摘要：涡轮分子泵广泛应用于大科学装置、核物理工业、半导体及薄膜工业。径向涡轮分子泵转子叶列结构简单,叶列排气端呈圆弧形外扩排布,有利于叶片间气体粒子正向传输,提升了抽气效率。文章以径向结构涡轮分子泵为研究对象,基于稀薄气体传输理论,采用数学粒子追踪方法,对9种不同形状的叶片结构进行对比分析,使用COMSOL软件模拟不同叶片结构下叶列间气体粒子的正、反向传输几率,探究叶片形状对气体粒子正、反向传输几率和压缩比的影响。结果表明,涡轮分子泵转子叶片一侧为弧形凸面结构,另一侧为平面结构时,分子泵的压缩比提升1个数量级,分子泵性能显著提升。研究对涡轮分子泵的设计与优化具有一定的参考价值和指导意义。

摘要：微混合器是微芯片集成系统中重要的组成部分,广泛应用于生物分析,化学合成等领域。为了提高被动式微混合器在低雷诺数层流条件下的混合效率,本文设计了一种人字脊蛇形通道微混合器并对其混合结构和流体参数展开分析研究。在人字脊高度和角度对流体混合作用研究的基础上,取人字脊角度θ=45°,d/H为1/2时,分析流量大小对混合效果的影响。同时,选用PBS溶液和台盼蓝染色液进行实验测试,综合评估微混合器混合性能。结果表明:在一定结构参数取值范围内,人字脊高度与通道高度之比越大,流体混合越充分,最佳人字脊角度在40°~50°之间;流体流动速度越小,混合质量越高。模拟和实验平均误差不超过10%,具有良好的一致性。本研究为被动式微混合器混合效率的提升提供参考。

摘要：为提高剩余污泥的破解效果并降低能耗,采用FS(fluid shear,流体剪切)、UC(ultrasonic cavitation,超声空化)、FS和UC联合工艺(FS-UC,UC-FS)破解剩余污泥,并应用单因素试验结合响应面法对联合工艺进行优化.结果表明:FS对剩余污泥破解效果一般,只在开始阶段具有较好效果,随作用时间延长,破解效果未有显著提高甚至下降.UC对剩余污泥破解效果明显,随作用时间延长,破解效果显著提升,但能耗也随之增大,EDR(energy disintegration ratio,效能比)明显下降.相同作用时间下,UC破解效果优于FS破解效果,UC破解剩余污泥的DDCOD(degree of disintegration,破解率)与EDR均明显高于FS方法.单因素试验得出的较优FS作用时间范围为2~8 min,较优UC作用时间范围为5~15 min.响应面法试验结果显示,联合工艺的剩余污泥破解效果和能量利用率均优于单一方法,联合工艺中FS-UC工艺的破解效果优于UC-FS工艺.FS-UC工艺的最佳参数:FS处理5.6 min再UC处理15.0 min,该条件下剩余污泥实际DDCOD为50.8%,EDR为26.8%.UC-FS工艺的最佳参数:先UC作用15.0 min再FS作用7.8 min,该条件下剩余污泥实际DDCOD为36.5%,EDR为17.1%.研究显示,以DDCOD和EDR为指标,4种工艺的高效性顺序为FS-UC>UC-FS>UC>FS,其中FS-UC工艺具有能耗低、破解效率高的特点,是4种工艺中剩余污泥破解效果最好的一种工艺.

摘要：采用自主设计并制造的机械转盘剩余污泥破解装置对污泥进行破解处理,并联合超声技术以提升破解效果,考察不同运行条件对污泥破解效果的影响,采用响应面法优化处理参数,通过扫描电镜观察破解污泥的细胞形态。实验发现:盘间距离(d)和转盘破解时间(Tm)是影响机械转盘剩余污泥破解液溶解性化学需氧量的增加值(SCOD+)和效能比(EDR)的重要因素;在d=1.5 mm,转速为2300 r·min^(-1)运行条件下破解25 min时SCOD+为3130 mg·L^(-1),破解效果良好。根据Central Composite Design实验设计原理,注重剩余污泥破解的能源利用效率,以SCOD+和EDR为响应指标对机械转盘联用超声破解参数进行优化,当优化条件为d=2.76 mm,Tm=10.89min,Tu(超声处理时间)=17.2 min时,剩余污泥破解液SCOD+=7871.78 mg·L-1,EDR=8.475 mg·L^(-1)·k J^(-1),在相同总处理时间下分别是单独机械转盘法(2610 mg·L^(-1),3.11 mg·L^(-1)·k J^(-1))的3.02倍、2.7倍,单独超声法(3170 mg·L^(-1),3.26 mg·L^(-1)·k J^(-1))的2.48倍和2.6倍。

