污染物的案例
污染物擴(kuò)散預(yù)測預(yù)警——河流污染物擴(kuò)散數(shù)值仿真
污染物擴(kuò)散預(yù)測預(yù)警
CFD（Computational Fluid Dynamics，計算流體動力學(xué)）是一種通過數(shù)值計算方法模擬流體流動、傳熱、傳質(zhì)等物理過程的工程技術(shù)。在污染物擴(kuò)散的仿真中，通常會利用CFD方法模擬空氣或水中的流動，同時考慮污染物的排放、擴(kuò)散、沉降等過程。通過CFD仿真，可以得到污染物在空間和時間上的分布情況，從而為預(yù)測預(yù)警提供數(shù)據(jù)支撐。這包括污染物的濃度分布、擴(kuò)散范圍、傳輸路徑等方面的信息，這些信息對于預(yù)測預(yù)警是非常重要的。
例如，在空氣污染物的擴(kuò)散模擬中，通過CFD仿真得到不同高度和距離的污染物濃度分布。這可以幫助預(yù)測不同區(qū)域的空氣質(zhì)量，從而為決策者提供數(shù)據(jù)支撐，制定合理的污染控制措施；在水質(zhì)預(yù)報中，可以模擬水體中的流動和污染物傳輸。通過模擬結(jié)果，預(yù)測未來水質(zhì)的變化趨勢，為水資源的保護(hù)和管理提供數(shù)據(jù)支持。
具體步驟
1.建立模型：使用適合河流污染物擴(kuò)散的模型，例如對流-擴(kuò)散模型或水動力-水質(zhì)模型等。這些模型會考慮河流中的水流、污染物擴(kuò)散、化學(xué)反應(yīng)等物理和化學(xué)過程。
2.輸入?yún)?shù)：根據(jù)實(shí)際情況，確定模型所需的參數(shù)，例如河流的水流速度、流量、污染物排放量、初始濃度等。
3.數(shù)值模擬：利用計算機(jī)程序?qū)δＰ瓦M(jìn)行數(shù)值求解，得到污染物在時間和空間上的分布情況。
4.結(jié)果分析：根據(jù)模擬結(jié)果，分析污染物的擴(kuò)散趨勢、影響范圍、濃度分布等。
5.預(yù)測預(yù)警：根據(jù)模擬結(jié)果，對未來污染物擴(kuò)散情況進(jìn)行預(yù)測，并制定相應(yīng)的預(yù)警方案。
【計算軟件】OpenFOAM開源平臺
【仿真平臺】自建高性能計算集群
【算例說明】通過CFD數(shù)值仿真，可得到污染物擴(kuò)散的時空分布，為預(yù)測預(yù)警提供數(shù)據(jù)支撐
【工程應(yīng)用】污染物預(yù)測預(yù)警、水質(zhì)預(yù)報等
【創(chuàng)新貢獻(xiàn)】自動化計算流程+計算參數(shù)優(yōu)化
！！
展開 焦?fàn)t煙氣污染物如何達(dá)標(biāo)？
目前，我國的焦炭產(chǎn)能居世界首位，達(dá)6.8億噸，占全球產(chǎn)能的70%以上，焦化行業(yè)屬于典型的重污染行業(yè)，為了改善焦化行業(yè)的污染問題，本文通過分析研究焦?fàn)t煙氣污染物排放的控制措施，對降低焦?fàn)t煙氣污染物排放率，提高焦?fàn)t煙氣污染物排放達(dá)標(biāo)率做簡要闡述。
一、焦?fàn)t煙氣中污染物的種類
在目前的冶金行業(yè)中，焦?fàn)t是造成大氣污染最嚴(yán)重的設(shè)備之一。我國大多數(shù)焦?fàn)t使用的是焦?fàn)t煤氣加熱方式，其煙囪會排放大量的污染物，其成分復(fù)雜，主要含有氮氧化物（NOX）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、硫化氫（H2S）、氰化氫（HCN）、殘氨、酚以及煤塵、焦油等。
