微孔软管曝气氧传质过程及强化水体修复效果研究
发布时间：2021-01-31 02:30
微孔软管曝气系统是一种修复污染水体的增氧装置,已逐渐成为水体生态修复研究的热点。曝气过程中气泡羽流流态特性的差异会直接影响气-液-固三相的掺混效果和气-液两相间的氧传递速率,影响污水水质处理效果及能耗。因此,研究曝气系统中气泡羽流运动结构对曝气氧传质的影响,对提高充氧能力与水质改善效果、降低运行成本具有重要的理论参考价值。本研究以微孔软管曝气系统为研究对象,利用图像处理和粒子跟踪测速（Particle Image Velocim etry,PIV）的方法,获取了不同曝气量、孔径和管长条件下气泡羽流的流态特征和速度场分布,并解析了不同条件下曝气系统的氧传质规律,探讨了气泡羽流运动特性与氧转移规律间的关联,旨在优化微孔软管曝气系统对污染水体的修复效果。主要取得的研究成果包括:（1）曝气量、孔径和管长均影响了气泡羽流的运动形态和速度场分布,且影响最为显著的因素为曝气量。随着曝气量的增加,气泡羽流的结构趋于复杂,附壁效应逐渐增强,气相平均速度呈较大增长幅度;随着管长的增加,气泡羽流分布趋于发散,气相平均速度随之降低;随着孔径的增大,气泡羽流流态未呈现明显的变化规律,气相平均速度呈较小增长趋势。...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微孔软管曝气系统主要装置实物图
(d)冷却装置 (e)同步控制器 (e)拍摄画面图 2-4 PIV 系统主要装置实物图Fig.2-4 Physical map of the main device of the PIV system实验材料 主要实验试剂实验过程中主要使用的试剂如表 2-2 所示。表 2-2 实验试剂Tab.2-2 The laboratory reagents 实验试剂 规格 生产厂商无水亚硫酸钠 500g/瓶 天津市福晨化学试剂厂氯化钴 100g/瓶 广东光华科技股份有限公司重铬酸钾 500g/瓶 天津市河东区红岩试剂厂硫酸 500ml/瓶 太仓沪试试剂有限公司硫酸银 100g/瓶 国药集团化学试剂有限公司硫酸汞 100g/瓶 天津市福晨化学试剂厂
气泡密度较大加上外在因素的干扰如光照不均匀、外界散射降，为确保后期速度场矢量分布计算的精确性，需要对原始图作量和误差。常见的图像处理方法有降噪与增强、二值化处理]。本研究主要采用图像灰度增强与边缘分割这两种手段对原理技术做简要的分析。强术主要分为灰度变换与和直方图增强两种方式。其中灰度变换布，改变对比度来增加原始图像的清晰程度。本研究选择 M变换增强技术实现图像增强的目的。调整图像像素点的灰度值，而其位置并不会发生变化[67]。在数 imhist 获得图像的直方图如 2-6 所示，可以发现，原始气泡0-50 之间，而灰度值大小的范围是 0-255，可见灰度值整体偏像整体偏暗，需要进行对比度扩展，即通过程序将原始图像的域，从而达到提高清晰度的目的。经过编程处理后气泡的灰度
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于底部旋流的浮选柱内气泡尺寸分布规律[J]. 邓小伟,刘炯天,王永田,张传祥,邢宝林. 中国矿业大学学报. 2018(05)
[2]生物倍增反应器气泡流态特性分析[J]. 董亮,曾涛,刘少北,王勇,张长练,何雨. 水利水运工程学报. 2017(04)
[3]景观水体修复技术研究进展[J]. 张鸽,吴宏涛. 上海化工. 2017(07)
[4]城市景观水体富营养化现状及成因[J]. 刘洁岭,何洋. 绿色科技. 2017(12)
[5]城市景观水生态修复方法研究进展与发展趋势[J]. 过杰,郭琦,何文浩. 水资源开发与管理. 2017(03)
[6]扬水曝气器对水源水库水质改善及沉积物控制[J]. 周子振,黄廷林,李扬,龙圣海,周石磊. 中国环境科学. 2017(01)
[7]城市景观水体富营养化治理措施[J]. 秦磊. 绿色科技. 2016(24)
[8]城市景观水体水质净化和生态修复研究[J]. 尹若水,蔡颖芳,吴家胜,方根生,韩璐. 环境科学与技术. 2016(S2)
[9]西安市城市景观水体富营养化现状及成因分析[J]. 胡世龙,纪佳渊,陈荣,彭党聪,薛涛. 环境监测管理与技术. 2016(05)
[10]几种增氧方式对黑臭河湖的治理效果对比[J]. 唐荣,裴毅,姚帮松,李旭,肖莹. 农学学报. 2016(10)
博士论文
[1]气液反应器中两相流实验研究与数值模拟[D]. 王蒙.西安理工大学 2016
[2]城市景观水体生境改善技术与机理研究[D]. 宋英伟.华东师范大学 2009
[3]微孔曝气最优气泡群理论及其在复氧工程中的应用[D]. 李尔.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]颗粒两相流动的流场特性研究[D]. 张莹.中北大学 2018
[2]微气泡扩散曝气系统的增氧性能试验与数值模拟[D]. 谢宇宁.华南理工大学 2018
[3]微孔曝气多相流动的数值模拟与实验研究[D]. 曲径.大连理工大学 2017
[4]西安市典型景观水体水环境状况调查及保护研究[D]. 江维.长安大学 2017
[5]曝气条件对河流上覆水氮磷变化影响及DOM荧光光谱研究[D]. 王宽.安徽建筑大学 2016
