發(fā)布時(shí)間：2020-07-24 02:50

【摘要】：本研究基于理論分析和實(shí)驗(yàn)測量相結(jié)合,以中試規(guī)模的混合生長式膜生物反應(yīng)器(HG-MBR)為研究對(duì)象,采用二種典型懸浮填料作為實(shí)驗(yàn)材料,通過清水實(shí)驗(yàn)對(duì)HG-MBR中導(dǎo)流板對(duì)反應(yīng)器的流體力學(xué)特性和填料對(duì)曝氣氧傳質(zhì)效果及其影響因素進(jìn)行了研究,探討了導(dǎo)流板面積和位置對(duì)反應(yīng)器流體力學(xué)特性和填料流動(dòng)性以及曝氣量、曝氣方式、填料填充率和填料類型對(duì)微孔曝氣氧傳質(zhì)效果的影響,描述了填料在水中的流化狀態(tài)并對(duì)導(dǎo)流板的面積、位置和填料填充率進(jìn)行了優(yōu)化,闡明了氧傳質(zhì)的作用機(jī)制,為進(jìn)一步優(yōu)化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、提高反應(yīng)器的氧傳遞效率及節(jié)能降耗提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。主要結(jié)論如下:(1)HG-MBR中隔離網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與反應(yīng)器的流體力學(xué)特性相關(guān),優(yōu)化設(shè)計(jì)的隔離網(wǎng)有助于促進(jìn)懸浮填料的循環(huán)流動(dòng),減少驅(qū)動(dòng)填料流化所需的曝氣量,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。隔離網(wǎng)上部宜采用封閉結(jié)構(gòu),下部則需要有一個(gè)大小合適的通道,以利于膜區(qū)和填料區(qū)的物質(zhì)交換和流體的促進(jìn)作用。(2)在HG-MBR中,采用A+C管組合曝氣方式更具優(yōu)勢,有利于驅(qū)動(dòng)填料的循環(huán)流動(dòng)。導(dǎo)流板面積為0.71m2(0.84 m×0.84m)并放置在隔離網(wǎng)上部位置時(shí)為最優(yōu)工況,在50%的填料填充率時(shí)可減少曝氣量15%以上,節(jié)能效果明顯。(3)懸浮填料的投加可改變反應(yīng)器內(nèi)的流體力學(xué)特性,有利于氣液間接觸時(shí)間的延長以及接觸面積的增大,還可加劇水體的紊動(dòng)程度,加快氣液相界面的更新,促進(jìn)氣液兩相間的傳質(zhì)過程,從而提高了氧傳質(zhì)效率。(4)曝氣量對(duì)氧傳質(zhì)效果起到重要的作用,在一定條件下,與標(biāo)準(zhǔn)氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)具有良好的線性關(guān)系。但曝氣量并非越大越好,而是在滿足需求的同時(shí)需要綜合考慮氧傳遞性能的各項(xiàng)指標(biāo)以及能耗,從而尋求一個(gè)經(jīng)濟(jì)的曝氣量。(5)不同填充率下的填料都有促進(jìn)氧傳遞的效果。采用C管單側(cè)曝氣時(shí),投加30%的Ⅱ型填料對(duì)氧傳質(zhì)效果最好;而采用A+C管組合曝氣時(shí),填充率為20～30%的Ⅱ型填料則最為適宜。(6)在HG-MBR中選取填料填充率時(shí)應(yīng)充分考慮填料大小和形狀等自身特性、驅(qū)動(dòng)力的能耗以及填料在反應(yīng)器內(nèi)的流化狀態(tài)等因素。在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)以填料在反應(yīng)器內(nèi)能否良好流化為前提,不宜為增加附著生物量而使用過高的填充率,同時(shí)還需結(jié)合生化需氧和膜污染情況進(jìn)行綜合分析確定。(7)不同類型的填料對(duì)氧傳遞性能有著不同的效果。選取流體力學(xué)特性良好的填料作為生物載體,可以增強(qiáng)氧傳質(zhì)性能。
【學(xué)位授予單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703
【圖文】：

