膜生物反應(yīng)器（MBR,Membrane bioreactor）以其穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的出水、較小的占地面積等優(yōu)勢,在眾多水處理工藝中脫穎而出,逐漸受到人們的關(guān)注與青睞。然而,由于膜池能耗過高的問題,在一定程度上限制了MBR技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用。本研究在監(jiān)測MBR實際工程的宏觀混合特性的基礎(chǔ)上,從水力學(xué)角度,利用計算流體力學(xué)（CFD,Computational fluid dynamics）技術(shù),對曝氣過程中的MBR膜池內(nèi)流態(tài)特征進行模擬,并從膜池構(gòu)型、尺寸以及膜組器在膜池中的布置等方面對膜池內(nèi)水力學(xué)特征進行優(yōu)化,從而達到提高曝氣效率和降低運行能耗的目的。首先以實際MBR工程為研究對象,通過示蹤試驗發(fā)現(xiàn)完整工藝反應(yīng)池中8.02%的容積未得到有效利用,同時發(fā)現(xiàn)膜池與完全混合狀態(tài)仍有一定差距,其水力學(xué)條件有待改善。其次,建立了MBR運行過程中的CFD模型,并搭建了小試MBR裝置,通過對比試驗測得的流速與CFD模擬數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)僅存在1.4%的平均相對誤差,證明了所建立模型的可靠性。利用經(jīng)驗證的CFD模型,以小試規(guī)模MBR為研究對象,對擋板位置、擋板尺寸以及膜池尺寸進行優(yōu)化。優(yōu)化的擋板（四... 

【文章來源】：清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

MBR研究熱點分析（字號大小分別代表詞頻高低）

dd— 反應(yīng)器寬度指數(shù)：Wt= (2DL+W)/W,其中 W 為膜片寬度（250 m網(wǎng)格及邊界條件一章，本章研究中流體區(qū)域幾何計算域的繪制通過 SolidWorks20通過 ANSYS ICEM CFD 完成，流場的計算通過 ANSYS CFX 完理通過 ANSYSCFDPOST 完成。同樣，由于所有反應(yīng)器具有對稱體區(qū)域的四分之一進行網(wǎng)格剖分，用于流場計算。模擬采取以下） 流體為氣—液二相流，連續(xù)相為液相，設(shè)置為 25℃下的水；離置為 25℃下的空氣；） 不考慮氣泡的破裂及聚合，氣泡具有固定尺寸 6 mm；） 不考慮過濾過程，膜片簡化為剛性無滑移壁面；） 簡化幾何構(gòu)型，將擋板簡化為無厚度壁面，實際曝氣管為穿孔管為“面曝氣”（如圖 5.2 中黃色高亮平面所示），并去除曝氣區(qū)域體。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]ABR-MBR一體化工藝節(jié)能降耗措施優(yōu)化研究[J]. 吳鵬,陸爽君,徐樂中,劉捷,沈耀良.  環(huán)境科學(xué). 2015(08)
[2]MBR與SMBR脫氮除磷特性及膜污染控制[J]. 郭小馬,趙焱,王開演,趙陽國.  環(huán)境科學(xué). 2015(03)
[3]基于粒子圖像測速技術(shù)的近膜面流場特性[J]. 郭梟,李春麗,邱廣明,田瑞.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(01)
[4]SMBR內(nèi)氣液兩相流三維CFD模擬[J]. 陶中蘭,邢世錄,李春麗,邱廣明,田瑞.  環(huán)境工程學(xué)報. 2014(06)
[5]多相流和湍流模型對平板膜生物反應(yīng)器模擬的影響[J]. 郁達偉,魏源送,鄭祥,樊耀波,Wei Ding.  化工學(xué)報. 2014(S1)
[6]基于PIV技術(shù)的膜生物反應(yīng)器流場動力特性研究[J]. 李春麗,田瑞,陶中蘭,文佳龍.  工程熱物理學(xué)報. 2013(03)
[7]膜生物反應(yīng)器內(nèi)流場動力學(xué)特性的PIV實驗研究[J]. 李春麗,田瑞,陶中蘭,文佳龍.  環(huán)境工程學(xué)報. 2013(03)
[8]曝氣方式對MBR平板膜組件流體力學(xué)特征的影響[J]. 魏鵬,姚萌,張凱松.  中國環(huán)境科學(xué). 2011(01)
[9]曝氣強度對SMBR膜污染的影響[J]. 秦哲,徐高田,徐靜,趙軍,趙朋衛(wèi),李慶.  中北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2009(04)
[10]不同曝氣條件對膜生物反應(yīng)器工藝脫氮性能的影響[J]. 石曉慶,王錦,張倩.  化工學(xué)報. 2009(04)

博士論文
[1]高效分離生物流化復(fù)合反應(yīng)器的研究[D]. 張玉魁.清華大學(xué) 2005



本文編號：3002787