【摘要】：活性污泥法在演進(jìn)過程里逐步地改善,并衍生了一系列新型污水處理技術(shù),目前已經(jīng)是污水的主要處理方式;生物膜法有較大的生物量,其單位容積生物量是活性污泥的5-20倍。好氧顆粒污泥同時擁有上述兩種技術(shù)在好氧生物方面的處理優(yōu)勢,不僅如此,對于一些厭氧型的生物也能夠發(fā)揮出不錯的處理效果,因此,好氧顆粒污泥快速形成的研究具有很好的研究價值。反應(yīng)器中加入柔性網(wǎng)板,可以給生物膜的生長提供良好的載體,當(dāng)網(wǎng)板上生物膜生長成熟后,隨著過水?dāng)嗝嫠羟辛υ龃?網(wǎng)板發(fā)生抖動,部分生物膜會發(fā)生脫落現(xiàn)象,實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的活性污泥的增值,為顆粒污泥的形成創(chuàng)造必要的條件。同時網(wǎng)板優(yōu)化流場,營造流體動力學(xué)環(huán)境,在網(wǎng)后形成卡門渦街,為生物絮體凝聚創(chuàng)造良好的水力條件,又可對初始顆粒進(jìn)行振蕩篩分,加速顆粒污泥的形成。本文的主要研究內(nèi)容是對反應(yīng)器中流場的水力模擬,并用PIV技術(shù)進(jìn)行驗證,找出在反應(yīng)中最適宜顆粒污泥快速形成的影響因素。(1)根據(jù)顆粒污泥產(chǎn)生的機(jī)制可知,生物反應(yīng)器中存在的混合溶液的運(yùn)動模式屬于湍流模式,該模式可以有效提高分子間的混合,有效提升擴(kuò)散速度。若在過流斷面安裝相應(yīng)的網(wǎng)板,網(wǎng)后將會顯示出各向同性的湍流,其不但能夠?qū)ν牧鳂?gòu)造與能量分布造成影響,同時還會改變湍流的傳質(zhì)方式。所以,通過在反應(yīng)器之中安裝一系列帶有特性的網(wǎng)格,能夠?qū)ν牧鳂?gòu)造進(jìn)行改善,有效增強(qiáng)反應(yīng)器的性能,促進(jìn)活性污泥的顆�；�。(2)根據(jù)卡門渦街和過網(wǎng)水流的原理,模擬出形成穩(wěn)定卡門渦街的網(wǎng)板參數(shù),調(diào)整其網(wǎng)孔的大小,讓網(wǎng)后出現(xiàn)的漩渦和顆粒保持在相同的大小尺度上,設(shè)計出材料為有機(jī)玻璃的反應(yīng)池。反應(yīng)池參數(shù)為:橫截面面積沿水流方向串聯(lián),依次為300cm~2、200cm~2、375cm~2,在反應(yīng)區(qū)安裝六層平行網(wǎng)板,每層網(wǎng)板之間的距離大約在250到330毫米之間,網(wǎng)絲的直徑約在2到4毫米之間,在進(jìn)行模擬之時,進(jìn)水口的流量大小約在50L/h到150L/h之間,同時回流比保持著50%到150%之間。(3)通過水單相和氣液兩相的流場Fluent軟件穩(wěn)態(tài)模擬,以較為穩(wěn)定的卡門渦街產(chǎn)生為標(biāo)準(zhǔn),確定最佳水力參數(shù)即,網(wǎng)繩直徑為4mm、網(wǎng)孔尺寸為1.0cm~2、網(wǎng)板間距為290mm,氣水比為8:1時。(4)通過水單相和氣液兩相的PIV分析不難發(fā)現(xiàn),當(dāng)網(wǎng)絲尺寸為4毫米、板間距離為290毫米、進(jìn)水口的流量大小為80L/h、氣體液體比例為8:1、孔徑大小為1.0cm~2之時,成功的采集到穩(wěn)定的卡門渦街及流場的穩(wěn)定狀態(tài),并且渦旋的形成速度在微氣泡的作用下有所提高。與水力模擬的最佳水力控制條件相吻合。
【圖文】：

圖 2.1 反應(yīng)池內(nèi)結(jié)構(gòu)示意圖管中，雷諾數(shù)的變化會造成 的改變，兩者始終呈反相關(guān)性：eRd 32.8 里， 代表的含義是水流運(yùn)動的對應(yīng)的沿程阻力系數(shù)。特別地，，在大小可以表示成eR64。對于粘滯底層區(qū)域而言，剪切力 的大小服反應(yīng)池中的紊流部分而言，流速由下式表示：U=ku lny+c 字母分別表示： u= 0 u—阻力流速

（a） （b）圖 2. 2 紊流（圖 a）和層流（b）的流速分布此外，在固定物體處，運(yùn)動的水流將因為阻力的影響，出現(xiàn)流速梯度不斷改變的，如圖（2.3）所示。當(dāng)水流經(jīng)過圓柱體時，水體粘性對其產(chǎn)生了一定的阻礙，造成體表面不同形式的附面層的出現(xiàn)。在經(jīng)過圖中的 A 點時，運(yùn)動著的流體不斷減速。因為反應(yīng)池中的外界壓力的不斷下降，導(dǎo)致了流體運(yùn)動速度的大幅度提升。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703

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