气泡尺寸对曝气池内气液两相流数值模拟的影响

为探索在曝气池气液两相流数值模拟中气泡尺寸对两相流流动特性的影响,采用大涡模拟和欧拉－拉格朗日方法建立了曝气池两相流数学模型.基于模型实验得到的工程上常用的微孔曝气盘的气泡尺寸分布,在数值模拟中设定了3种气泡尺寸分布方案,比较了不同的气泡尺寸设定方案对计算曝气池内水流流速和气含率等参数的影响.结果表明,气泡尺寸对水流流场具有较大的影响,而对气含率分布的影响在大部分区域不明显,只在气含率峰值附近影响较显著;使用多组气泡尺寸的设定方案可以提高计算结果的准确性,采用单组气泡尺寸时应尽量使其接近平均气泡直径.     

序批式反应器内多尺度三相流动的数值模拟

提出1个混合模型来数值模拟序批式反应器内气-液-固三相的多尺度流动.该混合模型采用Level Set方法模拟曝气气泡的运动,应用离散颗粒方法处理活性污泥固体的运动,运用体积平均的Navier-Stokes方程描述液相的流动.模型考虑了颗粒-气泡、颗粒-流体以及气泡-流体之间的相互作用.通过模拟反应器内曝气气泡生成、上升以及污泥沉淀的动态过程,检验了模型的可行性.流动结构的模拟结果显示,在反应器中污泥与污水均有明显的环流特征.气泡与颗粒相互作用引起的气泡破碎行为会导致反应器内大量小气泡的生成以及污泥颗粒的弥散.反应器内这些流体动力学特征使得污泥与污水达到充分混合,有利于生物降解处理.     

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。     

废旧塑料浮选分离中气泡黏附行为的影响

塑料浮选作为一种基于表面活性剂的废旧塑料分选技术,是解决废旧塑料环境污染的有效方法. 为深入考察塑料浮选过程中气泡的黏附行为及影响因素,运用高速摄影技术结合气泡黏附时间模型,对比分析纯水中气泡与亲/疏水材料的黏附效果,重点比较不同溶液〔纯水、鼠李糖脂和SDS(十二烷基硫酸钠)溶液〕中气泡与疏水材料的黏附时间变化,并探讨其影响机制. 结果表明:气泡在纯水中只与疏水材料发生黏附,表面活性剂及其浓度对气泡与疏水材料的黏附时间影响显著. 在c(鼠李糖脂)和c(SDS)(二者均为0.03 mmol/L)均较低的溶液中,气泡与疏水材料的黏附时间由纯水中的158 ms分别降至120和140 ms,而二者较高(10.00 mmol/L)时黏附时间分别增至1 134和338 ms. 基于黏附时间模型分析表明,黏附时间是气泡尺寸、接触角、溶液黏度及表面张力等参数的函数,通过控制这些参数可以调控气泡在目标塑料表面的黏附时间,实现浮选效率的优化.      

微孔塔式曝气用于石化废水处理的研究

利用微孔气体分布器对石化工业废水进行活性污泥曝气 ,并和传统曝气池进行了对比。考察了温度、气速、初始CODCr浓度和反应器结构 (鼓泡塔和环流塔 )对这种废水生物降解过程的影响。结果表明 ,微孔塔式曝气与传统的曝气池相比 ,具有降解时间短 ,占地面积小 ,有利于保持曝气过程的适宜温度等优点     

塔式曝气池内非牛顿活性污泥气液两相数值模拟

基于欧拉-欧拉架构下,采用欧拉双流体模型耦合PBM(群体平衡模型)对活性污泥这一非牛顿流体下的实验室尺度塔式曝气池气液两相进行数值模拟,探讨不同污泥浓度下,塔式曝气池内气液两相流速度场、气含率、动力黏度等流体动力学行为,发现低速下塔式曝气池内时均气相体积分数分布呈倒梯形柱状,时均流场及速度场均对称分布.随着污泥浓度增大,曝气池中下部气相体积分数高值区面积收窄,液相垂向速度峰值不断增高.低浓度污泥时,x方向液相速度呈现与牛顿流体相似的周期性摆动;污泥浓度越大,曝气池时均气含率越小,以水为介质时会高估曝气池内气含率;污泥浓度为10.2g/L时,动力黏度峰值最大,且曝气池中央黏度低值区呈"V"字形分布.     

