曝气池通气孔布置方式优化选型的数值模拟研究

发布时间：2020-05-22 20:05

【摘要】：人口井喷式的增长加速了市区滞留人口的数量,导致水资源形势越来越严峻。然而因为地球上资源调配的不平衡,过度的资源需求量产生相当大量的社会负担,这是我们生活水平和质量提高必须面临和解决的首要问题。随着习总书记在十九大对于生态文明树立的论述,我们不得不面临资源的制约、环境的污染、生态系统自我修复的退化等各种问题。因为污水的治理已经迫在眉睫,本文分析常用的活性污泥处理法。选取污水处理厂中的曝气池反应器为模型,通过比较不同的流场参数和统计不同的截面数值。确定不同通气孔布置方式的影响规律,选取适合的通气孔布置方式。论文应用计算流体力学软件仿真建立污水厂曝气池工艺的模型,对曝气池独立反应器进行了流场特性分析,主要结论如下:(1)对曝气池通过不同网格划分形式,分别建立气液两相流模型,其中仿真计算时紊流模型应用RNG k-ε模型,多相流模型应用欧拉模型,通气孔采用速度进口。提取了曝气池模型曝气管截面图,并分析流线图矢量图。与实测现象进行对比分析,结果表明选用选取网格划分方式而能较好的模拟池内流场。模型验证二中,对倒伞形曝气池的数值仿真。选取特征截面分析预测曝气池内部流场规律,统计截面平面溶解氧与实验数值比较。验证求解模型能正确的仿真曝气池气液两相流。(2)通过简化曝气池对不同通气孔布置方式进行模拟研究,分析流线和矢量可得截面混合液流线漩涡增多相连界面的流线回流互相影响导致池内流态不稳定。(3)分析不同通气孔布置方式的截面不均匀系数和垂向速度可得,改变通气孔朝向对曝气管中间区域或者曝气管两侧垂向速度都有不同程度的加强,但也导致不同断面之间差值较大不利混合。不均匀系数应通气孔向上时曝气池内部各截面速度均匀,有稳固的循环回路。有利于空气活性混掺。(4)含气率作为直接反应曝气池曝气管曝气效果的内部因素,也是我们比较不同曝气管布置方式的重点参考标准。统计不同截面的面平均含气率数值,通过绘制含气率分布曲线图。我们可直观的得出:通气孔向上时含气率值在多个特征截面都较高,因此我们选定此通气孔布置方式为最优。
【图文】：

图 1-1 活性污泥法工艺简图Figure 1-1 Process diagram of activated sludge上述可知污水处理中活性污泥生长的环境要求是固定的，充足的溶解氧和拌以及微生物代谢所需要的污水中相当量的溶解性有机物，，同时还要兼顾污泥和剩余污泥，平衡曝气池内的污泥浓度，确使活性污泥有效工作免受其。活性污泥法的实质是运用天然水体的自我净化能力，在处理系统内我们是

无任何阻力，氧分子的转移主要阻力存在气膜和液膜层流膜中。其原理图如图 2-1 中所示。图2-1 双模理论模型Figure 2-1 Two-mode theoretical model
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X703

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 樊杰;陶涛;游桂林;;阶式曝气池在城市污水处理厂的应用与特性分析[J];给水排水;2013年07期

2 郭进友;;曝气池、二沉池放线性泡沫的控制[J];化工给排水设计;1987年03期

3 王渤洋;李克夫;丁富森;孙绍先;;对炼油污水处理场“合制型”生化曝气池改造的探讨[J];石油炼制与化工;1987年01期

4 钟鸣;;射流曝气池混合研究——流动模型及其应用[J];武汉城市建设学院学报;1987年03期

5 Luis A.Carrio;沈永明;;厂内工艺调整减少污泥[J];国外环境科学技术;1987年03期

6 ;你知道这些知识吗?[J];水利天地;1988年03期

7 姜应和;;曝气池计算模式的探讨[J];武汉工业大学学报;1988年04期

8 ;国外动态[J];化工环保;1988年01期

9 砂原广志;栾云;;石油化工污水治理的自动管理技术[J];石油化工环境保护;1988年02期

10 王春生,罗成,刘红果,谢裕敏,王孔星;曝气池中噬菌体分布及作用的研究[J];环境科学学报;1989年03期

相关会议论文 前10条

1 何成达;陈佳宏;;用阳离子型聚丙烯酰胺消除曝气池表面泡沫机理研究[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展（上册）[C];1999年