面對日益嚴(yán)峻的環(huán)保壓力，近年來我國對環(huán)境污染問題越來越重視，對煙氣排放和節(jié)能降耗的要求越來越嚴(yán)格，特別是《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB16171—2012) 的頒布實(shí)施，第一次將焦?fàn)t排放的NOX列為我國焦化企業(yè)大氣污染物排放的控制指標(biāo)，并對顆粒物和二氧化硫的排放提出了更嚴(yán)格的要求，要求所有企業(yè)在2015年1月1日之后，焦?fàn)t煙囪排放二氧化硫小于50mg/m3，NOX小于500mg/m3（機(jī)焦），顆粒物小于50mg/m3。此排放標(biāo)準(zhǔn)的出臺不僅有效減少了焦?fàn)t污染物的排放，也有力地推動了煉焦生產(chǎn)工藝和污染治理技術(shù)的研發(fā)。
由于在《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB16171—2012）中明確規(guī)范了焦?fàn)t煙囪中二氧化硫、氮氧化物以及顆粒物的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，減少焦?fàn)t煙氣污染物排放的關(guān)鍵就在于加強(qiáng)對這三種污染物排放的控制。
展開 車載空氣質(zhì)量傳感器檢測車內(nèi)空氣污染物VOC
我國也于2012年3月開始正式實(shí)施《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》，目前實(shí)施的《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》明確規(guī)定了車內(nèi)空氣中有關(guān)苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、**8種常見的車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物濃度的限值。
解決車內(nèi)空氣污染問題，營造一個健康的車內(nèi)環(huán)境，既是消費(fèi)者對車內(nèi)空氣更清潔、更安全、更健康的迫切需求，也是整個汽車行業(yè)義不容辭的責(zé)任。為增加汽車舒適性，汽車企業(yè)也在不斷改進(jìn)汽車內(nèi)飾設(shè)計，采用更多的新技術(shù)、新材料、新工藝，從源頭上減少污染物的產(chǎn)生。
另一方面，通風(fēng)是車內(nèi)外空氣交換的過程，對污染物的動態(tài)傳輸具有重要影響，通風(fēng)時的空氣氣流速率和空氣交換率是影響車內(nèi)污染物濃度水平的關(guān)鍵因素。研究發(fā)現(xiàn)，早晚高峰期，車外污染較為嚴(yán)重，在車窗關(guān)閉的情況下開啟風(fēng)扇并使用車內(nèi)再循環(huán)系統(tǒng)，可顯著減少有害顆粒物的吸入率，污染暴露下降約80%。而在外界空氣質(zhì)量較好時，保持良好的通風(fēng)是降低車內(nèi)污染物濃度的有效方法。
如何建立完善的車內(nèi)空氣質(zhì)量管控體系，保障健康、環(huán)保的車內(nèi)環(huán)境？車載空氣質(zhì)量傳感器為汽車廠商們提供了很好的解決方案。目前工采網(wǎng)推薦一款車內(nèi)
空氣質(zhì)量傳感器TGS2602來測試車內(nèi)的空氣污染程度，來告訴車主車內(nèi)的VOC氣體的濃度，從而提示進(jìn)行開窗通風(fēng)來降低車內(nèi)的污染氣體的含量更好的保護(hù)人的身體健康。
空氣質(zhì)量傳感器（甲醛傳感器）TGS2602特點(diǎn)：
* 對VOC與氣味有高靈敏度
* 低功耗
* 對污染空氣有高靈敏度
* 使用壽命長
* 應(yīng)用電路簡單
* 體積小
空氣質(zhì)量傳感器（甲醛傳感器）TGS2602應(yīng)用：
* 空氣清新機(jī)控制
* 通風(fēng)控制
* 空氣質(zhì)量監(jiān)測
* VOC監(jiān)視器
* 氣味監(jiān)視器
展開 【CAE案例】城市峽谷效應(yīng)下污染物傳輸流參數(shù)化方法的驗(yàn)證
