本課題基于計(jì)算流體力學(xué)（CFD）方法,以短程硝化顆粒污泥反應(yīng)器為研究對(duì)象建立數(shù)學(xué)模型,探討在低溶解氧條件下硝化顆粒污泥工藝中顆粒污泥混合不均的現(xiàn)象。模型中耦合氣液兩相湍流、物質(zhì)擴(kuò)散反應(yīng)、顆粒追蹤三個(gè)物理場(chǎng),模擬反應(yīng)器中的水體流動(dòng)、溶解氧分布及顆粒污泥的運(yùn)動(dòng)情況。根據(jù)短程硝化顆粒污泥的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),確定模型的相關(guān)匹配參數(shù)。研究目的是:保證在低溶解氧條件下實(shí)現(xiàn)顆粒污泥的均勻混合,減少曝氣量,達(dá)到出水水質(zhì)要求,為短程硝化顆粒污泥工藝的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供理論依據(jù)。通過(guò)研究,得到以下結(jié)論:（1）培養(yǎng)短程硝化顆粒污泥時(shí),溶解氧過(guò)低會(huì)導(dǎo)致顆粒污泥不能均勻混合。利用短程硝化顆粒污泥反應(yīng)器培養(yǎng)顆粒污泥,確定模型的相關(guān)參數(shù)。通過(guò)溶解氧探頭測(cè)得反應(yīng)器內(nèi)的溶解氧值,測(cè)得污泥的耗氧速率,并建立計(jì)算模型。經(jīng)過(guò)數(shù)值計(jì)算,真實(shí)模擬反應(yīng)器內(nèi)流體流動(dòng)、氣相體積、溶解氧（DO）與顆粒污泥的分布,與實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)器的運(yùn)行情況基本吻合。（2）改變短程硝化顆粒污泥反應(yīng)器內(nèi)的曝氣量,計(jì)算模擬出反應(yīng)器內(nèi)的顆粒污泥分布情況。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明當(dāng)曝氣量小于0.5L·min-1,即溶解氧小于1mg·L-1時(shí),顆粒污泥沉在反應(yīng)器的底部;當(dāng)溶解氧大于1L·... 

【文章來(lái)源】：揚(yáng)州大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 短程硝化顆粒污泥技術(shù)
        1.1.1 短程硝化顆粒污泥理論及其重要性
        1.1.2 短程硝化顆粒污泥形成的主要影響因素
        1.1.3 低溶解氧在短程硝化中的重要作用
        1.1.4 短程硝化顆粒污泥技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.2 計(jì)算流體力學(xué)
        1.2.1 湍流模型理論
        1.2.2 有限元分析軟件COMSOL multiphysics簡(jiǎn)介
        1.2.3 CFD在水處理應(yīng)用中的研究現(xiàn)狀
    1.3 課題的提出
    1.4 研究的目的和內(nèi)容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
2 短程硝化顆粒污泥反應(yīng)器的數(shù)值模擬
    2.1 硝化顆粒污泥實(shí)驗(yàn)
    2.2 數(shù)值方法與計(jì)算方程
        2.2.1 動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)定方法
        2.2.2 計(jì)算流體力學(xué)方程
    2.3 數(shù)學(xué)模型的建立
        2.3.1 創(chuàng)建幾何模型
        2.3.2 初始條件與邊界條件
        2.3.3 網(wǎng)格劃分與求解器
        2.3.4 數(shù)值模擬計(jì)算
    2.4 數(shù)值模擬結(jié)果與討論
        2.4.1 速度分布
        2.4.2 氣相分布
        2.4.3 溶解氧分布
        2.4.4 顆粒分布
        2.4.5 收斂性分析
    2.5 本章小結(jié)
3 曝氣方式對(duì)反應(yīng)器供氧和混合情況的影響
    3.1 程序代碼編寫
    3.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.3 數(shù)值模擬結(jié)果與討論
    3.4 本章小結(jié)
4 短程硝化顆粒污泥反應(yīng)器結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究
    4.1 沉淀區(qū)傾角尺寸優(yōu)化研究
        4.1.1 數(shù)值模擬方法
        4.1.2 數(shù)值模擬結(jié)果與分析
        4.1.3 本節(jié)小結(jié)
    4.2 高度尺寸優(yōu)化研究
        4.2.1 數(shù)值模擬方法
        4.2.2 數(shù)值模擬結(jié)果與分析
        4.2.3 本節(jié)小結(jié)
5 結(jié)論與建議
    5.1 結(jié)論
    5.2 建議
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]CFD對(duì)UASB反應(yīng)器內(nèi)流態(tài)的模擬研究[D]. 全麗君.湖南大學(xué) 2012
[4]不同COD/N條件下顆粒污泥的形成過(guò)程及穩(wěn)定性研究[D]. 張婷.西安建筑科技大學(xué) 2010
[5]地下水開采引起地面沉降的數(shù)值模擬分析[D]. 唐金穎.東北大學(xué) 2008



本文編號(hào)：2978521