【摘要】：氧化溝是污水處理中常見的一種工藝形式,運(yùn)用非常廣泛。在實(shí)際運(yùn)行過程中氧化溝工藝水力流態(tài)復(fù)雜,容易在彎道及前后的直段形成滯水區(qū),導(dǎo)致污泥沉積,從而降低氧化溝內(nèi)的容積利用率及處理效果,影響出水水質(zhì)。本論文利用CFX軟件進(jìn)行氧化溝流場(chǎng)的三維數(shù)值模擬,研究氧化溝的水流特性,通過對(duì)氧化溝三維流動(dòng)特性的分析為氧化溝的設(shè)計(jì)與運(yùn)行提供行之有效的參考意見。本論文采用RNG k-ε湍流模型和多重參考坐標(biāo)系模型(MRF),并采用SIMPLE算法,對(duì)氧化溝內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行三維數(shù)值模擬。首先,對(duì)氧化溝表面曝氣機(jī)葉片扭轉(zhuǎn)角為30°和-30°兩種工況下的氧化溝流態(tài)進(jìn)行模擬。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)曝氣機(jī)葉片扭轉(zhuǎn)角為30°時(shí),氧化溝內(nèi)的曝氣更加充分,氧化溝底部流速大于0.3m/s的區(qū)域更大,發(fā)生污泥沉積的區(qū)域更小。其次,固定曝氣機(jī)葉片扭轉(zhuǎn)角度為30°,對(duì)曝氣機(jī)位于氧化溝端部中間和氧化溝端部下游兩種工況下的氧化溝流態(tài)進(jìn)行模擬。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)表面曝氣機(jī)位于氧化溝端部中間時(shí),氧化溝溝底流速大于0.3m/s的區(qū)域較大,不易發(fā)生污泥沉積現(xiàn)象。然后,固定曝氣機(jī)葉片扭轉(zhuǎn)角度為30°且曝氣機(jī)位于氧化溝端部中間,研究在曝氣機(jī)側(cè)是否設(shè)置導(dǎo)流墻對(duì)氧化溝流態(tài)的影響。研究發(fā)現(xiàn)設(shè)置半圓形導(dǎo)流墻時(shí),導(dǎo)流墻后容易產(chǎn)生污泥堆積,水流速度極低,因此建議將導(dǎo)流墻設(shè)置于流道中間或者不設(shè)置導(dǎo)流墻。最后,將氧化溝內(nèi)側(cè)橫斷面設(shè)置為半徑分別為R=1m、2m、3m的半圓形,研究氧化溝內(nèi)流體速度流場(chǎng),發(fā)現(xiàn)均可使氧化溝內(nèi)溝底流體平均流速增大,不易產(chǎn)生污泥沉積。本文運(yùn)用數(shù)值模擬的方法研究了各因素對(duì)氧化溝流動(dòng)特性的影響規(guī)律,對(duì)工程實(shí)踐有著不可或缺的預(yù)測(cè)意義,避免較差工況的產(chǎn)生,節(jié)約能耗。
[Abstract]:Oxidation ditch is a common process form in wastewater treatment and is widely used. The hydraulic flow state of oxidation ditch process is complex in the actual operation process, and it is easy to form the stagnant water area in the bend and the straight section before and after, resulting in sludge deposition, thus reducing the volume utilization rate and treatment effect in the oxidation ditch, and affecting the effluent quality. In this paper, the three-dimensional numerical simulation of oxidation ditch flow field is carried out by using CFX software, and the flow characteristics of oxidation ditch are studied. Through the analysis of three dimensional flow characteristics of oxidation ditch, an effective reference is provided for the design and operation of oxidation ditch. In this paper, RNG k- 蔚 turbulence model and multiple reference coordinate system model (MRF), and SIMPLE algorithm are used to simulate the flow field in oxidation ditch. Firstly, the flow state of oxidation ditch was simulated under the conditions of 30 擄and -30 擄torsion angle of aerator blade on the surface of oxidation ditch. It is found that when the blade torsion angle of aerator is 30 擄, the aeration in the oxidation ditch is more adequate, the area where the flow velocity at the bottom of the oxidation ditch is larger than 0.3m/s, and the area where sludge deposition occurs is smaller. Secondly, the blade torsion angle of the fixed aerator is 30 擄. The flow state of the aerator is simulated under the two working conditions of the oxidation ditch end and the lower end of the oxidation ditch. It is found that when the surface aerator is in the middle of the end of the oxidation ditch, the flow rate at the bottom of the oxidation ditch is larger than that of 0.3m/s, and sludge deposition is not easy to occur. Then, the blade torsion angle of the fixed aerator is 30 擄and the aerator is located in the middle of the oxidation ditch. The effect of the diversion wall on the flow state of the oxidation ditch is studied. It is found that when the semi-circular diversion wall is installed, sludge accumulation is easy to occur behind the diversion wall and the flow velocity is very low. Therefore, it is suggested that the diversion wall should be placed in the middle of the channel or not. Finally, by setting the inner cross section of the oxidation ditch to a semicircle with a radius of 1 m ~ 2 m ~ 3 m, the flow field of the fluid velocity in the oxidation ditch is studied. It is found that the average flow velocity of the bottom fluid in the oxidation ditch can be increased and sludge deposition is not easy to occur. In this paper, the influence of various factors on the flow characteristics of oxidation ditch is studied by means of numerical simulation, which has an indispensable predictive significance for engineering practice, avoids the generation of poor working conditions and saves energy consumption.
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：2272407