01 研究背景
城市作為人類活動高度集中(工業(yè)、交通以及居民的活動等)的區(qū)域，會產(chǎn)生許多隨空氣漂流的污染物；同時，城市建筑規(guī)劃整齊劃一，高聳建筑會阻礙空氣在街道內(nèi)的流通。在街道風(fēng)的作用下，污染物隨著氣流在高樓之間上下徘徊，影響其彌散，這樣的效應(yīng)叫做城市峽谷效應(yīng)。
不同間距的建筑物產(chǎn)生的城市峽谷效應(yīng)
城市峽谷效應(yīng)會導(dǎo)致城市空氣質(zhì)量的下降，對居民的健康產(chǎn)生不利影響。為了研究城市內(nèi)空氣流動以及污染物的濃度分布，學(xué)者常對城市建立仿真模型，并使用CFD進(jìn)行計算。但由于整個城市的規(guī)模過于龐大，使用CFD仿真對整個城市進(jìn)行計算是不現(xiàn)實(shí)的，因此研究人員一般使用簡化的交叉峽谷和公路的城市網(wǎng)絡(luò)模型（Model of Urban Network of Intersecting Canyons and Highways, MUNICH）來研究這種效應(yīng)的影響。
但考慮到城市的整齊性，基于街道尺度上的城市模型，對污染物的彌散特征進(jìn)行參數(shù)化表示，從而推廣到整座城市的污染物彌散特征，在計算成本上會優(yōu)于CFD。
為了驗(yàn)證基于MUNICH街道模型的參數(shù)化方法的準(zhǔn)確性，本文基于CFD仿真軟件對城市峽谷模型的風(fēng)場進(jìn)行計算，基于仿真結(jié)果進(jìn)行后處理，分別得到縱向傳輸系數(shù)以及橫向風(fēng)速，并與MUNICH多個模型進(jìn)行對比。
02 模型建立
基于MUNICH模型，為了對某條城市峽谷進(jìn)行仿真計算，本文使用的計算模型為周期性的二維城市峽谷模型，其主要特征如圖所示：
該二維模型在Y方向長度為1m，其在Y方向上周期性分布，理論上等價于無限長的街道，并且該周期性分布能夠模擬不與x方向平行的風(fēng)向存在時的風(fēng)場情況。
在模型中，僅有建筑的高度H可變，而街道的寬度W和建筑的寬度B不變，均為27.5m。
展開 
PID光離子傳感器用于土壤及地下水揮發(fā)性污染物檢測
隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷發(fā)展，大量的有機(jī)污染物被排放到環(huán)境中，對人類健康和生態(tài)環(huán)境造成了極大的危害。其中揮發(fā)性有機(jī)物的危害越來越受到人類的重視，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。揮發(fā)性有機(jī)物有“三致”效應(yīng)，能通過呼吸道，皮膚和飲食等方式進(jìn)入人體，達(dá)到一定限值時，人體就會產(chǎn)生不適感，嚴(yán)重時會導(dǎo)致中毒，甚至死亡。2005年4月~2013年12月，我國開展了全國土壤污染狀況調(diào)查。調(diào)查結(jié)果不容樂觀，除了傳統(tǒng)的無機(jī)物污染外，有機(jī)物污染也給我們敲響了警鐘。尤其是在工業(yè)廢棄地以及工業(yè)園區(qū)附近，有機(jī)物污染更為嚴(yán)重，對周邊環(huán)境產(chǎn)生了極大威脅。在場地修復(fù)的過程中，建立可靠的揮發(fā)性有機(jī)物的分析方法是十分有必要的。
