發(fā)布時間：2023-11-12 19:48

　　隨著給水工藝的不斷提高以及水環(huán)境所面臨的復(fù)雜、多元的形勢,水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定也越來越嚴(yán)格,加上我國空間水資源分布多樣性的特點,導(dǎo)致不同地方的給水工藝不盡相同。目前,常規(guī)的基本給水處理工藝已經(jīng)很難再滿足越發(fā)嚴(yán)格的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),它難以去除水體中的痕量有機污染物和兩蟲(隱孢子蟲及賈第蟲),因此迫切需要對水源水深度處理。而臭氧工藝以其對有機物和兩蟲的高效去除以及良好的氣味控制在國內(nèi)外給水廠中被越來越廣泛地采用。但是由于臭氧的強氧化性以及其池體封閉,很難對其內(nèi)部流態(tài)、臭氧濃度分布和相關(guān)化學(xué)反應(yīng)有一個詳細(xì)的了解與評估。且目前普遍使用的隔板接觸池在運行中存在大面積的回流與死水區(qū),嚴(yán)重影響了其運行效率。因此研究池內(nèi)的流態(tài)、液相臭氧濃度分布及設(shè)計水力優(yōu)化結(jié)構(gòu)則愈發(fā)迫切和必要。計算機技術(shù)的進(jìn)步使得計算流體動力學(xué)(CFD)成為了研究反應(yīng)器運行狀況和優(yōu)化其水力結(jié)構(gòu)的有效工具。由于臭氧接觸池難以通過大型實驗進(jìn)行研究,本文即運用CFD技術(shù)來模擬臭氧接觸池內(nèi)的流態(tài)、設(shè)計合適的水力優(yōu)化結(jié)構(gòu)以及對池內(nèi)的臭氧氣液傳質(zhì)、衰減及其液相的濃度分布狀況進(jìn)行完整建模及數(shù)值模擬,以期對臭氧接觸池的實際運行和改建提供一定的指導(dǎo)和借鑒。首先...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 臭氧給水處理工藝簡介
    1.3 CFD技術(shù)概述及在水處理工藝研究中的應(yīng)用
    1.4 CFD對臭氧接觸池內(nèi)流場的表征與建模
        1.4.1 接觸池運行效率評價指標(biāo)的建立與發(fā)展
        1.4.2 對接觸池運行參數(shù)及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
        1.4.3 國內(nèi)外對臭氧在池內(nèi)的傳質(zhì)、衰減及化學(xué)反應(yīng)的模擬情況
    1.5 問題的提出和意義
        1.5.1 問題的提出
        1.5.2 研究的目的和意義
    1.6 主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.6.1 主要研究內(nèi)容
        1.6.2 主要創(chuàng)新點
        1.6.3 技術(shù)路線
2 數(shù)值模擬模型的建立
    2.1 Fluent中的湍流模型及數(shù)值求解算法
        2.1.1 fluent湍流模型的比較
        2.1.2 fluent求解算法的比較
    2.2 模型的建立
        2.2.1 幾何模型的建立
        2.2.2 網(wǎng)格的劃分
        2.2.3 邊界條件的確定
    2.3 池體的運行效率評價指標(biāo)及選取
        2.3.1 液齡分布函數(shù)
        2.3.2 出水CT₁₀值
        2.3.3 CFD-CT值
3 池內(nèi)流場模擬及水力效率優(yōu)化
    3.1 原池型流場模擬
    3.2 RTD曲線的繪制和t10/T的計算
    3.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案及結(jié)果
        3.3.1 加設(shè)橫向雙擋板
        3.3.2 加設(shè)網(wǎng)格
        3.3.3 加設(shè)格柵
        3.3.4 各優(yōu)化方案水力效率對比
    3.4 水力模型驗證
        3.4.1 實驗?zāi)Ｐ椭谱?br>        3.4.2 驗證方法的選取及驗證結(jié)果
    3.5 本章小結(jié)
4 接觸池內(nèi)臭氧傳質(zhì)與衰減模擬及CT值計算
    4.1 氣液兩相流模擬方法選擇
    4.2 氣體在接觸池中的運動及受力分析
        4.2.1 氣泡的流態(tài)
        4.2.2 氣泡的受力
    4.3 臭氧接觸池內(nèi)臭氧的主要反應(yīng)分析
        4.3.1 臭氧傳質(zhì)理論
        4.3.2 臭氧衰減
    4.4 兩相流及臭氧傳質(zhì)及衰減的模擬過程
        4.4.1 模型的建立
        4.4.2 邊界條件設(shè)置
        4.4.3 利用UDF表征衰減與傳質(zhì)
        4.4.4 各優(yōu)化池型內(nèi)的臭氧濃度分布
    4.5 各池型CFD-CT值的求解
    4.6 鼓泡柱驗證實驗
    4.7 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3863828