曝气条件下应用型氧化沟内混合液流态测试及分析

从氧化沟的水力特性入手,实测并分析了混合液在应用型氧化沟内的流态分布特点。结果表明,在曝气机不同的旋转条件下,混合液液流在氧化沟内的流态分布规律具有较高的相似性,上部液流经曝气机加速作用,流速在短时间内急剧增加,而下部液流速度变化不明显,液流随之在沟体内进行流速均布,在返回第一直道时不同水深和内外侧流速已基本达到一致;混合液液流除了受到曝气机的推动力作用外,还受到沟体沿程阻力及弯道局部阻力的作用,导流板对混合液流态也产生了影响;在1.56m水位、120r/min逆时针转动条件下,第一直道末端下部液层内侧与中侧的流速较低,成为沟底污泥淤积的危险区;当转速为100r/min时,能保证氧化沟底混合液流速不小于0.15m/s;在1.56m水位、80r/min顺时针转动条件下,能保证氧化沟底混合液流速不小于0.15m/s。在实际运行中,只有将曝气设备调节到适合的转速才能有效防止污泥在氧化沟沟底沉积。同时,在保证沟底混合液流速满足要求时,为节省动能损耗,还应选择较低的曝气机转速。     

生物膜氧化沟污水处理性能的研究

生物膜氧化沟是在普通氧化沟内放置合适填料，使之成为活性污泥法与生物膜法相结合的混合污水处理工艺。本研究通过清水试验，选择出了生物膜氧人诉合适填料及其安装方式，并同时比较了生物膜氧化沟和普通氧化沟的传质效果，水流阻力、水力混合特性。通过污水试验，确定了生物膜氧化沟的填料最佳填充率。并比较了生物膜氧化沟和普通氧化沟的去除ＣＯＤ、ＳＳ、ＴＮ效率及两者的污泥性能。     

卡鲁塞尔氧化沟反应器两相流PIV图像处理研究及实验分析

在单相数字粒子图像测速度(PIV)技术的基础上,研究了PIV两相流动的测试及图像处理方法.利用数学形态学的原理以及互相关法,对两相粒子图像进行标定、识别、区分和流场分析,编辑了相应的软件.并采用此技术对卡鲁塞尔氧化沟模型直道及弯道段二维液固两相流速进行测量,克服了传统点测量方法无法获取全场流动同步信息的缺陷,较好地反映了不同位置处固液流动分布的基本特性.结果表明,沟内径向流速远小于轴向,流速大小相差约一个数量级;同一断面上轴向流动分布是决定水力特性的主要因素;径向流速和水体动能是决定污泥沉积位置的主要因数,固相总体流速小于液相.     

污水厂Carrousel氧化沟溶解氧和速度分布的研究

对长沙某污水处理厂的Carrousel氧化沟进行现场测试，获得不同截面的溶解氧和速度的数据，探讨了表曝机台数、沟深、沟的长宽比、进出水位置对溶解氧和速度的影响。初步掌握了该Carrousel氧化沟内溶解氧和速度的变化规律，认为通过调节倒伞形表面曝气机，可以在沟内不同区段创造好氧与缺氧的环境，为最终实现同步硝化反硝化的高效运行做准备。     

日本的氧化沟技术

本文结合笔者在日本的技术考察，介绍了日本采用氧化沟技术的现状，设计标准，以及引进氧化沟成套设备等情况，最后结合我国国情提出了希望。     

一体化氧化沟处理污水的试验

本文设计开发了一种新型的一体化沟系统，对其进行了清水模拟试验和污水处理试验。清水试验结果表明，这种一体化氧化沟内沉淀池具有良好的固液分离特性，当水力停留时间大于１２小时，沟内ＳＳ在２－５ｇ／ｌ时，出水ＳＳ均小于５０ｍｇ／ｌ，出水ＳＳ相对于沟内ＳＳ的去除率大于９８％。污水试验结果表明，系统有较强的去除有机物的能力，当水力停留时间为２１小时时，ＣＯＤ去除率可达８０％以上，ＢＯＤ５去除率在９０％以上。出     

Carrousel氧化沟的三维流场模拟与分析

利用CFD的Fluent软件，采用标准的三维K—ε紊流模型，对桂林市七里店污水处理厂1#氧化沟的流场进行了数值模拟，对导流墙和推进器附近的流速进行了计算分析。结果表明，氧化沟下层流速较低，局部区域流速低于0．2m／s。为了防止污泥沉降，应进一步降低推进器位置。能量损失分析表明，卡罗塞氧化沟能量损失主要来源于沿程摩擦损失和局部损失。可通过增加墙体光滑度、降低入口高度以及增加导流墙的曲率半径等措施减少能量损失，改善现有氧化沟的水力特征。     