而揮發(fā)性有機(jī)物傳統(tǒng)的分析方法通常是取樣帶回實(shí)驗(yàn)室后，通過頂空氣提或熱脫附，再由氣相色譜儀進(jìn)行檢測。雖然這種方法準(zhǔn)確性較高，但是在應(yīng)對緊急事故時不夠快速，達(dá)不到污染現(xiàn)場快速檢測的要求。目前，PID光離子傳感器單獨(dú)應(yīng)用在土壤揮發(fā)性有機(jī)物的檢測中的文獻(xiàn)較少，可能是由于PID光離子傳感器單獨(dú)使用時，缺乏對揮發(fā)性有機(jī)物種類的識別能力，并且易受空氣中水分干擾。對此，我們對文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集分析，認(rèn)為將PID光離子傳感器單獨(dú)應(yīng)用于土壤以及地下水揮發(fā)性有機(jī)物是完全可行的，這對完善土壤中揮發(fā)性有機(jī)物現(xiàn)場應(yīng)急監(jiān)測手段，建立土壤以及地下水中揮發(fā)性有機(jī)污染物現(xiàn)場快速監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)方法具有借鑒意義。
一、光離子化技術(shù)簡介
光離子化技術(shù)就是利用光電離檢測器（photoionization Detector，PID）來電離和檢測特定的易揮發(fā)有機(jī)化合物（volatile organic compounds，VOC）。PID具有很高的靈敏度，通過高能紫外光，使空氣中大部分的有機(jī)物和部分無機(jī)物發(fā)生電離，故光電離檢測器可以檢測那些氣體電離能比紫外光源輻射能量低的氣體。
展開 無人機(jī)巡航開出黃浦江水域船舶污染物違法排放首張“空中”罰單
閔行海事局無人機(jī)巡航執(zhí)法小組在執(zhí)行巡查糾一體常態(tài)飛行任務(wù)時，巡航至焦化廠煤炭碼頭附近水域，“空中鷹眼”敏銳地發(fā)現(xiàn)水面呈現(xiàn)不同尋常的深黑色，隨即開展了污染物溯源，成功鎖定污染源為正在進(jìn)行煤炭卸貨作業(yè)的“永泰***”輪，其甲板留存的煤炭被雨水沖刷，順甲板邊緣流入江中，執(zhí)法人員立即操控?zé)o人機(jī)對其進(jìn)行航拍取證，并隨之對該船進(jìn)行深入調(diào)查。在清晰的證據(jù)面前，該船舶承認(rèn)了違法事實(shí)，開出黃浦江水域首張船舶污染物違法排放“空中”罰單。
閔行海事局于2020年年初率先開創(chuàng)通過無人機(jī)實(shí)施遠(yuǎn)程非接觸式執(zhí)法模式，實(shí)現(xiàn)單一執(zhí)法單元向多要素協(xié)調(diào)聯(lián)動的轉(zhuǎn)變，有效克服傳統(tǒng)取證方式效率低的難題，提升巡航精準(zhǔn)性、高效性。同時，無人機(jī)實(shí)時空中喊話等功能的運(yùn)用，更是有效糾正船方違規(guī)操作，避免和減少違章產(chǎn)生，進(jìn)一步規(guī)范船舶狹水道航行和水上作業(yè)行為，無人機(jī)巡航執(zhí)法已逐步成為閔行海事局日常巡航管理有效手段。
為加快推進(jìn)“陸海空天”一體化水上交通運(yùn)輸安全保障體系建設(shè)，2021年閔行海事局勇于思想“破冰”，結(jié)合專項整治行動，以無人機(jī)為突破口，融入新發(fā)展理念并積極實(shí)踐，在實(shí)戰(zhàn)中多次檢驗(yàn)了無人機(jī)在船舶污染物溯源方面的明顯優(yōu)勢。據(jù)無人機(jī)巡航執(zhí)法小組成員介紹，“自無人機(jī)投入專項行動中以來，已多次在船舶污染處置行動中發(fā)揮了重要作用，提升了污染物監(jiān)控能力，憑一雙‘鷹眼’做好保護(hù)浦江水域清潔‘衛(wèi)士’，也為我們現(xiàn)場海事巡航執(zhí)法注入一劑‘強(qiáng)心針’。”
春潮拍案千帆進(jìn)，鷹眼巡航護(hù)浦江。下一步，閔行海事局將繼續(xù)拓展無人機(jī)應(yīng)用場景，持續(xù)加強(qiáng)船舶污染物排放監(jiān)控和打擊力度，保證巡航護(hù)航“不掉線”，堅持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展，以優(yōu)異的成績迎接建黨100周年。
