本文關(guān)鍵詞：BAF曝氣管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：曝氣生物濾池(BAF)作為一種出水水質(zhì)好、抗負(fù)荷能力強(qiáng)、節(jié)省占地的生物膜工藝,在污水處理領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本研究根據(jù)某處理廠(chǎng)BAF工藝曝氣效率不高、耗能大的問(wèn)題,選用流體力學(xué)基本控制方程、歐拉多相流模型,多孔介質(zhì)模型以及k-ε湍流模型對(duì)曝氣生物濾池池內(nèi)曝氣系統(tǒng)進(jìn)行了多層次的數(shù)值模擬。首先對(duì)池底配氣管道內(nèi)氣體流動(dòng)進(jìn)行了二維模擬,包括環(huán)狀管道、單邊及中心進(jìn)氣枝狀配氣管道三種形式,通過(guò)對(duì)模擬得到的速度和壓力分布特點(diǎn)分析得出:原有雙進(jìn)氣立管環(huán)狀配氣管道的濾池池角出現(xiàn)曝氣死區(qū)是由其流場(chǎng)決定的,提高進(jìn)氣流量或改為單進(jìn)氣環(huán)狀獨(dú)立配氣管道也不能完全解決問(wèn)題;在總耗能不變的前提下,中心枝狀及單邊枝狀進(jìn)氣均可達(dá)到良好的曝氣均勻性。通過(guò)對(duì)BAF池內(nèi)有無(wú)濾料兩種情況下的二相流三維模擬分析比較得出:曝氣管立面上的氣含率都要高于曝氣管之間的立面,在高度上氣含率逐漸增大且分布也趨向均勻,但有濾料情況下氣含率要更高。最后對(duì)濾池濾料的因生物膜生長(zhǎng)的變化所帶來(lái)的氣液二相流的變化進(jìn)行了小尺度數(shù)值模擬研究,通過(guò)對(duì)濾料粒徑增大前后的速度和湍動(dòng)能分布分析得出:濾料表面生物膜的增厚,降低了濾料顆粒之間的空隙率,空氣和水的速度增大,湍動(dòng)能變大,使更多懸浮物沖刷到濾料上層,加劇了上層濾料的堵塞,水頭損失增加。這些可為BAF的曝氣管道布置方式及工藝的優(yōu)化提供有應(yīng)用價(jià)值的參考。
【關(guān)鍵詞】：曝氣生物濾池 數(shù)值模擬 配氣管道 氣液兩相流
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 前言9
• 1.2 曝氣生物濾池水處理工藝簡(jiǎn)介9-16
• 1.2.1 曝氣生物濾池的基本工作原理及特點(diǎn)10-12
• 1.2.2 曝氣生物濾池的基本形式12-14
• 1.2.3 曝氣生物濾池曝氣14-15
• 1.2.4 曝氣生物濾池實(shí)驗(yàn)研究概述15-16
• 1.3 曝氣生物濾池?cái)?shù)值模擬的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3.1 CFD的概述及應(yīng)用17
• 1.3.2 廢水處理反應(yīng)器領(lǐng)域中的CFD應(yīng)用17-18
• 1.3.3 曝氣生物濾池的數(shù)值模擬概述18-19
• 1.4 課題研究的目的及意義19-20
• 1.5 課題研究的內(nèi)容及技術(shù)路線(xiàn)20-22
• 1.6 本章小結(jié)22-23
• 第二章 曝氣生物濾池?cái)?shù)值模擬模型概述23-29
• 2.1 流體力學(xué)基本控制方程23-25
• 2.1.1 質(zhì)量守恒方程23-24
• 2.1.2 動(dòng)量守恒方程24-25
• 2.2 湍流模型25
• 2.3 多相流模型25-27
• 2.3.1 體積分?jǐn)?shù)26
• 2.3.2 相間拽力26-27
• 2.4 多孔介質(zhì)模型27-28
• 2.5 數(shù)值計(jì)算方法28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第三章 曝氣生物濾池池底配氣管道的數(shù)值模擬研究29-47
• 3.1 原型雙進(jìn)氣環(huán)狀配氣管道的二維數(shù)值模擬研究29-36
• 3.1.1 雙進(jìn)氣環(huán)狀配氣管道的幾何模型與網(wǎng)格29-31
• 3.1.2 模型邊界條件31
• 3.1.3 模擬結(jié)果及分析31-36
• 3.2 單進(jìn)氣環(huán)狀配氣管道的二維數(shù)值模擬研究36-39
• 3.2.1 單進(jìn)氣環(huán)狀配氣管道的幾何模型及網(wǎng)格36-37
• 3.2.2 模型邊界條件37
• 3.2.3 模擬結(jié)果及分析37-39
• 3.3 單邊進(jìn)氣枝狀配氣管道的二維數(shù)值模擬39-42
• 3.3.1 單邊進(jìn)氣枝狀配氣管道的模型及網(wǎng)格39-40
• 3.3.2 模型邊界條件40
• 3.3.3 模擬結(jié)果及分析40-42
• 3.4 中心進(jìn)氣枝狀配氣管道的二維數(shù)值模擬42-46
• 3.4.1 中心進(jìn)氣枝狀配氣管道的模型及網(wǎng)格43
• 3.4.2 模型的邊界條件43
• 3.4.3 模擬結(jié)果及分析43-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第四章 曝氣生物濾池氣液二相流模擬47-67
• 4.1 曝氣生物濾池幾何模型及網(wǎng)格劃分47-48
• 4.2 曝氣生物濾池?zé)o濾料情況下的氣液二相流模擬48-55
• 4.2.1 邊界條件48
• 4.2.2 模擬結(jié)果及分析48-55
• 4.3 曝氣生物濾池添加濾料情況下的氣液二相流模擬55-62
• 4.3.1 邊界條件56
• 4.3.2 模擬結(jié)果及分析56-62
• 4.4 曝氣生物濾池不同氣水比工況下的數(shù)值模擬62-66
• 4.4.1 工況設(shè)置62-63
• 4.4.2 模擬結(jié)果及分析63-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第五章 氣液二相流通過(guò)濾池濾料的小尺度二維數(shù)值模擬67-72
• 5.1 建立的幾何模型及網(wǎng)格67-68
• 5.2 邊界條件68
• 5.3 結(jié)果及分析68-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 第六章 結(jié)論與展望72-74
• 6.1 結(jié)論72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 在學(xué)研究成果78-79
• 致謝79

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  本文關(guān)鍵詞：BAF曝氣管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：303233