讨论,以期对相关设计提供参考.
饱和活性炭的高效绿色再生对活性炭在污染物吸附过程中的循环利用是非常重要的.本文利用超声波辅助熔融草酸的方法对饱和活性炭进行高效绿色再生,讨论了温度、时间、超声振幅和固液比对饱和活性炭再生效率的影响.结果表明,在超声辅助作用下,熔融草酸可在20min内使饱和活性炭得到快速再生,再生效率高达94.72％.通过5次吸附-脱附循环后,再生效率仍可达到78.02％,与此同时有机酸的回收率极高,平均达到98.35％,再生过程十分绿色环保.在超声的辅助作用下,强氢键缔合能力的熔融草酸更充分地与焦糖反应,形成草酸-焦糖强
为了研究液化天然气(LNG)泄漏扩散规律,本文运用PHAST软件,选取某接收站在不同压力状态下的LNG泄漏单元,分析在连续泄漏、瞬时泄漏工况下泄漏扩散的影响因素,有助于为LNG接收站布置、LNG泄漏后应急处置措施的确定及警戒范围的划定等提供依据.
螺旋过滤机的工作过程是在螺旋体转动作用下,固液混和物沿过滤槽斜向上方输送并完成固液过滤分离,过滤分离后的固体物料经螺旋体输送排出.该设备可连续过滤,生产能力大,能耗低,操作简单.本文以硝酸钾晶体料液采用螺旋过滤机过滤为例,简要介绍螺旋过滤机的主要结构原理,并对螺旋过滤机过滤面积、过滤槽尺寸、螺旋轴轴径、螺旋直径与螺距、螺旋轴转速、电机功率进行设计计算.
富硒产业作为新兴科技产业,是地区实现绿色科学发展的有效途径.通过采样分析华北平原某农田表层土、作物根系土壤基质含量及硒含量,采用多因子间Pearson及显著性分析方法,探究Se赋存状态及该地区Se的生物有效性与土壤各基质间关系.通过分析得出:表层土基质组分与硒赋存状态存在显著性关系,向表层土施加硫化物氮磷肥、有机肥等或播撒添加硫酸盐及钙硅比高的黏土矿物的客土能够提升土壤中硒的生物可利用性及潜在可利用性.深层土壤基质、农产品种类是影响地区硒生物有效性的重要因素.作物深耕土壤可引入钾肥、钠盐及硅质酸盐以提高作
塑料制品因其质量轻、性质稳定等优点而得到广泛使用,但大部分废旧塑料未被合理回收而成为污染物,对环境造成了危害.因此,废旧塑料回收、再加工成为保护环境和资源利用的有效途径.而分离是废旧塑料能进行再加工的重要环节,目前已经发展了丰富的分离方法,其中塑料浮选法因具有工艺简单、污染少的特点而受到人们的青睐.但在塑料浮选中,其表面亲疏水性受环境的影响,该过程进一步恶化分离效果.为了避免分离过程的波动性,急需探究环境因素对亲疏水性的作用.基于此,本文选取了ABS、PC、PS三种废旧塑料,探究环境对浮选分离及表面亲疏水
通过分析污泥热水解处理过程中重金属含量与形态的变化,考察不同温度(120～200℃)和不同处理时间(15～90min)对污泥中重金属(Cr、Mn、Ni、Cu、Cd、Pb)迁移转化和环境风险的影响,并对污泥热水解过程中理化参数[挥发性固体(VS)、溶解性蛋白质、多糖、溶解性化学需氧量(SCOD)、碱度、NH4+-N和pH]与重金属生物可利用性变化的相关性进行了分析.结果表明,热水解处理后污泥得到有效破解,部分重金属释放进入液相,但大部分重金属仍残留在固相中.固相中Cr和Mn含量在处理温度较高时(≥180℃)