基于PBM模型的曝气池曝气器布置方式的模拟研究
发布时间：2021-07-04 00:43
我国水资源稀缺,人均占有量仅为世界平均水平的1/4,是全球十三个人均水资源占有量极低的区域之一。随着社会的发展我国总用水量还在显著增加但城市的水域却遭受大量污染,污水治理已迫在眉睫。而活性污泥法是一种普遍采取的去污手段,曝气池则为活性污泥法的重要反应场所。本文对一典型曝气池运用双欧拉多相流模型耦合pb群平衡模型,湍流模型选用标准k-r模型进行数值模拟计算,分析改变底板曝气器的布置方式对曝气池内各项参数的影响规律,选取特征截面分析底板曝气器的最佳布置方式。主要结论如下:（1）模型验证一证明标准k-r湍流模型及pbm群平衡模型是更适合对曝气池内气液两相流动进行模拟计算的方法,模型验证二应用模型验证一中确定的方案又对另一实验进行了模拟计算,模拟结果与实验数据吻合良好,从而验证了所选模拟方案的准确性及通用性。（2）通过分析特征横断面的流线图与矢量图可知,当底板曝气器均匀布置时,池内形成两个稳定的环流场与其他工况相比环流场更加扁平集中,故认为此种布置方案能使池内的流场更稳定,可以为气液两相混掺提供更加稳定的环境。（3）通过分析不同高度截面上的气相体积分布云图可知,当曝气器在底板均匀布置时,相较于...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
活性污泥法工流程示意图
西安理工大学工程硕士专业学位论文14图2-1双模理论模型Fig.0-1Two-modetheoreticalmode2.1.2氧转移的影响因素物质的扩散速率能够由式(2.2)表示：1ddMvAdt(2.2)式中：M——指在时间t里经过界面的物质多少；dv——物质的扩散速率，1-1-时间面积质量，通常以hm/kg；22OdMdt——氧传递速率，1-1-时间质量，普遍以h/kg2O体现；A——气、液相的接触面积,[面积]，普遍以m2体现；代入式(2.1)有：dXdCDdtdMAL-1(2.3)dXdCADdtdML-(2.4)LD——氧在液膜中的扩散系数，1-时间面积，经常以hm2表示。气膜中的气相主体与交界面之间的igPP（氧分压差值）极低，通常可看成igpp。所以在氧分压[61]等于时，界面位置溶解氧浓度即为饱和浓度值；若气相主体中的气压等于规范大气压，那么gp就约为规范大气压的五分之一。假定液膜厚为fX，那么液膜中溶解氧浓度梯度公式可表示成：fsXCCdXdC(2.5)代入式(2-4)有：气液界面液相主体气膜气泡液膜
西安理工大学工程硕士专业学位论文16本求解过程和所用到的控制方程进行一个详细的介绍。2.3CFD的求解过程计算流体力学模拟求解步骤如图2-2：图0-2数值模拟求解步骤Fig.0-2Numericalsimulationsolvingsteps2.4CFD基本控制方程CFD方法控制方程常规表达形式为：()div()div()StUgrad(0.10)其中：是扩散系数，S是源项，是通用变量，是流体的密度，U是流体的速度矢量。式中()t为时间非稳态项、div(U)为对流项、div()grad为扩散项、S代表一广义的源项。2.4.1质量守恒方程质量守恒方程又被命名为连续性方程，自然中可见的流动均符合质量守恒方程，把式(0.10)中1,1,0S可推导出质量守恒方程，如式(0.11)所示：()()()0uvwtxyz(0.11)就不可压缩的流体来说，流体密度是一个常数，方程简化为式(0.12)：0uvwxyz(0.12)2.4.2动量守恒方程对所有单元体在x、y、z三个坐标轴上分别运用牛顿第二定律（F＝ma），并引进牛
【参考文献】：
期刊论文
[1]2025年将有35亿人面临缺水[J]. 纪雪. 生态经济. 2019(10)
[2]我国水污染的主要成因及防治对策[J]. 孙华杰. 环境与发展. 2019(09)
[3]微孔曝气气泡生成阶段的并聚规律研究[J]. 罗涛,王洪臣,徐相龙,赵媛. 环境工程. 2019(09)
