基于三维数值模拟的供气式低压射流曝气装置性能优化研究

为提高供气式低压射流曝气器中气液混合效果、提高氧传质速率,基于射流曝气器内部结构解析,提出了混合室增设分散孔板、双管进气等优化改进方案。应用FLUENT软件对射流曝气器改进前后混合室气液两相混合效果进行三维数值模拟研究,模拟结果表明,增设分散孔板可显著增加混合室湍流强度、提高气液两相混合效果,孔板设置于进气孔前更利于氧传质效率的提升;增设射流曝气器对称进气口可使气液两相在混合室内分布更加均匀,增大气液两相接触面积,促进气液两相混合。根据模拟结果加工改进型供气式射流曝气器,并进行清水充氧实验,在不同实验参数下,改进射流曝气器的标准氧传质系数、标准氧传质速率、标准氧传质效率和标准曝气效率与改进前相比分别提高19.81～20.30%、30.84%～41.87%、9.84%～25.97%、3.78%～20.56%。     

两种曝气设备的清水曝气充氧实验研究

根据清水充氧实验计算,比较了微孔雾化软管曝气和射流曝气的充氧动力效率和氧利用率.以及后续实验的结果,最终得出微孔曝气软管曝气是高效节能的河流整治方法.     

微孔曝气器脉冲式充氧效果

针对生化池连续曝气过程中氧转移率低的问题,结合污水处理中的实际情况,提出了盘式微孔曝气器脉冲式充氧方法来提高氧的转移率。通过4组不同类型的盘式微孔曝气器分别在脉冲式和连续曝气下的实验对比发现,脉冲式曝气产生的是气泡簇,对生成的气泡进行图像统计分析,得出同一区域范围内脉冲式曝气生成的气泡数量多、平均直径小。实验数据分析显示,脉冲式曝气达到氧饱和所需的时间较连续曝气方式增加了10%左右,但氧的利用率增加了50%以上,且动力效率提高了28%以上。脉冲式曝气方式大幅度提高了氧的利用率,节约能耗的同时具有更好的充氧效果,为活性污泥好氧生化处理系统工艺提供了新的研究思路。     

供气式低压射流曝气器结构优化数值模拟研究

以供气式低压射流曝气器为研究对象,运用流体力学分析(CFD)软件对其建立三维模型,用Fluent软件模拟分析其结构参数(一级喷嘴直径、二级喷嘴直径、混合室长径比)对混合室内湍流混合效果的影响。正交试验结果表明,对两相湍流混合效果的影响因素为:一级喷嘴直径混合室长径比二级喷嘴直径,最佳湍流混合效果的结构参数是一级喷嘴直径14mm、二级喷嘴直径46mm、混合室长径比4,结构优化后,混合室内气液两相的分布更均匀,混合效果更优。     

射流曝气器研究进展

射流曝气技术的应用与完善 ,有赖于射流曝气器的研制与发展。本文综述了射流曝气器的研究进展 ,并根据供气方式、工作压力、结构类型、安装方式、安装高度进行了分类 ,其中着重详述了对研发射流器比较重要的结构类型 ,最后指出射流曝气器的研究趋势     

射流曝气器研究进展

射流曝气技术的应用与完善，有赖于射流曝气器的研制与发展，本文综述了射流曝气器的研究进展，并根据供气方式，工作压力，结构类型，安装方式，安装高度进行了分类，其中着重详述了对研发射流器比较重要的结构类型，最后指出射流曝气的研究趋势。     

四喷嘴射流曝气器性能的三维数值模拟与实验研究

应用FLUENT对四喷嘴射流曝气器在不同工况下的引射空气性能进行三维数值模拟,分析了射流器内的场分布特性与气液两相流动结构;同时建立射流器性能实验台,对四喷嘴射流曝气器的性能进行实验研究。研究表明,四喷嘴射流器性能较高,能量损失较少,两相流动结构稳定;相对于单喷嘴射流器,四喷嘴射流器的流量比和效率随压力比的变化显著;四喷嘴射流曝气器在工况4下工作性能最好,其流量比q为3.20,效率η为36%,而相似工况下单喷嘴结构流量比q仅为1左右,效率η不超过20%;数值模拟结果与实验结果吻合较好。     

