氧化沟半宽导流墙偏心距对水力特性的影响

针对氧化沟弯道水流流态复杂的特点,基于计算流体力学软件(Fluent)对氧化沟弯道设置半宽导流墙前后沟内的水力特性进行了模拟,考察了弯道半宽导流墙的偏心距对氧化沟水力特性的影响,通过灰色关联分析法对不同工况下的模拟结果进行了对比研究,结果发现导流墙偏心距在0²25 mm即约等于氧化沟半宽的1/8时,沟内的水力特性优于无导流墙的情况;偏心距离为225 mm时,过高和过低流速面积均最小,在0.3225 mm即约等于氧化沟半宽的1/8时,沟内的水力特性优于无导流墙的情况;偏心距离为225 mm时,过高和过低流速面积均最小,在0.3⁰.5 m/s内的速度占总体面积的45%,氧化沟内水力特性最佳;导流墙偏心距过大,对氧化沟内水力特性的改善不能起到促进作用,反而会形成较大的低流速区;氧化沟内设置同心半宽弯道导流墙后,同等条件下叶轮消耗的功率将会增加。     

氧化沟中导流板的调整以增加曝气效率减少池底沉泥厚度的实践

三槽式氧化沟转刷下游导流板的设置位置和安装的倾角角度直接影响着三槽氧化沟的运行效果.设置导流板的目的是为了均匀分布氧化沟上下流速,增大沟底水流速度以减少池底积泥;促进沟内水流的上下混合强度以提高DO的转移效率.唐山东郊污水处理厂投产初期,导流板安装较乱.我们通过与唐山北郊污水处理厂的比较和分析,调整了导流板的位置,对调整前后的检测数据分析,提出了合理安装转刷下游导流板可有效的改善氧化沟流速分布、消除沟底积泥、提高转刷充氧效果,并对导流板定位尺寸提出建议,以供参考.     

新型波纹板导流墙氧化沟水力特性的数值模拟

提出新型波纹板导流墙氧化沟结构,并基于N-S方程和k-ε紊流模型,采用有限体积法,对新型波纹板导流墙氧化沟的水流流态和水流速度分布进行数值模拟。同时与无延长导流墙和平板导流墙的数值模拟进行比较,研究结果表明:新型波纹板导流墙对降低氧化沟隔墙背后的水流低速区范围和改善污泥沉积有促进作用。     

人工湿地组合工艺对水体中浮游动物群落结构的影响

研究了在不同水力负荷条件下［0.6 m³·(m²·d)^-1,0.8 m³·(m²·d)^-1,1.0 m³·(m²·d)^-1］,人工湿地组合工艺系统对浮游动物群落结构的影响和在相同的水力负荷下,人工湿地组合工艺系统对浮游动物群落结构影响的季节性变化.结果表明,在水力冲击负荷为0.8 m³·(m²·d)^-1时对浮游动物群落结构的影响相对较大;春、夏、秋季的作用强于冬季,而秋季对浮游动物群落结构的影响最大;对大型浮游动物的影响大（去除率≥70％）,对小型浮游动物的影响相对小一些,湿地出水中出现了一些进水中没有的种类;稳定塘的存在对浮游动物的群落结构变化起到了缓解作用,组合工艺（下行流湿地→兼性塘）的作用效果较弱;下行流→上行流湿地→推流床湿地和下行流湿地→推流床湿地的作用效果较强,对浮游动物的影响较大.     