展開 快速高效低成本：新型金屬絲帶可分分鐘去除水中污染物
廢水處理領(lǐng)域，有望迎來一項大幅加速去除污染物的新技術(shù)，且成本只占現(xiàn)有方法的一個小頭。澳大利亞科學(xué)家已經(jīng)提取出了能夠從污染水中去除雜質(zhì)的廉價合金，這可能對紡織品生產(chǎn)和采礦等行業(yè)產(chǎn)生重大影響。科學(xué)家尤其希望借助下一代水處理技術(shù)，以改進(jìn)高污染的采礦等行業(yè)。
研究人員開發(fā)出一種結(jié)晶合金，可以在幾分鐘內(nèi)去除廢水中的雜質(zhì)（圖自：埃迪斯科文大學(xué)）
采礦作業(yè)會產(chǎn)生大量含酸和重金屬的廢水，而紡織品生產(chǎn)過程也會排出大量含有染料的廢水。
由石英纖維、可重復(fù)使用的微型泡沫、以及陽光活化納米粒子制成的過濾器，都是有望解決該問題的新技術(shù)之一。
不過，位于西澳大利亞州首府珀斯的 Edith Cowan 大學(xué)的科學(xué)家們，提出了一種全新的解決方案，據(jù)說能夠更加高效地凈化廢水。
該突破集中于研究團(tuán)隊此前使用的制造方法，以開發(fā)具有無序原子結(jié)構(gòu)的金屬玻璃，來去除廢水中的雜質(zhì)。
該技術(shù)適用于形成所謂的結(jié)晶鐵基帶，其以特定方式加熱，以形成更有序的原子結(jié)構(gòu)。這使得其中的電子能夠更自由地移動，并與污染物結(jié)合。
首席研究員 Laichang Zhang 在接受 New Atlas 采訪時稱：“借助特定的處理，金屬玻璃開始變成晶體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部也產(chǎn)生了顆粒”。
由于電位差，在結(jié)晶鐵基帶中產(chǎn)生的晶粒，傾向于在材料內(nèi)部形成許多原電池，這有利于電子在晶粒及其內(nèi)部的傳遞。
快速的電子傳遞，是我們對其用于廢水處理的一大期望。新材料可以有效地將污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，比如水和二氧化碳。
簡而言之，電子轉(zhuǎn)移的速度越快，去除污染物的效率就越高。團(tuán)隊測試發(fā)現(xiàn)，新材料足以在幾分鐘內(nèi)凈化被燃料、重金屬、有機(jī)物污染的廢水，且比現(xiàn)有方法快得多。
團(tuán)隊表示，整個過程不會產(chǎn)生任何浪費(fèi)，同樣的材料在測試中可重復(fù)使用五次。
展開 無人機(jī)巡航｜開出黃浦江水域船舶污染物違法排放首張“空中”罰單
閔行海事局無人機(jī)巡航執(zhí)法小組在執(zhí)行巡查糾一體常態(tài)飛行任務(wù)時，巡航至焦化廠煤炭碼頭附近水域，“空中鷹眼”敏銳地發(fā)現(xiàn)水面呈現(xiàn)不同尋常的深黑色，隨即開展了污染物溯源，成功鎖定污染源為正在進(jìn)行煤炭卸貨作業(yè)的“永泰***”輪，其甲板留存的煤炭被雨水沖刷，順甲板邊緣流入江中，執(zhí)法人員立即操控?zé)o人機(jī)對其進(jìn)行航拍取證，并隨之對該船進(jìn)行深入調(diào)查。在清晰的證據(jù)面前，該船舶承認(rèn)了違法事實(shí)，開出黃浦江水域首張船舶污染物違法排放“空中”罰單。
閔行海事局于2020年年初率先開創(chuàng)通過無人機(jī)實(shí)施遠(yuǎn)程非接觸式執(zhí)法模式，實(shí)現(xiàn)單一執(zhí)法單元向多要素協(xié)調(diào)聯(lián)動的轉(zhuǎn)變，有效克服傳統(tǒng)取證方式效率低的難題，提升巡航精準(zhǔn)性、高效性。同時，無人機(jī)實(shí)時空中喊話等功能的運(yùn)用，更是有效糾正船方違規(guī)操作，避免和減少違章產(chǎn)生，進(jìn)一步規(guī)范船舶狹水道航行和水上作業(yè)行為，無人機(jī)巡航執(zhí)法已逐步成為閔行海事局日常巡航管理有效手段。