电化学预处理提高剩余污泥好氧消化性能研究

采用电化学方法对好氧消化处理前的剩余污泥(以下简称污泥)进行预处理,考察了不同预处理条件对污泥有机物(以MLVSS来表征)的去除效果,探讨了电化学预处理对污泥好氧消化效率的影响。结果表明,以网状钛涂钌电极板为电极,在pH为11.00,极板间距为2.0cm,工作电压为15V,气体搅拌作用下电解30min后,污泥(初始质量浓度为20.04g/L)的MLVSS去除率达9.7%。污泥经过电化学预处理后,在自然温度(10～15℃)下进行好氧消化处理,14d后MLVSS去除率达40.1%,而同期未经预处理的污泥MLVSS去除率为33.2%,并于20d后达40.2%。经电化学预处理后污泥的好氧消化效率显著提高,大大缩短了污泥好氧消化的时间。     

污水厂生物处理单元工艺状态下曝气性能测定与评价

以上海竹园第二污水处理厂2号生物好氧处理单元为研究对象,采用工艺状态曝气充氧性能测定仪对曝气器性能进行现场测定,通过核算氧利用率、曝气均匀性指数、曝气效率综合影响因子等指标,评价该厂曝气器日常运行状态,分析曝气系统在控制上的不足,并针对性地提出优化方案。结果表明,工艺状态下曝气器氧利用率与清水条件下相比下降19.22%~23.78%,曝气均匀性指数在0.80~1.34的范围内,曝气效率综合影响因子偏低,充分表明2号生物好氧处理单元部分曝气器存在污染或老化的问题。该厂的曝气系统具有较大的优化潜力,性能评价结果可以为曝气器科学管理维护及水厂的运行优化提供指导。     

孔径对微孔曝气充氧性能的影响

孔径是微孔曝气产品最重要的参数之一,研究孔径对微孔曝气氧传质的影响对于提高微孔曝气器充氧性能有重要意义。本研究在1.5 m水深条件下对不同大小孔径的钟罩型塑料微孔曝气器充氧性能进行评价。结果发现,在实验条件下,微孔曝气器的阻力损失RL、标准氧总转移系数KLas、标准氧转移速率SOTR,标准氧转移效率SOTE及理论动力效率E随孔径增大而显著减小。     

An experimental study of air entrainment and oxygen transfer at a water jet from a nozzle with air holes.

An adequate supply of dissolved oxygen is important in natural rivers and in some water treatment processes. The dissolved oxygen concentration can be enhanced by entraining air bubbles in a receiving pool. When a water jet impinges a receiving pool at rest, air bubbles may be entrained and carried away below the pool free surface. This process is called plunging water jet entrainment and aeration. This paper describes an experimental study of the air entrainment rate and oxygen transfer efficiency of circular nozzles with and without air holes. In particular, the effect of varying the number, positions, and open/close status of the air holes is investigated. A negative pressure occurred depending on the air holes opened on the circular nozzles. This phenomenon affected the water jet expansion, water jet shape, air entrainment, and bubble penetration depth and, hence, the oxygen transfer efficiency. It was demonstrated that the air entrainment rate and the oxygen transfer efficiency of the circular nozzles with air holes were better than those of the circular nozzles without air holes. Therefore, adding air holes to a simple, circular nozzle could lead to a significantly increased air entrainment rate and oxygen transfer efficiency.     

射流曝气的气液两相流的数值模拟

射流曝气在活性污泥处理方法中起着重要的作用.采用数值模拟的方法研究自吸式单级单喷射流器中的气液两相流动状况,通过对不同长径比和喷嘴面积比的射流曝气器模型的气液两相流的计算,定量分析长径比和喷嘴面积比对射流曝气器流场和空气与工作介质流量比的影响,为进一步设计开发新型高效的射流曝气器提供参考.     

