曝氣生物濾池氣液兩相流數(shù)值模擬及脫氮實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、曝氣生物濾池作為一種優(yōu)良的污水處理工藝，具有較好的脫碳、脫氮性能。為提高其運(yùn)行效率，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量的實(shí)驗(yàn)、模擬及工程研究，但對(duì)于池內(nèi)流場(chǎng)形態(tài)的實(shí)驗(yàn)及理論分析較少，整體宏觀流場(chǎng)的數(shù)值模擬不能很好的解釋反應(yīng)器內(nèi)氧傳質(zhì)機(jī)理，缺乏污泥形態(tài)與脫氮效能相互關(guān)系的研究。為此，本課題通過對(duì)顆粒間小尺度下流場(chǎng)形態(tài)的數(shù)值模擬來探究氧傳質(zhì)機(jī)理；搭建實(shí)驗(yàn)進(jìn)行同步硝化反硝化脫氮性能研究，分析不同運(yùn)行條件下的去除效果；觀察不同溶解氧環(huán)境下污泥形態(tài)的差異，并對(duì)污

2、泥進(jìn)行干燥和灼燒處理，分析不同形態(tài)的污泥內(nèi)有機(jī)質(zhì)含量。
　　使用Fluent軟件，選擇Eulerian模型及標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程湍流模型對(duì)曝氣生物濾池顆粒間小尺度下流場(chǎng)形態(tài)進(jìn)行氣液兩相流模擬。選擇顆粒粒徑及顆粒間空隙兩個(gè)參數(shù)，分析不同參數(shù)下流場(chǎng)的流線、速度矢量、壓力分布及湍流強(qiáng)度的變化。通過流場(chǎng)形態(tài)分析得出顆粒粒徑為3mm、顆粒間空隙為0.5mm時(shí)的流場(chǎng)形態(tài)最有利于反應(yīng)器內(nèi)氣液混合及氧傳質(zhì)過程進(jìn)行。
　　為驗(yàn)證濾料粒徑對(duì)池內(nèi)流場(chǎng)

3、形態(tài)數(shù)值模擬結(jié)果的正確性，對(duì)比相同運(yùn)行條件下3種不同粒徑的掛膜速度，發(fā)現(xiàn)粒徑為3mm時(shí)掛膜速度最快，與模擬結(jié)果一致。在掛膜啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，COD和NH4+-N去除效果的趨勢(shì)趨于一致，去除率都是先持續(xù)上升，后保持穩(wěn)定。
　　曝氣生物濾池脫碳、脫氮效能與運(yùn)行參數(shù)有密切關(guān)系。隨著水力停留時(shí)間的延長(zhǎng)，COD、NH4+-N及TN的出口濃度逐漸降低。氣水比主要通過溶解氧濃度影響系統(tǒng)運(yùn)行效能，過小或過大都不能達(dá)到最好的去除效果。對(duì)比分析反應(yīng)器底部及