改进型气升式硝化反应器剪切特性的研究

研究了气升式硝化反应器的剪切特性及其影响因素.结果表明,该反应器的剪切率呈现一定的空间分布.当进气流量为430～2 700 L·h^-1时,反应器总体剪切率为(0.702～3.13)×10⁵s^-1,升流区剪切率为(1.07～31.3)×10⁵s^-1,气液分离区剪切率为(1.12～25.0)×10⁵s^-1,最大剪切率出现在升流区.操作条件和反应器结构对该反应器的剪切率均有重大影响.当进气流量控制在1 300～2 700 L·h^-1时,升流区和气液分离区的剪切率先降低后升高.剪切率与导流筒直径呈负相关,导流筒直径从4.0cm增大到5.5cm,升流区、气液分离区及总体剪切率分别降低85.5%、82.3%、80.6%.而与混合元件数成正相关,当导流筒直径为4.0cm时,较之普通反应器,改进型反应器升流区剪切率增大6.14(N=10)和7.97(N=39)倍,气液分离区剪切率增大7.18(N=10)和9.14(N=39)倍,总体剪切率增大6.35(N=10)和8.44(N=39)倍.该反应器的局部最大剪切率与总体剪切率之比(β)为3.68～7.66,采用较大的导流筒尺寸和适宜的静态混合元件数可促进剪切率的均匀分布.     

移动床生物膜反应器载体亲水改性的试验研究

采用聚合物共混法研究载体亲水性改善的可行性,在此基础上研究电晕处理对亲水性能强化的效果和持续性.结果表明,共混方式能够改善载体亲水性能,接触角从108°降至88°,载体表面已经呈亲水性;电晕处理能够强化亲水性能,接触角可进一步降低至72°,但强化效果持续时间短.从检测指标和检测方法2方面建立载体生物学性能评价体系,研究亲水性能改善对载体生物学性能的影响.对比电晕处理前后载体,经20 d生物学性能试验检测表明,亲水性能经电晕处理强化的载体启动快,启动第2 d COD和NH⁺₄-N去除率就分别高达80%和97%,同期未电晕处理载体仅为61%和63%;后期两者处理效果基本持平,说明电晕改性初期效果明显,而持续时间有限;也表明所建立的生物学性能评价体系快速可靠.     

蜂窝陶瓷催化臭氧化降解水中微量硝基苯的动力学研究

实验表明单独臭氧氧化和臭氧/蜂窝陶瓷氧化在温度20℃、初始pH值6.87条件下对硝基苯的降解均遵循一级反应动力学模型,该条件下单独臭氧氧化和臭氧/蜂窝陶瓷氧化工艺对硝基苯的降解主要来源于高活性羟基自由基的氧化作用,同时证明了不同体系温度（10～40℃）和溶液初始pH值（3.00～10.96）下硝基苯的降解同样符合一级反应动力学.2种工艺对硝基苯的降解反应速率都随着温度的升高而增加,单独臭氧氧化的反应速率常数由0.37×10^-3 s^-1升高到1.49×10^-3 s^-1,臭氧/蜂窝陶瓷氧化的反应速率常数由0.56×10^-3 s^-1升高到2.46×10^-3 s^-1,温度越高反应速率提高的幅度却越小.随着pH的升高,单独臭氧氧化对硝基苯降解的反应速率常数从0.15×10^-3 s^-1增加到2.69×10^-3 s^-1,在pH值3.00～9.23范围内,臭氧/蜂窝陶瓷氧化工艺反应速率常数从0.17×10^-3 s^-1增加到1.90×10^-3 s^-1,在pH为10.96时反应速率常数下降到1.64×10^-3 s^-1.     

氧化沟弯道水流特性研究

通过建立一定水深下的氧化沟弯道水流平面二维数学模型,对弯道的流速分布进行模拟研究,对比分析了设置导流墙前后的水流流速变化情况,探讨了氧化沟设置偏置导流墙的机理。     

减少氧化沟弯道沉泥的模拟与研究

针对氧化沟弯道水流流态复杂的特点,分析了弯道横向环流和水流流速在弯道重新分布对污泥沉积的影响,对设置偏置导流墙前后的水流流速分布情况进行模拟比较,探讨了偏置导流墙对减少污泥沉积的机理。     