[4]近20年中国水资源及用水量变化规律与成因分析[J]. 刘晶,鲍振鑫,刘翠善,王国庆,刘悦,王婕,管晓祥. 水利水运工程学报. 2019(04)
[5]利用双污泥反硝化除磷工艺降低污水处理过程中N2O产生量[J]. 王雪芳,张洪波. 当代化工. 2019(08)
[6]水利部发布2018年度《中国水资源公报》[J]. 中国水利. 2019(14)
[7]BAF曝气管道布置方式的数值模拟[J]. 武魏魏,叶家盛,郑俊,张德伟,黄河清. 环境工程学报. 2019(11)
[8]曝气量对好氧颗粒污泥处理效果的影响研究[J]. 杨嗣靖,于燿滏,范维利. 建筑与预算. 2019(06)
[9]倒伞形表面曝气搅拌槽内气液两相流的模拟研究[J]. 魏文礼,娄威立,李盼盼,刘玉玲. 系统仿真学报. 2019(04)
[10]气水比对曝气生物滤池处理城市中水效能的影响[J]. 周广吉,张兰河,叶振起,徐岩,魏来,房国成. 生态与农村环境学报. 2019(02)
硕士论文
[1]污水生物曝气系统的模糊PID控制技术研究[D]. 王岩.天津大学 2004
本文编号：3263677
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
活性污泥法工流程示意图
西安理工大学工程硕士专业学位论文14图2-1双模理论模型Fig.0-1Two-modetheoreticalmode2.1.2氧转移的影响因素物质的扩散速率能够由式(2.2)表示：1ddMvAdt(2.2)式中：M——指在时间t里经过界面的物质多少；dv——物质的扩散速率，1-1-时间面积质量，通常以hm/kg；22OdMdt——氧传递速率，1-1-时间质量，普遍以h/kg2O体现；A——气、液相的接触面积,[面积]，普遍以m2体现；代入式(2.1)有：dXdCDdtdMAL-1(2.3)dXdCADdtdML-(2.4)LD——氧在液膜中的扩散系数，1-时间面积，经常以hm2表示。气膜中的气相主体与交界面之间的igPP（氧分压差值）极低，通常可看成igpp。所以在氧分压[61]等于时，界面位置溶解氧浓度即为饱和浓度值；若气相主体中的气压等于规范大气压，那么gp就约为规范大气压的五分之一。假定液膜厚为fX，那么液膜中溶解氧浓度梯度公式可表示成：fsXCCdXdC(2.5)代入式(2-4)有：气液界面液相主体气膜气泡液膜
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【参考文献】：
期刊论文
[1]2025年将有35亿人面临缺水[J]. 纪雪. 生态经济. 2019(10)
[2]我国水污染的主要成因及防治对策[J]. 孙华杰. 环境与发展. 2019(09)
[3]微孔曝气气泡生成阶段的并聚规律研究[J]. 罗涛,王洪臣,徐相龙,赵媛. 环境工程. 2019(09)
[4]近20年中国水资源及用水量变化规律与成因分析[J]. 刘晶,鲍振鑫,刘翠善,王国庆,刘悦,王婕,管晓祥. 水利水运工程学报. 2019(04)
[5]利用双污泥反硝化除磷工艺降低污水处理过程中N2O产生量[J]. 王雪芳,张洪波. 当代化工. 2019(08)
[6]水利部发布2018年度《中国水资源公报》[J]. 中国水利. 2019(14)
[7]BAF曝气管道布置方式的数值模拟[J]. 武魏魏,叶家盛,郑俊,张德伟,黄河清. 环境工程学报. 2019(11)
[8]曝气量对好氧颗粒污泥处理效果的影响研究[J]. 杨嗣靖,于燿滏,范维利. 建筑与预算. 2019(06)
[9]倒伞形表面曝气搅拌槽内气液两相流的模拟研究[J]. 魏文礼,娄威立,李盼盼,刘玉玲. 系统仿真学报. 2019(04)
[10]气水比对曝气生物滤池处理城市中水效能的影响[J]. 周广吉,张兰河,叶振起,徐岩,魏来,房国成. 生态与农村环境学报. 2019(02)
硕士论文
[1]污水生物曝气系统的模糊PID控制技术研究[D]. 王岩.天津大学 2004
本文编号：3263677
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