“人造树叶”——利用太阳能的好帮手

"人造树叶"是种人工的合成树叶,主要由玻璃晶片制成,是人造树木的部分.在这种树叶中,排列着微小的水流管道,可使水流到达树叶进行蒸发.整个装置的驱动力来自中枢茎杆,茎杆中有与电路相连的金属片,起到电容器的作用.水流经过树叶时,会与空气中的气泡定期相遇.由于水和空气的电学性能不同,因此,水流和气泡的每次"邂逅"都会产生些许电流.因此,"人造树叶"可将光能转化成电能,实现真正零排放.     

饱和多孔介质中水流停滞对胶体吸附与解吸的影响

地下水水流停滞区域是胶体污染物吸附的重要场所.为研究水流停滞时间对胶体在饱和多孔介质中再迁移的影响,在石英砂柱与胶体达到稳定吸附后中断水流,分别设置水流停滞时间0、15、32、64、87、120 h,比较胶体的再迁移能力.结果表明:①水流停滞时间在32 h以内时,通入去离子水可使5.2%~5.3%的胶体被解吸出来再次随水流迁移,解吸量介于0.54~0.56 mg之间,对胶体再迁移能力的影响不明显;水流停滞时间为32~120 h时,水流停滞时间增加会导致胶体再迁移能力降低;水流停滞时间达到120 h,胶体主要楔在石英砂颗粒间,难以被解吸出来,此时仅有1.8%的胶体再次随水流迁移.②水流停滞时,以自上而下的流通方式吸附在土柱中的胶体受重力作用可能跨过能垒吸附在初级势阱中,使再迁移能力降低;然而在自下而上的流通方式下吸附在土柱中的胶体受重力影响难以跨过能垒吸附在初级势阱中,胶体再迁移能力较强.③当以≤ 30.2 m/d的流速通入背景液时,流速对胶体解吸的影响不如通入去离子水时显著.研究显示,水流停滞时间对吸附在饱和含水介质上胶体的再迁移能力有明显影响,重力作用在不同的流通方式下不同.      

基于气泡碰撞的筛板曝气试验研究

应用CFD对曝气过程的气泡分布进行模拟分析,并通过现场试验进行验证。模拟结果表明:增加筛板后的气泡粒径减小、比表面积有所增加,气泡粒径分布随时间较均匀,绝大多数分布在0.05 m以下,气泡净增数量和比表面积的降幅均减小。现场试验结果表明:氧化池增加筛板后经过15 h即可达到60%的氧化率,比无筛板时节约21 h工作时间。在1.6 m高度处设置36%开孔率的筛板,对提高氧化效率有明显作用。     

关于污水处理厂中的活性污泥上浮问题

前言最近,在活性污泥处理系统中一个突出的问题就是曝气池产生大量泡沫和二次沉淀池出现污泥上浮。所产生的这种泡沫和上浮污泥呈褐色,粘性很强,并含有大量非常稳定的气泡。因而,喷水器等消泡设备几乎失效,致使泡沫在二次沉淀池表面扩散、积蓄形成浮渣。浮渣不仅影响感观,而且腐败后还会产生恶臭。尤其是当浮渣随二次沉淀池出水流失时,则处理后的污水就难以达到排放标准,结果接受水体的有机负荷显著增加。     

一种新型复合式生物流化反应器混合特性的研究

对新型蜂窝状断面复合生物流化反应器进行了液体循环速率和水力停留时间分布曲线的测定，实验表明新型反应器具有抗冲击负荷强，接近CSTR反应器的特点，反应器随气量增大、载体投加量减少和进水量减少而更近似于CSTR反应器，通过理论分析，证明了影响液体循环速率的参数主要有气体流量(气含率)、反应器沿程和局部阻力系数以及Ad/Ar，并且得出液体循环速率与反应器高度的0．5次方成正比。     

一种新型河道复氧技术介绍——强曝气池

简要介绍了几种常见河道复氧技术,并以南淝河为例,详细阐述了强曝气池作为一种新型复氧技术的设计要点及运行效果。认为强曝气池复氧效果好,节省投资,运行管理方便,是一种值得推广的技术。     

