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(shì),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(diǎn),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(jī)污染物和兩蟲(隱孢子蟲及賈第蟲),因此迫切需要對(duì)水源水深度處理。而臭氧工藝以其對(duì)有機(jī)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(qiáng)氧化性以及其池體封閉,很難對(duì)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(gè)詳細(xì)的了解與評(píng)估。且目前普遍使用的隔板接觸池在運(yùn)行中存在大面積的回流與死水區(qū),嚴(yán)重影響了其運(yùn)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(jì)水力優(yōu)化結(jié)構(gòu)則愈發(fā)迫切和必要。計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步使得計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)成為了研究反應(yīng)器運(yùn)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(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究,本文即運(yùn)用CFD技術(shù)來模擬臭氧接觸池內(nèi)的流態(tài)、設(shè)計(jì)合適的水力優(yōu)化結(jié)構(gòu)以及對(duì)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(duì)臭氧接觸池的實(shí)際運(yùn)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(jí)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(duì)臭氧接觸池內(nèi)流場(chǎng)的表征與建模
        1.4.1 接觸池運(yùn)行效率評(píng)價(jià)指標(biāo)的建立與發(fā)展
        1.4.2 對(duì)接觸池運(yùn)行參數(shù)及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
        1.4.3 國內(nèi)外對(duì)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?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
        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(yùn)行效率評(píng)價(jià)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(chǎng)模擬及水力效率優(yōu)化
    3.1 原池型流場(chǎng)模擬
    3.2 RTD曲線的繪制和t10/T的計(jì)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(duì)比
    3.4 水力模型驗(yàn)證
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭谱?br>        3.4.2 驗(yàn)證方法的選取及驗(yàn)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(jì)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(yùn)動(dòng)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(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    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(hào)：3863828