為加快推進(jìn)“陸海空天”一體化水上交通運(yùn)輸安全保障體系建設(shè)，2021年閔行海事局勇于思想“破冰”，結(jié)合長江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)環(huán)境警示片披露問題整改工作等專項整治行動，以無人機(jī)為突破口，融入新發(fā)展理念并積極實(shí)踐，在實(shí)戰(zhàn)中多次檢驗(yàn)了無人機(jī)的上帝視角在船舶污染物溯源方面的明顯優(yōu)勢。
展開 污染物擴(kuò)散仿真軟件
為了滿足我國大氣擴(kuò)散與環(huán)境保護(hù)的需求,將計算流體力學(xué)(Computational Fluid Dynamics,CFD)的理論用于研究污染物擴(kuò)散分析中的實(shí)際工程問題，具有重要的工程價值和社會意義。
二、軟件介紹
針對污染物擴(kuò)散問題的工程特點(diǎn)，軟件集前處理器、求解器、后處理器于一身，大大降低了軟件使用的門檻，用戶僅僅需要通過簡單的操作，便可完成建模、求解、結(jié)果分析，大大提高了工程師的工作效率。
2.1 幾何建模
軟件內(nèi)建了基本實(shí)體、地形、任意多面棱柱體等場用的幾何模型，僅僅需要指定模型的基本參數(shù)，軟件就可以完成模型的構(gòu)建與渲染。
2.2 生成網(wǎng)格
依據(jù)有限體積法(Finite Volume Method,FVM)的原理，采用正交網(wǎng)格可以最大程度的減少界面插值引起的數(shù)值誤差，軟件可以生成六面體占優(yōu)的計算網(wǎng)格。網(wǎng)格生成的原理是：采用正六面體單元生成背景網(wǎng)格，然后給句網(wǎng)格參數(shù)與建立的幾何模型(幾何模型可以由外部導(dǎo)入，也可以利用軟件內(nèi)建的工具生成)迭代切分成最終的計算網(wǎng)格。目前，軟件支持自動化的非均勻網(wǎng)格，同時可以方便地生成邊界層網(wǎng)格。
2.2求解器
針對所研究問題的特殊性，軟件求解器分成內(nèi)流、外流兩大模塊，內(nèi)流可以求解速度、壓力、溫度等變量；外流除了可以求解速度、壓力、溫度以外，還可以求解空氣齡、SO2、NOX、PM2.5等流動變量。同時軟件提供了粒子追蹤模塊，可以方便輸入計算條件，方便研究工程中顆粒物的遷移演化過程。
2.3 后處理器
軟件提供了方便、快捷的后處理模塊，可以快速地讀入計算結(jié)果，可以以不同的方式查看計算結(jié)果，自動生成計算報告，提高了用戶工作效率。
展開 ANSYS建筑專欄：風(fēng)工程及污染物擴(kuò)散
評價結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載負(fù)載是最通常的應(yīng)用，而使用仿真軟件能夠帶給設(shè)計者更多模型信息，包括在新建筑的出現(xiàn)對已有建筑的影響，局部流場的改變，可能會出現(xiàn)的竄風(fēng)對行人的舒適性造成的影響，對污染物擴(kuò)散的分析，也可以對一些重工業(yè)工廠的選址問題，污染物排放塔高度可能會對居民區(qū)的影響進(jìn)行分析。
ANSYS軟件在各種各樣的結(jié)構(gòu)上都能夠勝任這些分析。ANSYS的工具在提供常規(guī)權(quán)威和重要的環(huán)境沖擊信息時，給工程師更好的對結(jié)構(gòu)的氣動特性理解，尤其對于那些超出了常規(guī)的設(shè)計規(guī)格的建筑。
因?yàn)锳NSYS 的分析提供了高效而且快速的多種選項，通過仿真降低了缺陷建筑的風(fēng)險，增加了項目在預(yù)算內(nèi)按時完工的可能性，同時滿足所有合規(guī)性要求。
展開 使用多物理場仿真分析廢水污染物在二次沉淀池中的去除過程