摘要：采用自主开发并设计制造的高速转盘剩余污泥破解装置进行剩余污泥破解实验,考察不同的运转条件对污泥粒径、破解率的影响,并对破解污泥的厌氧消化特性进行实验研究。实验发现:转盘在高混合液悬浮固体(MLSS)质量浓度(高黏度)的剩余污泥中高速旋转所产生的流体剪切力是导致污泥破解的主要因素,破解污泥的中值粒径可达15μm以下、破解率在50%以上。高速转盘破解污泥的厌氧消化性能明显提高:在污泥停留时间为10 d的厌氧消化实验中,破解污泥CH4产生量与混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)去除率与未破解污泥的相比分别提高了近20%和12.1%;在不同投配比条件下(3.33%,5%,10%,20%)的半连续式厌氧消化实验中,各个投配比条件下破解污泥的CH4产量均明显提高,若注重污泥的资源化利用考虑,最佳投配比应介于5%—10%。

摘要：文章以上流式厌氧氨氧化反应器为基础,通过接种亚硝化污泥并提高溶解氧(DO)来启动一体化厌氧氨氧化反应器。考察了一体化反应器启动稳定过程中脱氮效能的变化,同时通过高通量测序技术对反应器内微生物群落演替进行了研究。结果表明:一体化反应器在总氮负荷0.75 kg/(m^3·d),DO含量2 mg/L的条件下,氨氮去除率和总氮去除率稳定在85%和80%以上。反应器中参与亚硝化反应的是亚硝化单细胞菌属,厌氧氨氧化反应是Candidatus kuenenia和Candidatus brocadia 2个属参与,反应器内还检测到少量Denitratisoma属的反硝化细菌。除此之外还有许多其他种类的细菌存在。

摘要：针对人工模拟的印染废水，设计了缺氧／好氧膜生物反应器相结合的处理装置。系统经过165d的运行，结果表明：系统对COD和氨氮一直有很好的去除效果，稳定期COD的去除率可以达到95．0％，NH4＋-N平均去除率为96．5％，TP的平均去除率低于50％，TN的去除率处在60％～80%之间，活性艳红染料x-3B的去除率在60％～73％之间，出水含有少量色度。水样中长链的壬基酚聚氧乙烯醚NP10 E0的去除率可以达到99％，出水仅含有少量的NPlEO，NP：EO和NP。

摘要：设计了一种适用于MEMS离子源测试用的高真空腔体。根据目前质谱测试用高真空腔的相关研究,针对高真空获得能力、保持能力及频繁使用的简便性,综合考虑结构强度、内壁出气等因素,选用了同时满足强度与低出气率的筒型结构。基于ANSYS软件,综合分析了高真空下该腔体的结构稳定性及危险点分布,确定了优化的腔体壁厚选择范围。该研究可为高真空腔体的设计提供理论依据。

摘要：污水处理过程中产生大量剩余污泥需妥善处理处置,剩余污泥的破解是众多污泥减量化与资源化处理工艺的有效预处理过程。利用组织捣碎机产生流体剪切力破解剩余污泥,考察在19 000 r/min和24 000 r/min下,破解500 m L剩余污泥0.5~10 min的效果,并应用FLUENT软件对流体剪切力破解剩余污泥的过程进行模拟。结果表明,破解10 min后,24 000 r/min时SCOD增加4.76倍,蛋白质增加2.68倍,肽聚糖由0增至387 mg/L;19 000 r/min时SCOD增加4.68倍,蛋白质增加2.63倍,肽聚糖由0增至304 mg/L。在破解的3 min内各指标增长最快,3 min后破解效率逐渐降低,持续增加破解时长,对破解效率的提高作用不大。通过FLUENT数值模拟得出,高速旋转的叶片带动污泥在容器内形成剧烈的湍流,产生了足够大的流体剪切力,使得污泥中微生物的细胞壁破碎。实验与模拟结果说明流体剪切破解污泥的是一种有效的方法。

摘要：利用计算流体动力学(CFD)技术,以浸没板式膜生物反应器(MBR)中曝气槽内的流体为研究对象,将固相和液相视作"假想的均一混合相",将气、液、固三相流简化为"气-液两相流"问题。选用FLUENT软件中的多项流Eu-lerian模型,对曝气槽的内部流场的流态进行了模拟分析。结果得到包括气液两相多个截面的速度场及局部气含率分布等信息。模拟结果显示浸没板式MBR具有较好的水力条件,在一定的曝气强度条件下,在获得较大的升流区上升流速的同时,也获得了较大的膜面剪切力;一定的曝气条件会在曝气槽中产生固定的影响微生物生长的缺氧区,通过改变曝气强度可以解决这一问题。以上模拟结果能够合理解释实际工况中存在的膜污染等现象,证明了CFD技术在膜生物反应器中应用的可行性。数值求解结果可以为MBR的实际工程设计提供理论依据。