湖南典型农田土壤有机碳含量及其演变趋势

以湖南省沅江市(28°42′～29°11′N、112°16′～112°56′E)为代表,通过典型样区密集取样分析和同一区域的历史资料比较,研究了洞庭湖区农业用地土壤有机碳的演变趋势,发现稻田土壤有机碳在最近25a中稳步增加,而改为旱地的土壤有机碳含量减少.2004年典型样区土壤有机碳均值为(26.66±4.93)g·kg^-1,主要分布区间为20～35g·kg^-1,比1979提高22.64%;其中耕作制度为双季稻的土壤有机碳含量,由1979年的20.29g·kg^-1提高到了2004年的28.12g·kg^-1,年均增加量约313.5mg·kg^-1(年递增率为1.15%);耕作制度为一季稻的土壤有机碳含量,由1979年的20.29g·kg^-1提高到了2004年的27.25g·kg^-1,年均增加量约278.3mg·kg^-1(年递增率为1.16%),耕作制度为水旱轮作的土壤有机碳含量,由1979年的20.29g·kg^-1提高到了2004年的23.90g·kg^-1,年均增加量约144.5mg·kg^-1(年递增率为0.78%),而改为旱地的土壤有机碳含量,由1979年的20.29 g·kg^-1降低到了2004年的18.40g·kg^-1,年均减少量约75.48mg·kg^-1(年递减率为0.37%).方差分析表明,稻田土壤有机碳的增加达到了极显著水平,改为旱地的土壤有机碳含量的减少未达到了显著水平.表明洞庭湖区不同利用类型的土地均是重要的固碳场所,农业用地的土壤有机碳库是大气CO₂循环的“汇”,而不是“源”.     

Carrousel氧化沟单个表曝机流态的模型试验和分析比较

对仅安装1个倒伞形表面曝气机(简称表曝机)的Carrousel氧化沟模型进行了水力学测定,通过颗粒动态分析仪(PDA)系统分析流出和流入表曝机一侧的液体流动速度、沉降速度,以及固体含量分布.结果表明,流出表曝机一侧,距表曝机较近的x轴位置流速较大;沉降速度沿y轴有个转折点,位于沟壁与挡板的中间;远离单个表曝机,固体含量逐渐增大.并将单个表曝机的测量结果与氧化沟内安装2个表曝机的流动试验进行比较,发现2个表曝机所产生的流场与单个表曝机产生的流场差别较大,且2个表曝机所产生的流场更稳定.      

Flow characteristic and wastewater treatment performance of a pilot-scale airlift oxidation ditch

A pilot-scale airlift oxidation ditch using bubble diffuser and baffle as aerator was operated in a wastewater treatment plant (WWTP) to investigate its flow characteristic and wastewater treatment performance. Compared with the conventional oxidation ditch process, effective depth and oxygen utilization efficiency of this new process was improved by underwater aeration. Furthermore, it had a reversed velocity distribution, which decreased from the bottom to the top on vertical section. Velocity measurement showed that a velocity over 0.2 m/s at the bottom was sufficient to prevent sludge settlement during long term operation. Application of these concepts would save land area and energy consumption by about 25%–50% and 55%, respectively. In this new system, organic biodegradation and nitrification could be well achieved. Denitrification could occur steadily in the straight part by adjusting the airflow rate. An average TN removal rate of 63% was achieved with dissolved oxygen (DO) concentrations between 0.6 mg/L and 1.5 mg/L. The main pollutants in the effluent could meet the strictest discharge standard (COD<50 mg/L, NH₄ ⁺−N < 5 mg/L, and TN < 15 mg/L) in China now.     

三沟式环形氧化沟应用前景浅探

叙述在我国石化系统污水处理过程中采用的第一套新型的三沟式环形氧化为，即融曝气与沉淀于同一构筑物内的基本布置、运行方式，并通过设计提供的资料及参数进行计算、复核其运行状况和处理效果及存在问题，结合本公司现状探讨其应用前景。     