[6]水产养殖池塘底部微孔曝气增氧的机理试验[D]. 曾映雪.华南理工大学 2015
[7]曝气对黑臭河道水体污染修复的影响研究[D]. 王美丽.河北科技大学 2015
[8]西安市景观水体调研及富营养化控制基础研究[D]. 赵海江.西安建筑科技大学 2015
[9]微孔曝气与生物膜法处理农村受污染水体实验研究[D]. 胡鹏.中国水利水电科学研究院 2015
[10]微纳米曝气氧传质特性及对景观水体修复效果研究[D]. 陆晖.广西大学 2015
本文编号：3010051
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微孔软管曝气系统主要装置实物图
(d)冷却装置 (e)同步控制器 (e)拍摄画面图 2-4 PIV 系统主要装置实物图Fig.2-4 Physical map of the main device of the PIV system实验材料 主要实验试剂实验过程中主要使用的试剂如表 2-2 所示。表 2-2 实验试剂Tab.2-2 The laboratory reagents 实验试剂 规格 生产厂商无水亚硫酸钠 500g/瓶 天津市福晨化学试剂厂氯化钴 100g/瓶 广东光华科技股份有限公司重铬酸钾 500g/瓶 天津市河东区红岩试剂厂硫酸 500ml/瓶 太仓沪试试剂有限公司硫酸银 100g/瓶 国药集团化学试剂有限公司硫酸汞 100g/瓶 天津市福晨化学试剂厂
气泡密度较大加上外在因素的干扰如光照不均匀、外界散射降，为确保后期速度场矢量分布计算的精确性，需要对原始图作量和误差。常见的图像处理方法有降噪与增强、二值化处理]。本研究主要采用图像灰度增强与边缘分割这两种手段对原理技术做简要的分析。强术主要分为灰度变换与和直方图增强两种方式。其中灰度变换布，改变对比度来增加原始图像的清晰程度。本研究选择 M变换增强技术实现图像增强的目的。调整图像像素点的灰度值，而其位置并不会发生变化[67]。在数 imhist 获得图像的直方图如 2-6 所示，可以发现，原始气泡0-50 之间，而灰度值大小的范围是 0-255，可见灰度值整体偏像整体偏暗，需要进行对比度扩展，即通过程序将原始图像的域，从而达到提高清晰度的目的。经过编程处理后气泡的灰度
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于底部旋流的浮选柱内气泡尺寸分布规律[J]. 邓小伟,刘炯天,王永田,张传祥,邢宝林. 中国矿业大学学报. 2018(05)
[2]生物倍增反应器气泡流态特性分析[J]. 董亮,曾涛,刘少北,王勇,张长练,何雨. 水利水运工程学报. 2017(04)
[3]景观水体修复技术研究进展[J]. 张鸽,吴宏涛. 上海化工. 2017(07)
[4]城市景观水体富营养化现状及成因[J]. 刘洁岭,何洋. 绿色科技. 2017(12)
[5]城市景观水生态修复方法研究进展与发展趋势[J]. 过杰,郭琦,何文浩. 水资源开发与管理. 2017(03)
[6]扬水曝气器对水源水库水质改善及沉积物控制[J]. 周子振,黄廷林,李扬,龙圣海,周石磊. 中国环境科学. 2017(01)
[7]城市景观水体富营养化治理措施[J]. 秦磊. 绿色科技. 2016(24)
[8]城市景观水体水质净化和生态修复研究[J]. 尹若水,蔡颖芳,吴家胜,方根生,韩璐. 环境科学与技术. 2016(S2)
[9]西安市城市景观水体富营养化现状及成因分析[J]. 胡世龙,纪佳渊,陈荣,彭党聪,薛涛. 环境监测管理与技术. 2016(05)
[10]几种增氧方式对黑臭河湖的治理效果对比[J]. 唐荣,裴毅,姚帮松,李旭,肖莹. 农学学报. 2016(10)
博士论文
[1]气液反应器中两相流实验研究与数值模拟[D]. 王蒙.西安理工大学 2016
[2]城市景观水体生境改善技术与机理研究[D]. 宋英伟.华东师范大学 2009
[3]微孔曝气最优气泡群理论及其在复氧工程中的应用[D]. 李尔.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]颗粒两相流动的流场特性研究[D]. 张莹.中北大学 2018
[2]微气泡扩散曝气系统的增氧性能试验与数值模拟[D]. 谢宇宁.华南理工大学 2018
[3]微孔曝气多相流动的数值模拟与实验研究[D]. 曲径.大连理工大学 2017
[4]西安市典型景观水体水环境状况调查及保护研究[D]. 江维.长安大学 2017
[5]曝气条件对河流上覆水氮磷变化影响及DOM荧光光谱研究[D]. 王宽.安徽建筑大学 2016
[6]水产养殖池塘底部微孔曝气增氧的机理试验[D]. 曾映雪.华南理工大学 2015
[7]曝气对黑臭河道水体污染修复的影响研究[D]. 王美丽.河北科技大学 2015
[8]西安市景观水体调研及富营养化控制基础研究[D]. 赵海江.西安建筑科技大学 2015
[9]微孔曝气与生物膜法处理农村受污染水体实验研究[D]. 胡鹏.中国水利水电科学研究院 2015
[10]微纳米曝气氧传质特性及对景观水体修复效果研究[D]. 陆晖.广西大学 2015
本文编号：3010051
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