雙曲面攪拌器反應(yīng)池內(nèi)流態(tài)分布及其影響因素分析.pdf

1、厭氧池和缺氧池作為城市污水A2/O處理工藝的主要構(gòu)成，其運(yùn)行狀態(tài)對脫氮除磷效果至關(guān)重要。在厭氧池和缺氧池內(nèi)通過設(shè)置的攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)流體旋轉(zhuǎn)使混合液處于懸浮和混合狀態(tài)，完成活性污泥與污染物的混合與反應(yīng)過程。雙曲面攪拌器作為一種新型的攪拌設(shè)備具有能耗低、攪拌效果好等特點(diǎn)，被廣泛用于厭氧池和缺氧池，但有關(guān)雙曲面攪拌池的設(shè)計(jì)、攪拌器的選型以及池內(nèi)流態(tài)分布尚不十分清楚，主要依賴于工程師的經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致攪拌器與池型的不配套，從而使得大多數(shù)攪拌池未能處于

2、最優(yōu)的工作狀態(tài)。隨著計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通過數(shù)值模擬可十分方便地獲得攪拌池內(nèi)的流態(tài)。本文以西安市第四污水處理廠內(nèi)正在運(yùn)行的三類缺氧池為對象，首先測定池內(nèi)的實(shí)際流速分布，分析混合狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用FLUENT計(jì)算流體力學(xué)軟件，利用多重參考系法（MRF）和標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型對流場進(jìn)行數(shù)值模擬，探討攪拌池尺寸、攪拌器結(jié)構(gòu)、安裝高度及攪拌功率等因素對混合效果的影響，為雙曲面攪拌器的設(shè)計(jì)、選型及反應(yīng)池流態(tài)優(yōu)化提供依據(jù)。主要研究成果如下：

3、>　?。?）雙曲面攪拌器由于其特殊的結(jié)構(gòu)，可將流體導(dǎo)入池底，從而在池內(nèi)形成穩(wěn)定的環(huán)流，池內(nèi)流速呈現(xiàn)底部高、上部次之、中部最低的不均勻分布規(guī)律，具有能耗低、混合效果好的特點(diǎn)。
　?。?）通過對單個(gè)矩形（正方形和長方形）雙曲面攪拌池?cái)?shù)值模擬得出的流場速度分布與實(shí)測結(jié)果進(jìn)行對比，兩者較為接近，表明模擬方法切實(shí)可行。缺氧池中的最大流速出現(xiàn)在距池底200mm處；距離池壁1.0～1.5m處流速最低；攪拌葉輪的作用范圍集中在距池底200～400

4、mm的區(qū)域，表明雙曲面攪拌器的工作原理為利用小部分的流體帶動(dòng)整個(gè)池內(nèi)的流體循環(huán)流動(dòng)。
　　（3）通過對攪拌池尺寸、攪拌器結(jié)構(gòu)、安裝高度、攪拌功率等因素的研究，表明雙曲面攪拌器的直徑D與攪拌池邊長L的比值（D/L）為0.188~0.250、攪拌器直徑與攪拌器高度B的比值（D/B）為2.5、攪拌器安裝高度h為500mm以及攪拌功率為2~4W/m3時(shí)，混合效果最佳。
　?。?）在廊道式好氧池內(nèi)安裝多臺雙曲面攪拌器將其改造為無隔墻缺