污泥厌氧反应器搅拌机理的实验与模拟研究

发布时间：2021-05-10 10:04

　　随着我国污水处理进程的不断深入,作为污水处理副产物的污泥的处理问题越来越引发关注,厌氧消化作为污泥处理处置的主要手段,污泥在厌氧消化反应器中的搅拌传质过程对厌氧消化效率的影响近年来已开始被研究。本文以95%含水率污泥为对象,采用示踪法对其在搅拌槽反应器中的混合特性进行研究发现:通过监测三个不同高度取样口处示踪剂浓度变化规律可知当转速为140 rpm时的混合均匀时间为31分钟。此时三个取样点处示踪剂浓度分别为最终浓度的70%、80%、98%,但呈现出快速的上升趋势,即在140 rpm的搅拌转速下,污泥在达到理论计算的搅拌均匀效果时,相关搅拌区域还没有较好的混合均匀或“即将”混合均匀,不能满足最佳的搅拌混合均匀时间,当转速为180 rpm时的混合均匀时间为19.5分钟,此时三个取样点处示踪剂浓度分别为最终浓度的65%、81%、98%,但呈现出快速的上升趋势,即在180rpm的搅拌转速下,污泥在达到理论计算的搅拌均匀效果时,相关搅拌区域即将混合均匀,较能满足最佳的搅拌混合均匀时间。当转速为220 rpm时的混合均匀时间为8.5分钟,此时三个取样点处示踪剂浓度分别为最终浓度的81%、78%、9... 

【文章来源】：北京建筑大学北京市

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 污泥厌氧消化的研究意义
        1.1.2 污泥厌氧消化的影响因素
        1.1.3 污泥厌氧消化过程中搅拌对微生物的影响
    1.2 针对搅拌过程的研究方法
        1.2.1 示踪剂法
        1.2.2 实验室方法
第2章 国内外研究进展
    2.1 数值模拟在污泥厌氧反应器搅拌过程中的研究进展
    2.2 污泥厌氧消化反应器流场分析方法的研究现状
    2.3 目前主要存在的问题
    2.4 研究内容和技术路线
        2.4.1 主要研究内容及意义
        2.4.2 技术路线
第3章 厌氧反应器混合特性研究
    3.1 厌氧反应器混合的基本原理
    3.2 厌氧反应器混合特性试验
        3.2.1 实验装置
        3.2.2 混合示踪实验示踪剂确定
        3.2.3 实验材料
        3.2.4 实验方法
        3.2.5 数据分析方法
    3.3 混合特性试验讨论与分析
        3.3.1 转速为140rpm的混合情况
        3.3.2 转速为180rpm的混合情况
        3.3.3 转速为220rpm的混合情况
    3.4 最优搅拌强度分析
    3.5 小结
第4章 反应器混合特性的数值模拟
    4.1 流态的确定
        4.1.1 层流混合机理
        4.1.2 湍流混合机理
        4.1.3 关于搅拌槽中混合特性的经验公式
    4.2 搅拌槽反应器混合过程的数值模拟
        4.2.1 进行CFD数值模拟的详细步骤
        4.2.2 对比不同设置流态下的搅拌情况
        4.2.3 对比不同设置流态下不同黏度流体的混合均匀时间的变化规律
        4.2.4 示踪剂浓度随时间的变化规律
        4.2.5 搅拌槽流场流型分析
    4.3 小结
第5章 黄原胶溶液模拟消化污泥流动性能分析
    5.1 实验材料与仪器
        5.1.1 实验材料
        5.1.2 实验仪器
    5.2 实验方法与实验装置
        5.2.1 实验方法
        5.2.2 实验装置
    5.3 分析方法
        5.3.1 同流体运动相似性分析
        5.3.2 拟合度检验
    5.4 针对两流体进行物理特性参数分析
        5.4.1 污泥及相似溶液密度分析
        5.4.2 污泥及相似溶液流变性能分析
        5.4.3 污泥及相似溶液混合性能分析
    5.5 两流体参数等同性分析
    5.6 小节
第6章 结论与展望
    结论
    后续展望
参考文献
致谢
在读期间发表论文情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]液-液射流搅拌提高热水解污泥混合性能分析[J]. 曹秀芹,丁浩,蒋竹荷,袁海光.  环境工程学报. 2018(01)
[2]基于污泥流变特性对厌氧消化反应器的模拟研究[J]. 曹秀芹,赵振东,杨平,袁海光,李志强.  给水排水. 2016(07)
[3]污泥厌氧消化反应器搅拌性能的CFD模拟[J]. 曹秀芹,赵振东,杨平,尹伟齐,丁浩.  给水排水. 2016(03)
[4]双层桨搅拌槽内层流流场与混合时间的数值模拟[J]. 梁瑛娜,高殿荣,拜亮.  机械工程学报. 2015(16)
[5]高碑店污水处理厂污泥厌氧消化系统恢复运行的经验[J]. 蒋奇海,葛勇涛,陈靖轩,王佳伟,张永兵,秦光垒.  中国给水排水. 2014(02)
[6]二价离子对黄原胶溶液流变特性的影响研究[J]. 吴伟都,王雅琼,朱慧,李言郡,施文蓉.  食品科技. 2012(07)
[7]一价阳离子对黄原胶溶液流变特性的影响研究[J]. 李言郡,朱慧,吴伟都,王雅琼,施文蓉.  中国食品添加剂. 2012(03)
[8]白龙港污水处理厂污泥厌氧消化系统的设计和调试[J]. 王丽花,查晓强,邵钦.  中国给水排水. 2012(04)

博士论文
[1]深海湍流混合长期连续观测技术与应用研究[D]. 田川.天津大学 2012

硕士论文
[1]机械搅拌厌氧消化池流态研究[D]. 芦汉超.清华大学 2015
[2]基于CFD在污泥厌氧消化反应器中的模拟研究[D]. 杨平.北京建筑大学 2015
[3]郑州市王新庄污水处理厂污泥厌氧消化系统运行影响因素分析[D]. 蔺洪永.郑州大学 2015
[4]污泥厌氧消化系统的水力特性及流态模拟研究[D]. 杜金海.北京建筑大学 2013
[5]高含固率污泥厌氧消化搅拌技术及水力特性研究[D]. 赵东方.北京建筑工程学院 2012
[6]胶粉改性沥青制备技术及其计算机仿真分析研究[D]. 丁新旗.长安大学 2011



本文编号：3179174