Carrousel氧化沟系统出水COD预报的神经网络模型

以河南漯河市污水净化中心的氧化沟系统为考察对象,针对该系统进水水质复杂,控制滞后的难点,引入人工神经网络的理论和方法,对其进行模拟分析,建立了基于BP网络的氧化沟系统出水COD预报模型。模型性能检验和灵敏度检验表明,建成的模型准确度高,适应性强,可直接用于该系统出水COD预报。这为氧化沟工艺在线控制提供了一条简便的途径。     

Carrousel氧化沟的流动特性研究

采用颗粒动态分析仪（PDA）对倒伞形表面曝气机曝气的Carrousel小试氧化沟进行测试，得出了氧化沟内较系统的流动特性参数。比较了固液两相在氧化沟内流动的差别，发现固液两相流动速度差别较小，由于惯性的影响，固相的沉降速度略大于液相。考察了表曝机的转速、表曝机相对于液面的位置、氧化沟的深度等因素对氧化沟内流动的影响，随着表曝机转速的增大和表曝机浸入液面深度的增加，流动速度和沉降速度均会增大，而氧化沟深度增加时，距离液面同一深度处的速度则会减小。实验结果与污水处理厂的实际情形进行比较发现，二者变化趋势一致，说明本实验结果可用于指导工程实际，为氧化沟的优化设计提供依据。     

三槽式氧化沟的特点和工艺控制

三经是一种自动化程度较高的新型氧化沟,具有管理方便、投资者、运行费用低等优点,由于采用特殊的三沟运行,在操作上有其特别的要求,只有将三槽式氧化沟先进的设备、控制系统与正确的运行管理方法结合起来,才能有效发挥装置的功能。     

Carrousel氧化沟的流动特性研究

采用颗粒动态分析仪(PDA)对倒伞形表面曝气机曝气的Carrousel小试氧化沟进行测试,得出了氧化沟内较系统的流动特性参数.比较了固液两相在氧化沟内流动的差别,发现固液两相流动速度差别较小,由于惯性的影响,固相的沉降速度略大于液相.考察了表曝机的转速、表曝机相对于液面的位置、氧化沟的深度等因素对氧化沟内流动的影响,随着表曝机转速的增大和表曝机浸入液面深度的增加,流动速度和沉降速度均会增大,而氧化沟深度增加时,距离液面同一深度处的速度则会减小.实验结果与污水处理厂的实际情形进行比较发现,二者变化趋势一致,说明本实验结果可用于指导工程实际,为氧化沟的优化设计提供依据.     

C/N对Carrousel 2000氧化沟同步脱氮除磷的影响研究

就C/N对Carrousel 2000氧化沟同步脱氮除磷的影响进行了研究。结果表明,进水C/N值在5～13之间时,进水C/N不影响氧化沟系统对NH₃-N的去除效果。出水NH₃-N浓度＜1 mg/L,平均去除率达到97.40%。当C/N低于11时,TN、TP的去除率随C/N的升高而快速大幅提高,分别从5时的26.47%和14.99%升至11时的93.48%和97.03%。当C/N＞11时,氧化沟TN去除率达到93.48%,TP去除率接近100%,氧化沟具有了良好的同步脱氮除磷的效果,出水水质满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002一级A标准)要求。TP去除率与TN去除率相关系数R₂＝0.985。     

A2O氧化沟缺氧区三维流场模拟及结构形式优化

以FLUENT软件为工具,选用三维RNG k-ε紊流数学模型对重庆井口污水厂A2O氧化沟缺氧区内的流场进行模拟,分析了缺氧区内流场分布不均匀及沉泥的原因,提出了水下推进器的合理设置位置与导流墙的合理设置方式,并对优化后的缺氧区进行了模拟计算。通过优化后模拟的结果可见,在相同的功率密度下,缺氧区内的流场得到了较均匀的分布,流速从原来的0.131 m/s提升到0.204 m/s,减少了能量的损失。底部的流速也从原来的0.140 m/s提升到0.226 m/s,有效的防止或减少了沟中的污泥沉积。优化的结果对实际工程的设计也有一定的指导意义。     

