潜流式湿地系统停留时间分布实验结果分析

鉴于水力停留时间对人工湿地系统处理效果和构建设计的重要性,通过示踪实验测定了潜流式湿地系统的停留时间分布,结合反应器理论,对实验测定的不同进水流量范围的停留时间响应结果,分别以多釜串联模型以及移位正态分布函数进行拟合,并进一步对系统的水力平均停留时间、系统的流动形态以及非理想性进行了分析和讨论,为湿地系统的水力学优化设计和实际运行提供理论基础和技术参数.     

新型竖流气浮反应器工作性能与应用研究

根据紊流气浮理论,开发了一种新型竖流气浮反应器,试验研究了它的工作性能以及实际应用效果.该反应器采用气液混合泵作为溶气设备,分离区内原水与溶气水逆向流动,采用水力方式排渣.试验结果表明,溶气效率随工作压力和吸气量的增大丽增大,但同时大气泡也会随之增多;试验条件下微气泡平均尺寸为50 μm左右,工作压力对释放的微气泡尺寸影响不大;分离区高度影响气泡-絮体共聚悬浮层的厚度和稳定性,进而影响处理效果.应用新型竖流气浮反应器处理实际的乳品废水和机械加工废水,COD去除率分别达到50%和75%以上,SS去除率超过85%.新型竖流气浮反应器作为小型污水处理设备,具有良好的可应用性.     

逆流湍动床生物膜反应器液相混合特性的研究

研究了实验室规模逆流湍动床的水力学特性。以亚硝酸钠作为示踪剂，采用刺激响应技术，通过测定停留时间分布(RTD)，考察了反应器的内部流动状况。考察了不同固含率（0～0.3）、表观气速（1.1～8.8 mm/s）和表观液速（0.66～1.7 mm/s）对RTD的影响。研究表明，表观气速增大、固含率减小和适当提高表观液速都会使反应器返混增强，更接近CSTR。反应器死区百分率低，结构性能良好；死区百分率与表观气速和液速相关性不强，而与固含率负相关。逆流湍动床的RTD可用轴向扩散模型、等体积多釜串联模型和不同体积2釜串联模型来模拟，这些模型的特征参数Pe、N和α分别为1.25～1.79、1.46～1.67和0.74～0.90。     

旋流诱导界面(SII)反应器流动优化与泥/水分离性能研究

提出了一种新型诱导界面反应器(SII),通过优化反应器内的旋流流动,有效降低了活性污泥颗粒与水相的分离因子,改善了污泥床反应器内的泥/水两相接触状况,提升了反应器的污水处理负荷。构建了基于旋流修正的湍流模型和随机轨道模型,结合相应的计算流体力学(CFD)方法,模拟并预测了反应器内流体强烈湍动以及由此引发的颗粒涡流扩散。改进后的SII反应器实现了三维结构的循环流动以及污泥颗粒在装置内的自沉降,促进了颗粒与水相的充分接触。     

臭氧在柱式反应器中的强化传质过程

结合理论分析,提出了影响臭氧在水中传质效率的三大因素:表观气速μobs、初始气泡直径d、液位高H。通过实验设计,以臭氧氧化柱式反应器中气泡的行为为研究对象,以废水COD去除率及臭氧利用率为指标,考察了这三大因素对臭氧传质效率的影响,且探讨了体系中引入搅拌对强化臭氧传质的贡献。结果表明,适当地提高表观气速μobs、初始气泡直径d及液位高H都可强化气液传质、提高废水处理效果,而对于传质控制型反应效果更为显著。在低、中表观气速下,搅拌能促使气泡均匀分散,从而提高气液传质效率;而在高表观气速下,搅拌作用的强化能力是有限的。通过对搅拌作用下反应器内流体热视图分析可知,反应器内中心气泡密度、尺寸均高于近壁面位置。n=100 r·min~(-1)时,反应器内气泡直径小且分布均匀;n=200 r·min~(-1)时,反应器内气泡破碎严重,搅拌杆有气穴生成;n=500 r·min~(-1)时,反应器中心出现明显旋流与气液分层现象。     

汽车尾气催化转化器模型研究进展

本文主要介绍汽车尾气催化转化器模型的研究进展 ,包括反应器内气体流动特性、单通道反应器内的传递现象和反应动力学、通道间的热传递和反应行为的模拟 ;并指出认识反应器内的各种特性和规律对设计汽车尾气催化转化器的必要性和意义     

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.     

污泥厌氧消化反应器CFD数值模拟研究进展

污泥作为典型的不透明非牛顿流体,在厌氧消化反应器内的流场具有复杂性,难以直接进行流场测试分析。结合计算流体力学(CFD)技术,分析污泥厌氧消化反应器内的流场分布情况,探讨污泥在反应器内混合效果和对消化过程的影响,以验证校核反应器优化设计和运行,改善污泥在消化反应器内的流动和混合性能并最终提高反应器性能。在综合文献及前期研究工作的基础上,系统分析并重点关注了CFD数值模拟过程当中多相流模型和湍流模型的选取、污泥流变特性应用、反应器流场评估优化及耦合生化模型等的研究现状及进展,总结了目前污泥厌氧消化反应器CFD数值模拟过程存在的问题。并指出在考量污泥流变学特性的基础上,利用传质模型将反应器流场和生化过程相耦合,构建流场-生化耦合模型,获取基质转化规律,为优化污泥厌氧消化反应器设计运行提供理论依据,是CFD应用于厌氧消化反应器数值模拟的发展方向。     

臭氧气泡大小对分散染料废水氧化处理效果的影响

采用臭氧氧化法处理实际分散染料废水,研究了初始pH、臭氧投加量、反应时间、臭氧气泡大小(气体洗瓶和自制的砂芯鼓泡反应柱分别作反应器)对处理效果的影响,采用动态显微高速摄影仪对反应器内的臭氧气泡进行了表征.结果表明,反应体系的初始pH、臭氧投加量越高,反应速率越快,染料废水的脱色及矿化效果越好；染料废水的臭氧氧化处理过程符合拟二级动力学方程；自制的砂芯鼓泡反应柱改善了臭氧分散效果,缩小了气泡直径,提高了臭氧传质速率和效率,强化了臭氧氧化能力.     

微气泡曝气方式对生物膜反应器运行性能的影响

运行OHR(Original Hydrodynamic Reaction)混合器微气泡曝气生物膜反应器,比较不同曝气方式下,生物膜反应器对污染物的去除性能及能耗情况。结果表明,微气泡曝气生物膜反应器可以实现废水中碳氮同步去除,连续曝气时COD、NH_3-N和TN平均去除率分别为88.5%、53.4%和43.4%,平均去除负荷分别为1.60、0.089和0.092 kg·(m~3·d)~(-1)。生物膜反应器采用微气泡间歇曝气,随着曝气时间的减少,溶解氧(DO)浓度下降,反应器COD和NH_3-N去除性能随之降低;COD和NH_3-N去除效果下降与生物膜好氧生物活性降低相一致。受硝化作用抑制影响,同步硝化反硝化过程对TN的去除性能也有所降低。采用微气泡间歇曝气能够降低曝气能耗。同时,随着曝气时间的减少,单位COD去除所需能耗降低,单位NH_3-N去除所需能耗有所升高,单位TN去除所需能耗基本不变。