為了實(shí)現(xiàn)廢水再循環(huán)，污水處理廠利用物理法、化學(xué)法和生物法來去除這些污染物。沉淀池通過沉淀過程來分離顆粒物，借此實(shí)現(xiàn)污水處理，但它的澄清效果會受諸如沉降、湍流、顆粒外表面與質(zhì)量比值、流動方向突然變化以及速度分布等因素的影響。為了設(shè)計有效的污水處理沉淀池，工程師可以使用流體流動仿真。
從國會立法到污水處理廠，全面保障水資源可持續(xù)性
氣候變化越來越受到大眾的關(guān)注，水的保護(hù)和再利用一直是相關(guān)的熱門議題。美國環(huán)保署曾發(fā)布水資源管理的最佳實(shí)踐指南，各國正在通過立法保證循環(huán)用水更加安全。美國國會于 2015 年簽署了“無微珠水域法案”（加拿大，新西蘭和英國很快效仿），禁止生產(chǎn)和銷售含有微珠的清潔護(hù)膚品。常出現(xiàn)在磨砂沐浴啫喱中的塑料微珠屬于不可生物降解物質(zhì)，它們會通過排水管流入污水中。
2015 年美國禁用法案生效之前，沐浴產(chǎn)品中常出現(xiàn)的微珠和其他微塑料。圖片來源于美國俄勒岡州立大學(xué)。獲得 CC BY-SA 2.0 許可，通過 Flickr Creative Commons 分享。
即使采取措施禁止排放有害污染物，處理廠仍然需要依靠物理、化學(xué)和生物過程來清潔污水。負(fù)責(zé)污水處理和污染物去除工藝的工程師可以使用仿真來研究和設(shè)計沉淀池。
污水處理過程是如何運(yùn)作的？
污水處理涉及兩個主要階段：
物理方法，例如利用沉淀池將固體與油同水分離
污染物細(xì)菌降解，例如化學(xué)氧化法，這是一種先進(jìn)的曝氣技術(shù)
作為基本處理方法，沉淀池依賴于利用重力從水中去除懸浮固體的沉降過程。污水的物理處理通過沉淀去除固體顆粒，輔以絮凝和過濾。凝結(jié)劑可以促進(jìn)絮凝，使非常小的顆粒聚集形成絮團(tuán)。之后再次通過沉淀去除這些絮凝物。
二次圓形沉淀池的特寫圖。圖片來自 Annabel。獲得 CC BY-SA 3.0 許可，通過 Wikimedia Commons 分享。
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【環(huán)境仿真專題第四講】使用Code_Saturne模擬化學(xué)污染物在復(fù)雜建筑環(huán)境下的大氣擴(kuò)散
本周還是圍繞環(huán)境污染問題
帶來環(huán)境仿真專題的第四個案例
圖文詳解 仿真思路更清晰
一起來學(xué)習(xí)吧
評估污染物通過復(fù)雜地形（如山地上和城市中的高樓大廈之間）的擴(kuò)散對環(huán)境造成的影響，可以將這類污染的影響降至最低。
《環(huán)境仿真專題》第四講
使用Code_Saturne模擬化學(xué)污染物在復(fù)雜建筑環(huán)境下的大氣擴(kuò)散
01
研究背景
城市區(qū)域建筑林立，地形復(fù)雜，如果出現(xiàn)大規(guī)模化學(xué)品泄漏，將會在近地面處形成重氣云團(tuán)，這是因?yàn)榛瘜W(xué)品分子量較大的原因?qū)е碌摹Ｆ潆S流場擴(kuò)散的行為受到諸多因素影響，因此需要有效的手段對城市區(qū)域內(nèi)高分子量物質(zhì)的擴(kuò)散進(jìn)行預(yù)測以評估潛在的安全風(fēng)險，并制定相關(guān)的緊急響應(yīng)手段。
JackRabbit II（JRII）實(shí)驗(yàn)場地和裝置
實(shí)驗(yàn)手段是常見的研究方式之一， 美國的Jack Rabbit II（JRII）實(shí)驗(yàn)就是通過在人工建造的模擬城市環(huán)境內(nèi)釋放高壓液化氯，以研究城市環(huán)境下高分子量物質(zhì)的擴(kuò)散行為。然而進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)需求的成本過大，時間過長，規(guī)模有限，因此如果可以使用CFD手段快速模擬化學(xué)污染物在不同城市布局下的不同位置、不同風(fēng)向等等多種情況下的泄漏情況，將大大減少相關(guān)成本，從而獲得更全面和更多樣的數(shù)據(jù)信息。