射流曝气的气液两相流的数值模拟

射流曝气在活性污泥处理方法中起着重要的作用。采用数值模拟的方法研究自吸式单级单喷射流器中的气液两相流动状况，通过对不同长径比和喷嘴面积比的射流曝气器模型的气液两相流的计算，定量分析长径比和喷嘴面积比对射流曝气器流场和空气与工作介质流量比的影响，为进一步设计开发新型高效的射流曝气器提供参考。     

微气泡曝气中氧传质特性研究

气泡曝气过程中氧传质对于好氧生物处理过程具有重要意义。采用水力旋转剪切微气泡发生装置,考察了运行条件和水质特性对微气泡曝气中氧传质特性的影响。结果表明,微气泡曝气可获得较高的气含率和气泡停留时间;表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)可以提高微气泡曝气的气含率和气泡停留时间。微气泡曝气中氧的总体积传质系数明显高于传统气泡曝气。总体积传质系数随着空气流量的增加而增加;氧传质效率随着空气流量的增加而减小,且对空气流量的变化更为敏感。在温度15~35℃范围内,微气泡曝气中氧的总体积传质系数随着温度的增加而增加,变化关系与传统气泡曝气基本相同,但对温度的变化更为敏感。微气泡曝气中,表面活性剂SDS会使氧的总体积传质系数略有降低,其不利影响明显小于传统气泡曝气;氧的总体积传质系数随盐度(NaC l浓度)增加而逐渐增加,并在NaC l浓度5 000 mg/L后趋于稳定。     

沿面放电氧化液相亚硫酸铵

为了解决湿式氨法烟气脱硫生成不稳定亚硫酸铵（（NH4）2SO3）副产物的问题,设计了以不锈钢弹簧和溶液分别作为高压和低压电极的沿面放电系统,对液相（NH4）2SO3的氧化进行了研究。空气从反应器上方进入后经放电区域形成活性物质,再由底部的曝气头鼓入溶液并与（NH4）2SO3发生反应。比较了沿面放电处理与传统曝气处理的氧化效率,考察了放电电压、载气气量和初始浓度等因素对（NH4）2SO3氧化的影响。结果表明,沿面放电对（NH4）2SO3有显著的氧化效果;优化条件下的（NH4）2SO3氧化率接近100%;溶液中（NH4）2SO4与（NH4）2SO3的浓度比小于1时有利于（NH4）2SO3的氧化。     

扬水曝气器的水质改善功能及提水、充氧性能研究

扬水曝气器是水源水质改善设备,应用于湖泊水库水源地,抑制藻类生长,控制底泥污染物释放,取得了良好的效果.建立了扬水曝气器上升流速数学模型,用于模拟计算扬水曝气器的提水能力.建立了扬水曝气器曝气室的充氧能力数学模型.在实验室实测了扬水曝气器上升流速及其对水体的充氧过程,实测值与模拟计算值吻合较好,验证了提水、充氧能力数学模型.     

pH-gradient real-time aeration control for nitritation community selection in a non-porous hollow fiber membrane biofilm reactor (MBfR) with dilute wastewater

Nitritation (ammonium to nitrite) as a pre-treatment of Anammox (anaerobic ammonium oxidation) is a key step for an energy-efficient nitrogen-removal alternative from dilute wastewaters, e.g. anaerobically-treated sewage, with which limited study has achieved sustainable nitritation at ambient temperature and short hydraulic retention times. To this end, pH-gradient real-time aeration control in an oxygen-based membrane biofilm reactor was observed at 20 °C in the sequencing batch mode. An optimum oxygen supply via diffusion for ammonium-oxidizing bacteria (AOB) was established, but nitrite-oxidizing bacteria (NOB) could be inhibited. The system achieved nitrite accumulation efficiencies varying from 88% to 94% with the aeration control. Mass balance and rate performance analyses indicate that this aeration control is able to supply an oxygen rate of 1.5 mol O₂ mol^?1 ammonium fed, the benchmark oxygenation rate based on stoichiometry for nitritation community selection. Microbial analyses confirmed AOB prevalence with NOB inhibition under this aeration control.