旋流式壅塞空化破解污泥技术的研究

发布时间：2017-09-16 13:15

  本文关键词：旋流式壅塞空化破解污泥技术的研究

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【摘要】：污泥处理及处置基建费用非常昂贵,约占污水处理厂全部基建费用的50%-60%。如何实现污泥的减量化和稳定化,已经引起了越来越多国内外学者的重视。水力空化会在液体内产生许多微小空泡,这种空泡会在瞬间溃灭时产生强烈的冲击波和微射流,同时伴随着出现高温高压的极限条件。污泥经过水力空化破解后,絮状体和微生物细胞壁被破碎,其包裹着的有机质和水分被释放出来,能大大缩小污泥的体积,提高污水处理效率。本课题基于壅塞空化理论和旋转射流理论,发明了一种新型水力空化器——旋流式壅塞空化器,并对旋流式壅塞空化器进行了空化噪声的分形特性分析和破解污泥的现场实验研究。空化强度的分形盒维数表征研究结果表明:旋流式壅塞空化噪声信号分形盒维数值的大小能够用来判断空化强度;当旋流式壅塞空化噪声信号的盒子维数值D1.27时,空化强度高;盒子维数在1.27≤D≤1.33之内,空化强度较高;盒子维数值D1.33时,空化强度低。破解污泥的现场实验研究结果表明:旋流式壅塞空化器能高效的破解污泥,通过打破污泥中的絮状体和微生物细胞壁,释放其包裹的水和有机物,使得污泥混合液中的溶解性化学需氧量SCOD、浊度TU增大,悬浮物固体浓度MLSS减小,从而实现破解污泥的效果;破解前后污泥的p H值变化小,说明旋流式壅塞空化用于破解污泥具有工程意义;当旋流芯长度为3/4导程,背压为89KPa时,破解污泥的效果最好,循环破解20次,SCOD溶出率DR达661.57%;对于不同旋流芯长度的旋流式壅塞空化器,均存在最佳背压范围,使得在相同旋流芯长度下,破解污泥的效果更好。
【关键词】：壅塞空化 污泥破解 空化噪声 盒维数法 分形
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外污泥破解的研究进展10-12
• 1.3 水力空化及其研究进展12-16
• 1.3.1 水力空化机理12-13
• 1.3.2 国内外研究进展13-15
• 1.3.3 环流式壅塞空化器15-16
• 1.4 研究思路及主要内容16-17
• 第二章 壅塞空化理论和分形理论17-27
• 2.1 空化的定义与初生17-19
• 2.2 空泡动力学简介19-21
• 2.3 单空泡溃灭21-22
• 2.4 分形理论概述22-24
• 2.4.1 分形的定义23-24
• 2.5 分形维数24-27
• 2.5.1 豪斯多夫维数25
• 2.5.2 相似维数25-26
• 2.5.3 分形盒维数26-27
• 第三章 空化强度的分形合维数表征27-40
• 3.1 信号的采集27-31
• 3.1.1 信号采集系统27-28
• 3.1.2 旋流式壅塞空化器28-30
• 3.1.3 水听器的安装30-31
• 3.1.4 试验方法31
• 3.2 分形合维数计算程序31-34
• 3.2.1 分形盒维数程序的编写31-32
• 3.2.2 分形盒维数程序的验证32-34
• 3.3 分形盒维数计算结果的分析34-40
• 第四章 空化技术破解污泥的实验40-46
• 4.1 实验设备及方法40-42
• 4.1.1 实验系统40-42
• 4.1.2 实验方法42
• 4.2 检测项目和分析方法42-46
• 第五章 污泥破解结果分析46-63
• 5.1 各指标随破解次数N的变化46-57
• 5.1.1 温度T的变化46-47
• 5.1.2 pH的变化47-49
• 5.1.3 沉降比SV的变化49-51
• 5.1.4 悬浮物固体浓度MLSS的变化51-53
• 5.1.5 浊度TU的变化53-54
• 5.1.6 溶解性化学需氧量SCOD的变化54-56
• 5.1.7 SCOD溶出率DR的变化56-57
• 5.2 旋流芯长度的影响57-58
• 5.3 背压的影响58-60
• 5.4 旋流式与环流式壅塞空化器破解效果的对比60-63
• 第六章 结论与展望63-65
• 6.1 结论63
• 6.2 展望63-65
• 参考文献65-70
• 攻读学位期间主要的研究成果70-71
• 致谢71

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