展開 關(guān)注丨POPs新增限制物質(zhì)，譜尼測試為新污染物治理精準(zhǔn)施“測”
持久性有機(jī)污染物POPs因具有長期殘留性、生物累積性、半揮發(fā)性和高毒性，并通過各種環(huán)境介質(zhì)（大氣、水、生物等）能夠長距離遷移對人類健康和環(huán)境具有嚴(yán)重危害而備受人們關(guān)注。國際社會于2001年達(dá)成了《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》這一全球性公約對POPs物質(zhì)進(jìn)行管控，至今已多次修訂并增加了新的管控物質(zhì)。
為了應(yīng)對更新的POPs法規(guī)和國內(nèi)企業(yè)大廠的最新標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)動車、電子電器設(shè)備等生產(chǎn)廠商（包括消費(fèi)電子產(chǎn)品和醫(yī)療設(shè)備），尤其對于產(chǎn)品出口歐盟地區(qū)的企業(yè)需要引起高度重視，應(yīng)盡早做好供應(yīng)鏈排查等相關(guān)措施。
譜尼測試作為參與起草RoHS指令及其測試標(biāo)準(zhǔn)IEC62321的中方代表單位，也是國內(nèi)最早的第三方檢測機(jī)構(gòu)之一，在電子電氣檢測/電器設(shè)備檢測行業(yè)中深耕多年，具備POPs檢測能力，可以為有需要的企業(yè)提供相關(guān)檢測支持和技術(shù)咨詢。
譜尼測試憑借在電子檢測領(lǐng)域的優(yōu)良技術(shù)，提供RoHS、Reach等多種指令合規(guī)性檢測，提供鹵素、PAHs、PFAS、石棉、TSCA、TPCH、雙酚A、鄰苯、HBCDD、金屬成分分析，材料元素分析等多種管控物質(zhì)檢測和可靠性、安規(guī)等性能檢測業(yè)務(wù)支持，可依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)、國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)、美國標(biāo)準(zhǔn)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等為客戶提供專業(yè)的一站式檢測。
展開 Delft3D對污染物的擴(kuò)散輸運(yùn)計算
Delft3D對污染物的擴(kuò)散輸運(yùn)計算.pdf
管道內(nèi)固體污染物顆粒的沖蝕仿真 ￥500
用于輸送石油和天然氣之類流體的管道通常包含流動流體攜帶的固體污染物顆粒，例 如沙子。這些固體顆粒會撞擊管壁，使表面材料變形或剝離的過程稱為沖蝕。 除了管壁材料的物理損耗之外，固體顆粒的沖蝕可能會以其他更間接的方式損害管道。 例如，固體顆粒可能會損壞管道內(nèi)的耐腐蝕層，還可能去除內(nèi)表面的化學(xué)緩蝕劑，使 管壁中更易受腐蝕的材料暴露在外。這種協(xié)同效應(yīng)通常由術(shù)語沖蝕 表示，它們可能導(dǎo) 致石油和天然氣管道加速退化，因此為此付出的代價極高。 管道沖蝕仿真對于設(shè)計、優(yōu)化和診斷來說是強(qiáng)大且具成本效益的工具。本例計算帶有U型管道的沖蝕磨損率，沖蝕模型采用Finne模型，模擬結(jié)果展示如下：
感興趣的朋友，可下載模型源文件，進(jìn)行交流。
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