【摘要】：好氧顆粒污泥是絮狀活性污泥在合適的水力剪切力以及環(huán)形流場(chǎng)作用下,依靠微生物自身的相互吸附作用,形成的一種顆粒狀污泥。具有生物結(jié)構(gòu)致密、沉降速度快、耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),因此好氧顆粒污泥凈水技術(shù)得到了人們的廣泛關(guān)注。目前,好氧顆粒污泥主要在大高徑比的圓柱型反應(yīng)器中進(jìn)行培養(yǎng),大高徑比的圓柱型反應(yīng)器存在建造困難,單周期處理量低等問(wèn)題,使得好氧顆粒污泥技術(shù)難以進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用。因此,設(shè)計(jì)一種建造簡(jiǎn)便、處理量大的好氧顆粒污泥工業(yè)反應(yīng)器對(duì)于促進(jìn)好氧顆粒污泥技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用具有重要意義。為此,本文提出一種以正四棱柱反應(yīng)器為單元的好氧顆粒污泥集成式工業(yè)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方案。利用CFD數(shù)值模擬方法,對(duì)正四棱柱及圓柱型反應(yīng)器的流場(chǎng)特性進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,兩種反應(yīng)器在氣相狀態(tài)、液相速度分布規(guī)律以及軸向液速沿徑向變化規(guī)律等流場(chǎng)特性方面具有相似性,證明正四棱柱反應(yīng)器與圓柱型反應(yīng)器內(nèi)部流場(chǎng)具有相似性。利用可視化技術(shù)與PIV技術(shù),對(duì)兩種反應(yīng)器內(nèi)氣液兩相流場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明,兩種反應(yīng)器內(nèi)氣相流場(chǎng)狀態(tài)具有相似性。氣相流場(chǎng)從反應(yīng)器底部繞中心軸螺旋上升,且隨著高度的提升,氣相運(yùn)動(dòng)方式逐漸變?yōu)榇怪鄙仙?實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果相符:在氣相上升過(guò)程中,氣泡尺寸在反應(yīng)器底部區(qū)域增大較快,隨著軸向高度的增加,氣泡增大速度變慢。在液相流場(chǎng)方面,兩種反應(yīng)器液相速度場(chǎng)與軸向液速分布規(guī)律也具有相似性,且流場(chǎng)中均分布有明顯的有利于顆粒污泥生成的環(huán)形流場(chǎng),證明正四棱柱反應(yīng)器具有培養(yǎng)好氧顆粒污泥的流場(chǎng)條件。確定了一種好氧顆粒污泥反應(yīng)器的放大判據(jù),該放大判據(jù)以液相速度比為特征量,對(duì)反應(yīng)器放大的有效性進(jìn)行判定。利用CFD數(shù)值模擬方法,通過(guò)研究放大前后的反應(yīng)器內(nèi)流場(chǎng)特性,對(duì)放大判據(jù)的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明:放大前后兩種反應(yīng)器內(nèi)部具有相似的氣相流場(chǎng)狀態(tài)與液相速度場(chǎng)分布規(guī)律;在反應(yīng)器內(nèi)相同的特征位置處,液相速度比滿(mǎn)足放大判據(jù)的計(jì)算公式,證明該判據(jù)可以對(duì)好氧顆粒污泥反應(yīng)器放大的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。提出一種好氧顆粒污泥集成式反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方案,對(duì)其結(jié)構(gòu)參數(shù)和曝氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),并以曝氣均一性作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)曝氣系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)與優(yōu)化。最后利用層次分析法,以滿(mǎn)足工業(yè)化應(yīng)用為前提,對(duì)曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的綜合效能進(jìn)行評(píng)價(jià),確定了綜合效能最優(yōu)、最能滿(mǎn)足工業(yè)化應(yīng)用的需求設(shè)計(jì)方案。
【圖文】：

１．２．１好l#顆粒污泥技術(shù)發(fā)展逡逑好氧顆粒污泥相比于絮狀污泥，具有更加緊實(shí)致密的微觀結(jié)構(gòu)。一般而言，，逡逑絮狀污泥的外觀呈現(xiàn)出黑色絮狀，結(jié)構(gòu)較為松散，如圖１－１所示。好氧顆粒污泥逡逑則呈現(xiàn)出淡黃色顆粒狀的外觀，微觀下形態(tài)為較為規(guī)則的橢球或球型，如圖１－２逡逑所示。逡逑WW逡逑圖１－１傳統(tǒng)活性污泥邐圖１－２好氧顆粒污泥逡逑２逡逑

１．２．１好l#顆粒污泥技術(shù)發(fā)展逡逑好氧顆粒污泥相比于絮狀污泥，具有更加緊實(shí)致密的微觀結(jié)構(gòu)。一般而言，逡逑絮狀污泥的外觀呈現(xiàn)出黑色絮狀，結(jié)構(gòu)較為松散，如圖１－１所示。好氧顆粒污泥逡逑則呈現(xiàn)出淡黃色顆粒狀的外觀，微觀下形態(tài)為較為規(guī)則的橢球或球型，如圖１－２逡逑所示。逡逑WW逡逑圖１－１傳統(tǒng)活性污泥邐圖１－２好氧顆粒污泥逡逑２逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：X703;TQ052

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2663405