曝气条件对等温层曝气器水力性能的影响

等温层曝气器内表观水流速度直接影响等温层曝气的充氧效果,针对表观水流速度难以准确计算的普遍问题,系统分析了曝气室内气水两相流运动所受的驱动能量与损失能量,提出了尾涡和顶部能量损失的无量纲表达式,建立了曝气室内水流的一维水动力学模型,以及基于MATLAB真域算法的模型求解方法.采用美国Prince湖等温层曝气器的实际运行数据,对该模型进行了验证,表观水流速度的预测误差在±8％以内,明显低于现有预测误差±20%.当曝气孔直径为2.6mm、曝气量从0.018m3/h增加到0.063m3/h时,曝气室内表观水流速度随曝气量的增加而增加;当曝气量固定,曝气孔直径从2.6mm减小至0.26mm时,表观水流速度随曝气孔直径的减小而增加,而当曝气孔直径进一步减小至0.026mm时,表观水流速度基本不受影响.计算了不同条件下的驱动能量和各项损失能量,揭示了引起表观水流速度变化的内因.建立的水动力学模型可用于指导等温层曝气器的设计和优化.     

卡鲁塞尔氧化沟液-固两相流动混合物模型与两相水力特性模拟

采用CFD数值计算的方法研究了卡鲁塞尔氧化沟工艺的污水-污泥两相水力特性.将污泥沉降模型进行湍流影响修正后与两相湍流混合物模型耦合,建立了氧化沟液固两相湍流混合物模型,实现了垂向上液固两相运动的分离;利用计算流体软件Fluent对工业规模污水厂氯化沟的污水-污泥两相流速进行模拟,结果表明,两相流混合物模型较好地揭示了氧化沟内混合液流场和污泥的分布情况,污泥浓度与流速呈负相关.     

水下推动器对氧化沟流场特性影响的实验研究

采用声学多普勒测速仪(ADV)对水下推动器运行时氧化沟流场进行分析,结果表明:水下推动器单独运行时氧化沟直道流速分布规律与曝气转盘单独运行时不同,靠近叶轮处流速分布沿水深与沟宽都不同,可看作是一个点射流与典型明渠流动混合的流动,具有明显的三维性。通过一段距离的流速掺混,沟内液流可达到一个准二维流动。水下推动器安装在断面中部时的断面平均流速比安装在底部时大18%左右,动力利用率高,较有效地起到推流作用;安装在断面中部时紊动强度分布稳定时的断面离叶轮迎水面的相对距离比安装在断面底部短。     

偏转角影响磁纤维捕集Fe基细颗粒的数值模拟

为了研究磁性纤维对钢铁行业细颗粒物的控制效果,基于计算流体力学-离散相模型（CFD-DPM）对高梯度磁场中含尘气流方向与背景磁场方向夹角（偏转角）分别为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°时磁性单纤维捕集Fe基细颗粒进行数值模拟.分别研究高梯度磁场作用下颗粒粒径、入口风速、磁场强度对颗粒运动轨迹和捕集效率的影响.结果表明：高梯度磁场中偏转角影响磁性纤维捕集区域的位置,当角度为0°时,在纤维正对含尘气流方向区域形成颗粒捕集区,背风侧形成较大空腔;当角度为90°时,在沿气流方向纤维两侧形成面积相等的捕集区域.偏转角对小颗粒捕集效率的影响较小,当角度为0°时,对于0.5μm的颗粒捕集效率为4.1%,当角度为90°时捕集效率为3.9%.随着粒径的增大,捕集效率的增长速率先减小后增大,对于不同粒径的颗粒,当角度为0°时捕集效率最高.当风速在0.02~0.04m/s范围时,随着角度从0°增加到90°,捕集效率先降低,在45°附近达到最小值,然后升高.磁场强度的增加有利于提高捕集效率,但不同角度时的增长速率有所不同.当偏转角为0°和60°时,背景磁场强度为0.1~0.3T范围时增长速率明显大于0.3~0.9T范围内,而当偏转角为30°和90°时,背景磁场强度为0.1~0.5T范围时增长速率高于0.5~0.9T时的增长速率.     

ORBAL氧化沟处理合成制药废水

近１０年来，用氧化沟处理污水的生化工艺逐渐在国内推广运用，对于用氧化沟处理较大水量的合成制药废水，则是一种新的尝试。本文通过氧化沟处理合成制药废水实例，介绍一种高效节能的ＯＲＢＡＬ氧化沟装置。