圖１．３雙膜理論示意圖（Ａ＇廷耀，２００７）逡逑Ｆｉｇ．邋１．３邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｄｏｕｂｌｅ邋ｆｉｌｍ邋ｔｈｅｏｒｙ逡逑（３）滲透理論逡逑１９３５年，丨ｌｉｇｂｉｅ針對(duì)雙膜理論中忽視ｊ＇形成濃度梯度的過渡時(shí)間而提出滲逡逑

２．１實(shí)驗(yàn)設(shè)備逡逑２．邋１．邋１實(shí)驗(yàn)裝置逡逑混合生長式膜生物反應(yīng)器的中試裝置示意圖如圖２．１所示，現(xiàn)場實(shí)物照片見逡逑圖２．２。裝置主體由安裝了一個(gè)浸沒式平板超濾膜組件的好氧反應(yīng)池構(gòu)成。好氧逡逑反應(yīng)池采用３０４不繡鋼材質(zhì)，其尺寸為０．９８ｍｘ0．８４ｍｘｌ．％ｍ邋（長ｘ寬ｘ高），有逡逑效容積為１．４８邋ｍ３，有效水深為１．８邋ｍ，中間用隔離網(wǎng)（沖孔不銹鋼板，孔徑８邋ｍｍ）逡逑將其分隔成一個(gè)區(qū)域：填料區(qū)（供懸浮填料流動(dòng)及生化反應(yīng)的Ｋ域，容積為0．９８逡逑ｍ３）和膜區(qū)（裝有膜組件的區(qū)域，容積為0．５ｍ３）。實(shí)驗(yàn)所用的導(dǎo)流板為多塊同逡逑樣大小的不銹鋼薄板，可按需要固定在隔離網(wǎng)上，以便調(diào)節(jié)其位置和面積，對(duì)隔逡逑離Ｍ進(jìn)行局部遮蓋，達(dá)到調(diào)節(jié)水力特性的目的。填料區(qū)和膜區(qū)分別安裝有Ａ、Ｂ、逡逑Ｃ二根微孔曝ｚ〔管，在供氧的同T也驅(qū)動(dòng)填料循環(huán)流動(dòng)（Ｂ、Ｃ管），以及沖刷膜逡逑表刖以緩解膜污染（Ａ管

２．１實(shí)驗(yàn)設(shè)備逡逑２．邋１．邋１實(shí)驗(yàn)裝置逡逑混合生長式膜生物反應(yīng)器的中試裝置示意圖如圖２．１所示，現(xiàn)場實(shí)物照片見逡逑圖２．２。裝置主體由安裝了一個(gè)浸沒式平板超濾膜組件的好氧反應(yīng)池構(gòu)成。好氧逡逑反應(yīng)池采用３０４不繡鋼材質(zhì)，其尺寸為０．９８ｍｘ0．８４ｍｘｌ．％ｍ邋（長ｘ寬ｘ高），有逡逑效容積為１．４８邋ｍ３，有效水深為１．８邋ｍ，中間用隔離網(wǎng)（沖孔不銹鋼板，孔徑８邋ｍｍ）逡逑將其分隔成一個(gè)區(qū)域：填料區(qū)（供懸浮填料流動(dòng)及生化反應(yīng)的Ｋ域，容積為0．９８逡逑ｍ３）和膜區(qū)（裝有膜組件的區(qū)域，容積為0．５ｍ３）。實(shí)驗(yàn)所用的導(dǎo)流板為多塊同逡逑樣大小的不銹鋼薄板，可按需要固定在隔離網(wǎng)上，以便調(diào)節(jié)其位置和面積，對(duì)隔逡逑離Ｍ進(jìn)行局部遮蓋，達(dá)到調(diào)節(jié)水力特性的目的。填料區(qū)和膜區(qū)分別安裝有Ａ、Ｂ、逡逑Ｃ二根微孔曝ｚ〔管，在供氧的同T也驅(qū)動(dòng)填料循環(huán)流動(dòng)（Ｂ、Ｃ管），以及沖刷膜逡逑表刖以緩解膜污染（Ａ管

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