A2O氧化沟缺氧区三维流场模拟及结构形式优化

以FLUENT软件为工具,选用三维RNG k-ε紊流数学模型对重庆井口污水厂A²O氧化沟缺氧区内的流场进行模拟,分析了缺氧区内流场分布不均匀及沉泥的原因,提出了水下推进器的合理设置位置与导流墙的合理设置方式,并对优化后的缺氧区进行了模拟计算。通过优化后模拟的结果可见,在相同的功率密度下,缺氧区内的流场得到了较均匀的分布,流速从原来的0.131 m/s提升到0.204 m/s,减少了能量的损失。底部的流速也从原来的0.140 m/s提升到0.226 m/s,有效的防止或减少了沟中的污泥沉积。优化的结果对实际工程的设计也有一定的指导意义。     

双室电除尘器流量分配数值计算

采用计算流体动力学(CFD)方法对大型电除尘器双室流量分配和除尘器进口管道内气流流动进行了数值计算。根据数值计算结果确定管道导流板和隔流板的布置方案:隔流板长度150 mm,与水平方向夹角27°;导流板长150 mm,与管壁等间隔平行布置3块导流板。利用数值计算指导模型实验设计,并验证数值计算结果。结果显示,数值计算、模型实验、现场实验所得电除尘器两室流量偏差分别为±1.8%、±1.7%和±2.1%,三者吻合较好,均满足《电除尘器气流分布模拟试验》性能考核要求。     

Orbal氧化沟工艺污水厂中关键酶活性对污水处理效率的影响

针对实际污水处理厂提标改造过程中运行参数变化对运行效果产生影响机制不明确的问题,选取以Orbal氧化沟为核心工艺的某实际污水处理厂,设置2种运行模式,采用PCR-DGGE分析、实时荧光定量PCR分析、酶活性分析等方法研究了不同运行模式下活性污泥中微生物种群结构、功能微生物含量、关键酶活性的特征;分析了微生物种群、关键酶活性与污染物去除率之间的关系;探讨了Orbal氧化沟工艺中运行参数变化对运行效果产生影响的机制。结果表明：适当减少Orbal氧化沟外侧沟道内转刷的开启数量,其沟道内溶解氧分布将发生明显变化;沿水流方向,厌氧或缺氧段将明显延长;长期运行结果显示,进水水质稳定时,减少转刷开启数量没有对生物处理工段内微生物种群结构产生影响。同时,外侧沟道内硝酸还原酶(nitrate reductase, NR)活性(以羟胺计)在夏季和冬季却均有显著增加,分别由模式Ⅰ的1.58 mg·(g·h)⁻¹和0.80 mg·(g·h)⁻¹增加到了模式Ⅱ的2.27 mg·(g·h)⁻¹和1.07 mg·(g·h)⁻¹;相关分析表明,HAO和NR活性与氨氮和总氮去除率呈显著相关,斯皮尔曼相关系数r分别为0.99(P=0.01)和0.88(P=0.12)。在实际污水处理厂中,关键酶活性是运行参数改变对运行效率产生影响的根本原因。     

深圳某水质净化厂A/A/O微曝氧化沟深度脱氮除磷工艺效果分析

为探究A/A/O微曝氧化沟深度脱氮除磷工艺的性能,根据深圳市某水质净化厂长期监测数据,分析了进水污染物浓度、生物池沿程脱氮除磷性能和微生物相。结果表明：进水可生化性一般,生物脱氮可行,但生物除磷效果有限,需借助化学除磷增强除磷效果,投药浓度与进水BOD₅/TP值变化趋势呈负相关;生物池好氧段微生物的氨氧化速率和亚硝酸盐氧化速率能满足硝化反应的正常进行;但缺氧段反硝化速率较低,是生物脱氮的限制因素,可通过降低内回流DO和增加缺氧段碱度来增强微生物的反硝化速率;生物池中有大量的累枝虫、钟虫、盾纤虫和轮虫,且成熟期菌胶团数量较多,结构紧密;深度处理对TP和SS的去除率分别为60.3%和33.71%。物料平衡分析结果显示,被同化的氮含量和反硝化的氮含量各占43%和57%,通过微生物合成和吸附被去除的磷含量和与除磷药剂形成化学沉淀的磷含量各占49.06%和50.94%。本研究结果为水质净化厂深度脱氮除磷提供了思路,可为提高出水水质标准提供参考。