造纸废水曝气池中钙的去除及迁移转化规律研究

针对造纸废水好氧处理中钙离子（Ca²⁺）浓度过高影响生化过程和后续膜处理的问题,在实验室模拟废水曝气,研究Ca²⁺存在对COD去除效果的影响;对厌氧出水进行曝气实验,探究曝气量对钙去除效果的影响;分析表征造纸废水液相中Ca²⁺浓度和固相污泥中钙的形态,探究造纸废水曝气池中钙的迁移转化规律.结果发现：Ca²⁺的存在会影响活性污泥的活性,进而导致曝气过程中COD的去除率从71.76%降至36.94%;厌氧出水曝气初始阶段内曝气量越大,Ca²⁺的去除率越高;Ca²⁺浓度从厌氧出水到二沉池出水过程中逐渐下降,从游离态转变为CaCO₃的结合态而除去.     

生物法净化含NO_x尾气的研究

以化纤厂废水处理曝气池的活性污泥为接种污泥 ,采用生物法处理硝酸碱吸收后的含NOx 尾气。初步研究表明 :静态、动态培养驯化挂膜后 ,可见到短杆菌属的脱氮菌 ,在进气浓度、循环液pH值、液气比等一定的条件下 ,可获得较高的脱氮效率。生物法是净化含NOx 废气的可行途径     

曝气条件对等温层曝气器充氧性能的影响

分析了等温层曝气器曝气室内气泡—水接触界面的氧传质过程,确定了表征氧传质效果的各项参数,在双膜理论基础上建立了等温层曝气充氧动力学模型及其解析方法.应用本模型预测了美国Prince湖等温层曝气器的充氧效果.根据等温层曝气充氧动力学模型的预测结果,随曝气量的增加和气泡直径的减小,氧总传质系数和氧传质速率均增大;随曝气量和气泡直径的增大,曝气效率下降.在等温层曝气器结构固定的情况下,减小气泡直径和增加水深均有利于改善曝气室的充氧效果,尤其是当气泡直径达到μm级别时;当曝气量超过一定临界值0.06m3/s时,曝气室的充氧效果略有削弱.根据曝气量对氧传质速率、曝气效率和单位时间内曝气室的充氧量的影响特性曲线,可确定等温层曝气器的优化运行条件.     

人工快渗的强化预处理研究

通过室内实验并结合实际工程研究了一种新型组合式人工快渗系统处理氨氮负荷较高的污水。结果表明,简易曝气装置有效降低了人工快渗池的污染物负荷,保障了整个系统的出水水质。实际工程中,经过简易曝气池的预处理,人工快渗池的水力负荷可达2.5 m/d,降低了人工快渗系统的占地面积,出水COD、氨氮、总氮等指标达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB/T18918-2002)一级A排放标准。     

微气泡曝气对生物膜反应器启动运行性能影响

比较了微气泡曝气(MB)与传统气泡曝气(CB)流化床生物膜反应器启动运行性能,以及生物膜形成过程与组成特性.结果表明,启动运行中,MB反应器的COD、NH4+-N和TN平均去除率分别达到90.3%、92.7%和43.4%,而CB反应器的COD、NH4+-N和TN平均去除率分别为79.4%、86.3%和29.3%,MB反应器污染物去除性能优于CB反应器.同时,MB反应器的氧利用率高达94.3%,显著高于CB反应器.MB反应器中生物膜形成速率和稳定生物膜生物量均高于CB反应器,并且所形成的生物膜VSS/SS比值较高而EPS含量较低.因此,微气泡曝气能够加速生物膜形成并获得更高的活性生物量,从而提高生物膜反应器的启动运行性能.     

印染废水处理提标小试研究

利用"水解酸化+强化好氧+深度处理"的工艺技术方案开展印染废水小试研究。在工艺前端采用混流式和升流式两级水解酸化池,后续在曝气池投加活性焦载体,提高污泥浓度,强化好氧池处理能力,最后对生化出水加药混凝,并用生物活性焦滤池进行深度处理。结果表明,该处理工艺适宜处理印染废水,处理效果达到处理提标要求。