本文關鍵詞：好氧顆粒污泥快速啟動的水力模擬研究

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【摘要】：作為生物處理廢水的一門技術,與傳統(tǒng)的絮狀活性污泥工藝相比,好氧顆粒污泥技術這門新興的技術在諸多方面存在較大的優(yōu)勢:具有更好的沉降性能,擁有更好的傳質速率等等。好氧顆粒污泥的形成與很多因素有關,一是有機負荷、接種污泥等生物因素,二是反應器流場的水力條件因素。本文從水力條件出發(fā),研究連續(xù)流網(wǎng)板反應器流場的水流流動狀態(tài),并分析不同工作條件對水流流動狀態(tài)的影響。(1)首先從理論出發(fā),闡述連續(xù)流反應器預反應區(qū)加設網(wǎng)板的主要目的,一是作為生物膜的生長載體,二是改善預反應區(qū)流場的水流流動狀態(tài)。水流繞流網(wǎng)板,在一定的條件下,網(wǎng)絲后部尾流中會出現(xiàn)渦旋形成和脫落的現(xiàn)象;反應器內部的流動狀態(tài)一般為湍流流動狀態(tài),加設網(wǎng)板為流場內水流提供一定的湍動動能,增加流場中渦旋的密度。(2)利用二維PIV技術對實驗反應器流場進行測量,發(fā)現(xiàn)在反應器內進水口附近區(qū)域會出現(xiàn)較大的渦旋,渦旋尺度與反應器橫向尺寸相當;當反應器進口流量改變時,流場內水流運動狀態(tài)的變化主要表現(xiàn)在平均速度的增大,水流流動大致規(guī)律沒變;PIV技術雖然是流場的實地測量,但也不可避免地會存在誤差,由于實驗器材的限制,PIV技術無法對流場進行全場測試,需要借助其他手段。(3)介紹了計算流體力學的發(fā)展與在其在水處理中的應用,并利用Fluent軟件對連續(xù)流反應器預反應區(qū)流場進行數(shù)值模擬,結果與PIV測試結果有較高的吻合度,證明當前的邊界條件與物理模型,可以很好地再現(xiàn)和預測流場水流的流動狀態(tài);反應器加設網(wǎng)板可以提高流場中渦旋的數(shù)量,從而有利于絮狀污泥的顆�；M程。(4)利用數(shù)值模擬手段,研究不同運行工況對流場的影響發(fā)現(xiàn):滿足有機負荷的進口流量下,網(wǎng)板采用直徑為1mm、2mm的網(wǎng)絲時,流場中水流繞流網(wǎng)板時在其尾流中無法出現(xiàn)渦旋周期性產生和脫落的現(xiàn)象,網(wǎng)板應采用4mm網(wǎng)絲穿制而成;進口流量的增加會導致流場中流體質點速度的普遍增大,同時也會使網(wǎng)絲的影響作用范圍增大,渦旋脫落的頻率增大,在某一時刻流場中渦旋的數(shù)量增加;網(wǎng)絲間距的減小使得網(wǎng)絲作用范圍更加廣泛,適當?shù)脑黾泳W(wǎng)絲數(shù)量可以使流場中渦旋更加密集,有利于促進絮狀污泥的相互碰撞和形成更加緊湊的結構。Fluent為研究廢水生物處理提供了一個新的技術手段,本文通過該軟件模擬反應器內部流場情況并與PIV測量結果進行驗證,分析反應器內部流場的狀態(tài),為好氧顆粒污泥培養(yǎng)提供一定的參考依據(jù)。
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703

【參考文獻】

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本文編號：1218101