在水資源緊缺下,我國供水行業(yè)面臨飲水水源水質(zhì)不斷惡化與出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不斷提高的雙重壓力,故對水處理新理論新技術(shù)研究以期提高水處理過程中各工藝的效率,保障廣大居民飲用水安全顯得尤為迫切。項(xiàng)目組擁有知識產(chǎn)權(quán)的微渦流絮凝工藝在工程應(yīng)用中其產(chǎn)水率和處理效果等方面都優(yōu)于傳統(tǒng)的絮凝工藝,但由于對微渦流絮凝工藝流場特性與機(jī)理方面研究尚不成熟,在應(yīng)用中對工藝參數(shù)的選擇尚存盲目性與隨意性,故在前期微渦流絮凝工藝研究的基礎(chǔ)上,采用Fluent數(shù)值模擬軟件對其絮凝過程中水流流場進(jìn)行模擬分析,得到速度和能量矢量圖及云圖,并對湍動(dòng)能、能耗散和渦旋尺度進(jìn)行分析與研究,揭示了其絮凝機(jī)理;同時(shí),利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)獲取微渦流絮凝工藝下的絮體數(shù)量、等效徑粒和分形維數(shù)等絮體特征參數(shù),進(jìn)一步研究了絮體特征參數(shù)與絮凝效果的關(guān)系,并對微渦流絮凝工藝進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化。具體研究成果如下:1、對微渦流絮凝反應(yīng)區(qū)進(jìn)行了流場數(shù)值模擬研究對微渦流絮凝反應(yīng)區(qū)就影響絮凝效果的水力條件和溫度進(jìn)行了流場數(shù)值模擬研究,得出的λ=2.743L^11/32A^21/32[1-f(n)]3/4(v/Q)^(<...

【文章頁數(shù)】：153 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第1章 緒論
    1.1 概述
        1.1.1 課題研究背景
        1.1.2 課題來源
        1.1.3 課題目的和意義
    1.2 絮凝工藝的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展
        1.2.1 絮凝工藝的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 絮凝工藝研究進(jìn)展
            1.2.2.1 絮凝動(dòng)力學(xué)研究
            1.2.2.2 絮凝形態(tài)學(xué)研究
            1.2.2.3 絮凝工藝數(shù)值模擬研究
    1.3 絮凝效果影響因素及評價(jià)指標(biāo)
        1.3.1 絮凝效果影響因素
        1.3.2 絮凝效果評價(jià)指標(biāo)
            1.3.2.1 絮凝動(dòng)力學(xué)評價(jià)指標(biāo)
            1.3.2.2 絮凝形態(tài)學(xué)評價(jià)指標(biāo)
            1.3.2.3 數(shù)值模擬流場評價(jià)指標(biāo)
    1.4 研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.4.1 研究的主要內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
第2章 試驗(yàn)裝置與方法
    2.1 研究系統(tǒng)的構(gòu)建
    2.2 試驗(yàn)裝置
        2.2.1 微渦流絮凝沉淀裝置
        2.2.2 取水及加藥裝置
            2.2.2.1 取水裝置
            2.2.2.2 加藥裝置
    2.3 機(jī)器視覺系統(tǒng)
        2.3.1 圖像采集系統(tǒng)
        2.3.2 圖像處理系統(tǒng)
        2.3.3 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
    2.4 數(shù)值模擬系統(tǒng)
        2.4.1 前處理器
        2.4.2 求解器
    2.5 試驗(yàn)方法與材料
        2.5.1 主要指標(biāo)分析方法
        2.5.2 絮體特征參數(shù)檢測方法
        2.5.3 數(shù)值模擬分析
第3章 微渦流絮凝反應(yīng)區(qū)流場數(shù)值模擬研究
    3.1 微渦流絮凝池模型
        3.1.1 微渦流絮凝反應(yīng)池模型的建立
        3.1.2 初始條件設(shè)定
        3.1.3 Fluent求解
    3.2 微渦流絮凝反應(yīng)區(qū)數(shù)值模擬的模擬變量
        3.2.1 模擬條件設(shè)定
        3.2.2 模擬結(jié)果評價(jià)指標(biāo)
    3.3 數(shù)值模擬結(jié)果與討論
        3.3.1 不同水力負(fù)荷(流量)下微渦流絮凝反應(yīng)區(qū)的數(shù)值模擬結(jié)果與分析
        3.3.2 不同投配比下微渦流絮凝反應(yīng)區(qū)的數(shù)值模擬結(jié)果與分析
        3.3.3 不同溫度下微渦流絮凝反應(yīng)區(qū)的數(shù)值模擬結(jié)果與分析
    3.4 不同池型微渦流澄清池模擬研究與應(yīng)用
        3.4.1 微渦流澄清池結(jié)構(gòu)
        3.4.2 微渦流澄清池模擬模型建立
        3.4.3 圓形微渦流澄清池?cái)?shù)值模擬結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于流場分析與絮體檢測的微渦流絮凝工藝優(yōu)化試驗(yàn)研究
    4.1 材料與方法
    4.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    4.3 混凝沉淀燒杯試驗(yàn)
        4.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.3.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
    4.4 微渦流絮凝工藝優(yōu)化試驗(yàn)研究
        4.4.1 工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.4.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論
            4.4.2.1 不同工況對出水水質(zhì)的影響
            4.4.2.2 不同工況的絮體特征參數(shù)分析
            4.4.2.3 不同工況渦旋尺度、絮體特征參數(shù)與沉后水濁度之間的關(guān)系
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3794378