2 陈坚;郁明;华兆哲;;生物选择器——好氧曝气池组合系统处理聚乙烯醇废水[A];中国生物工程学会第三次全国会员代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2001年

3 张虎;温晓红;;从曝气池数据总线的采用看自动控制系统的选择——浅谈绵阳市塔子坝污水处理厂工程设计自控设计[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策（下册）[C];2002年

4 邹志红;杜剑;;PI控制在曝气池中的应用[A];2007系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2007年

5 许怀锦;高林;;曝气池无粘结预应力混凝土施工[A];山东建筑学会成立50周年优秀论文集[C];2003年

6 张芳芳;乔俊飞;刘超彬;王笑波;;污水处理中吸附和稳定过程的细胞自动机模型[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年

7 孙剑辉;石岩;高健磊;曹军;张建新;;污水COD浓度对氧总转移系数影响的研究[A];河南省化学会2010年学术年会论文摘要集[C];2010年

8 相会强;刘芬;刘雪莲;;自动控制在污水处理中的应用[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年

9 徐亚同;;废水生物处理系统运行状况的评价、调节与控制[A];全国水环境污染治理设施运营管理技术交流研讨会论文集[C];2006年

10 李青;;污水处理站处理工艺中泡沫的形成与控制研究[A];战略性新兴产业与科技支撑——2012年山东省科协学术年会论文集[C];2012年

相关重要报纸文章 前7条

1 本报见习记者 李苑;厅长曝气池边取水样[N];中国环境报;2014年

2 本报记者 王贵锁 刘元元 薛倩;让污水变成清亮水[N];衡水日报;2018年

3 本报记者 廖雪梅 实习生 杨千帆 通讯员 杜开舟;一吨污水的“净化”之旅[N];重庆日报;2018年

4 张化义;美国底特律炼焦废水生物处理技术[N];世界金属导报;2010年

5 本报记者 吴迪;首都党员各行各业当先锋[N];北京日报;2014年

6 本报通讯员 韩慧 记者 王海燕;两千户居民节出一个小水库[N];北京日报;2012年

7 记者 杨之汀;我区两企业节能项目共获国家千万元投资[N];华兴时报;2009年

相关博士学位论文 前5条

1 张淑君;气泡动力学特性的三维数值模拟研究[D];河海大学;2006年

2 樊杰;改良型A~2/O工艺处理低浓度城市污水的特征及控制研究[D];华中科技大学;2010年

3 马帅;基于过程模拟的AAO工艺节能降耗优化控制系统研究[D];清华大学;2014年

4 李杰;新型生物载体的制备、表征及其在废水生物处理中的应用基础研究[D];西安建筑科技大学;2008年

5 陈进生;海水脱硫电站燃煤过程中汞的形态转化与排放特性研究[D];厦门大学;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 陈旭;基于CFD的带悬挂填料曝气池的优化研究[D];河北建筑工程学院;2019年

2 李强;曝气池通气孔布置方式优化选型的数值模拟研究[D];西安理工大学;2019年

3 白朝伟;曝气池不同曝气方式优化选型的数值模拟研究[D];西安理工大学;2016年

4 张亚宁;曝气池反冲洗控制系统的设计与实现[D];济南大学;2014年

5 蒋本超;昆船工业区生活污水处理站曝气池水深与曝气效果关系的研究[D];昆明理工大学;2007年

6 金丹;塔式曝气池内气液两相流动数值模拟及参数影响的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

7 马艳华;含载体曝气池的氧传质效能研究[D];哈尔滨理工大学;2012年

8 苏鹏程;基于软测量和预测控制的曝气池节能技术研究[D];电子科技大学;2010年

9 王阳;高浓度活性污泥曝气池脱氮除磷研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

10 代华章;曝气池溶解氧的优化控制仪的设计与实现[D];济南大学;2017年

本文编号：2676534