新型一体化脱硫工艺反应器内流场的数值模拟研究

基于颗粒动力学理论,利用Fluent软件中的气体-颗粒两相流体模型,对新型一体化脱硫工艺(NID)反应器中不同工况下的三维流场进行数值模拟,并结合工厂实测数据及文献数据对模拟结果进行验证。结果表明,Fluent软件的模拟数据与工厂实测数据及文献数据相吻合,利用Fluent软件模拟了NID反应器内颗粒速度和浓度的分布,分析了反应器内流场的形成机制以及烟气进速和颗粒粒径对塔内压降的影响。由模拟结果可知,在烟气进速为18m/s、颗粒粒径为0.5~50.0μm时,颗粒浓度分布均匀,塔内回流区最小,压强变化稳定,最有利于提高实际工业运行的稳定性与安全性。     

循环流化床烟气脱硫系统内压降的建模

循环流化床烟气脱硫系统中的压降是保证反应器安全运行的重要参数,了解反应器内的气固流动状况以及压降分布并对其加以调节是系统稳定运行的关键.通过分析循环流化床内气固两相的流动状态,基于一维轴向流动模型,研究循环流化床烟气脱硫系统内的压降轴向分布特性.模型预测结果表明,压降受烟气流速和循环流量影响下的变化趋势与实验结论一致,证明了模型的有效性.可以用于循环流化床内脱硫传质研究,以及为反应器的设计与运行提供指导.     

SMBR内气液两相流三维CFD模拟

应用CFD软件Fluent对浸没式膜生物反应器(submerged membrane bioreactor,SMBR)内气液两相流进行数值模拟研究,重点考查曝气系统的改变对气液两相流态的影响,并结合PIV实验验证模拟结果,从而为反应器的优化设计及膜污染的控制提供理论依据。模拟结果表明,SMBR内曝气强化了气液两相紊动,膜表面液相速度沿反应器高度增加且形成循环流动,有利于膜面污染物的脱落;反应器内气含率分布不均匀,出现死区,不利于微生物的生长;经实验验证,模拟结果吻合良好。     

气升式反应器气液两相流流态特性模拟

为了研究曝气强度对气升式反应器内气液两相流特性的影响，组合多相流Eulerian—Eulerian模型和液相Standardk-ε湍流模型，运用Fluent软件建立了气升式反应器内气液两相流的三维非稳态数值模拟。在曝气管布局方式一定的情况下，模拟计算获得了反应器内x轴截面处不同径向位置的气含率、液速分布情况，计算结果表明，在本文研究的曝气强度范围内，气含率随着曝气强度增加而增加，越靠近曝气池底部，升流区局部气含率越高，且气含率值波动较大；随着曝气强度的增加，曝气孔附近液速增加较明显，但随着气液两相流的上升，液速增加幅度降低；同时采用粒子图像测速（PIV）技术对液相速度进行了实验研究，实验结果与模拟结果吻合性较好。     

曝气生物流化床处理高氨氮粪便污水

应用好氧曝气生物流化床反应器处理动车集便器粪便污水,研究反应器同步硝化反硝化脱氮及去除COD效能,以及DO对处理效能的影响,通过镜检观察反应器内微生物特性,探究反应器同步硝化反硝化脱氮机理。结果表明,反应器维持DO在2.5 mg/L左右时,对粪便污水中氨氮、TN和COD的去除率分别达99.8%、84.1%和95.5%,在好氧曝气生物流化床反应器中,实现同步硝化反硝化脱氮并去除有机物。分析认为,反硝化脱氮主要发生在生物膜内的厌氧微环境,反硝化反应主要由厌氧反硝化菌完成,曝气生物流化床反应器同步硝化反硝化脱氮机理主要从微环境理论解释。     

基于Fluent的闭合环型缺氧反应器构造优化

为提高闭合环型缺氧反应器混合效果,选用基于Fluent软件的三维RNG k-ε紊流数学模型对闭合环型缺氧反应器进行流场模拟,以池底可能淤积面积比例作为混合效果的评价标准,分别从导流直墙长度、导流墙偏心距离及水下推进器偏置等3个方面对缺氧池的系统构造的最优设置进行研究。结果显示,在相同推进器功率下,导流直墙长度2.0 m为佳,导流墙偏心距离0.5 m为佳,推进器向内偏置0.5 m为佳。该研究方法及其结果可以作为闭合环型缺氧反应器的设计依据,具有较佳的技术参考价值。     

好氧高效过滤分离生物流化床的试验研究

在分析、研究内循环三相生物流化床反应器(ITBFB)效能影响因素的基础上,提出了轻质滤料过滤与ITBFB相耦合技术原理,设计出好氧高效分离生物流化床复合反应器.应用新型反应器进行生活污水中试试验的结果表明,在复合反应器HRT较短为1.1 h时,SCOD和SS去除率分别达60%和96%;在滤层厚度为30 cm,过滤速度为4.24 m/h时,复合反应器的出水悬浮物可保证16 h达标排放.     

在线超声对流化床膜生物反应器污泥混合液性能影响的研究

在流化床膜生物反应器中引入在线超声辐射来控制膜污染,超声功率为300 W、频率分别为中频(50 kHz)和中低频(50 kHz和25 kHz)混合频率,考察了在线超声对反应器内混合液性能的影响及对膜污染的控制效果。结果表明,中频超声辐射不会对反应器内混合液的污泥浓度和粘度产生显著影响,而中低频超声辐射会降低混合液的污泥浓度并造成混合液粘度的升高。2种频率的超声辐射对污泥混合液的过滤性能和污泥活性都有一定的改善作用。连续运行26 d和29d后,在中频和中低频超声辐射的作用下,超声流化床膜生物反应器比普通流化床膜生物反应器的跨膜压差分别低8 kPa和14 kPa,说明2种频率的在线超声均可显著延缓膜污染。     

曝气生物流化床中苯酚降解真菌的种群结构及分离鉴定研究

曝气生物流化床反应器(ABFT)是一种能高效处理含酚废水的生物膜反应器,处理过程中填料表面附着生长着大量丝状真菌.变性梯度凝胶电泳分析反应器填料表面生物膜种群结构,结果表明,主要丝状真菌种群为克氏地霉.利用苯酚惟一碳源培养基分离出一株具有苯酚降解能力的丝状真菌PHE-1,并进行了形态、18S rDNA序列分析和降解效率...     

膜生物反应器工艺联合曝气系统的可行性研究及工程实践

针对目前膜生物反应器(MBR)工程中曝气系统设计与控制方面存在的问题,提出将膜池与生物池曝气管连通并联合调控的工程改造方案,以实现节能降耗的目标。以某实际MBR工程为对象,分别基于伯努利方程和Fluent软件进行计算、模拟和分析,对工程改造方案的可行性、管路与设备等选型进行了研究。结果表明,提出的改造方案是可行的,工程应采用DN250连通管,采用手动蝶阀作为降压阀、电动蝶阀作为调控阀联合工作,可以满足控制需求。据此进行工程改造,系统试运行正常并可以节约14%的能耗,对类似工程设计和改造具有指导意义。