气升式反应器气液两相流流态特性模拟

为了研究曝气强度对气升式反应器内气液两相流特性的影响,组合多相流Eulerian—Eulerian模型和液相Standardk-ε湍流模型,运用Fluent软件建立了气升式反应器内气液两相流的三维非稳态数值模拟。在曝气管布局方式一定的情况下,模拟计算获得了反应器内x轴截面处不同径向位置的气含率、液速分布情况,计算结果表明,在本文研究的曝气强度范围内,气含率随着曝气强度增加而增加,越靠近曝气池底部,升流区局部气含率越高,且气含率值波动较大;随着曝气强度的增加,曝气孔附近液速增加较明显,但随着气液两相流的上升,液速增加幅度降低;同时采用粒子图像测速（PIV）技术对液相速度进行了实验研究,实验结果与模拟结果吻合性较好。     

臭氧接触反应器气液两相流数字图像处理方法与实验分析

在单相数字粒子图像测速度(PIV)技术的基础上,研究气液两相流动的PIV图像处理方法,采用数字掩模技术对不同相的流动信息进行标记、识别、提取与计算,编辑了相应的软件.运用改进后的PIV方法对臭氧接触反应器中气-液体两相流动进行了测试与分析.结果表明,臭氧接触反应器中液相轴向流速分布是决定反应器内水力特性的主导因素;进气流量直接影响反应器内液气两相的流速分布;随进气流量的提高,液气两相的轴向速度和横向速度均增大,同时反应器流动结构与流程分布会发生较大变化.     

基于PIV技术的ABR反应器在不同HRT下的液相流态特性

利用激光粒子图像测速技术（PIV）对ABR反应器的液相流态进行了研究,在水力停留时间（HRT）为3~58 h变化时,测试得反应器内下流室和上流室折流板内外侧关键截面的流场数据,获得了相关流场特征,包括速度矢量图、流线图谱和涡量场等。结果表明,HRT对下流室和上流室的液相轴向、径向平均速度和平均涡量强度影响不同,液相回流面积随HRT的增加逐渐减小;下流室液相平均涡量强度随HRT的增加逐渐增加;上流室液相平均涡量强度随HRT的增加逐渐减小。下流室和上流室在特定HRT时产生涡流、沟流。在本实验条件下,当处理难降解或高浓度废水时,得出HRT为33 h时反应器整体流态最佳。     

曝气条件对浸没式膜生物反应器内流场的影响

为深入研究流场动力学特性对浸没式膜生物反应器系统内膜面污染的控制,应用fluent软件对浸没式膜生物反应器内气液两相流动进行了三维数值模拟研究。采用标准k-ε湍流模型和欧拉多相流模型,考察了改变曝气条件对膜面气液速度场及气含率分布的影响。模拟结果表明,在相同曝气强度下,1 mm曝气孔径下膜面气液两相的速度增加较孔径2 mm、3 mm的快;曝气孔径为1 mm时,膜面的液相速度随着曝气强度的增加逐渐增大;曝气孔径为1 mm时,曝气量为5.5 m3/h所形成的漩涡区较大,膜面气含率值较高且分布较均匀,气液两相接触面积较大,膜面冲刷效果较好;模拟观察到反应器底部靠近壁面局部气含率较低,不利于活性污泥中微生物的生长,需要进一步优化曝气和反应器结构。     

膜生物反应器次临界通量运行的膜污染特性研究

膜生物反应器（MBR）是将膜分离与生物反应相结合的污水处理新工艺,近年来已引起广泛的关注,但不可避免的膜污染限制其更广泛的应用。临界通量在膜污染控制中是个非常重要的概念。本试验研究平板膜生物反应器在次临界通量运行下的膜污染状况,并结合膜污染模型进一步表征膜表面的污染特性。试验结果表明。该平板膜生物反应器在次临界通量运行的情况下,膜污染可分为膜污染缓慢发展阶段（第Ⅰ阶段）和膜污染迅速发展阶段（第Ⅱ阶段）,可分别用膜孔堵塞模型和泥饼阻力模型表征膜阻力与时间的变化关系。同时,对运行后的膜阻力分布进行分析,表明泥饼阻力和孔道吸附堵塞阻力是膜污染的主要组成部分,分别占到总阻力的73％和24％,而膜本身阻力仅占3％。     

膜生物反应器中膜污染的研究

研究了膜生物反应器的膜污染过程中，膜平均通量的下降与污泥浓度之间的关系，发现在一定的膜面流速下，膜平均通量的下降与污泥浓度增加成对数关系；随着污泥浓度的增加，膜污染速度加快，泥饼阻力成为膜稳态通量的主要控制因素。     

动态膜-生物反应器处理城市污水的运行特性研究

考察了孔径108μm左右的不锈钢丝网动态膜组件处理城市生活污水的特性,并研究了出水水头和曝气强度对动态膜泥饼层形成的影响.结果表明,稳定运行情况下出水平均浊度1.2NTU,COD平均去除率90%,NH<,3>-N平均去除率97%,与传统膜-生物反应器处理效果接近.同时发现,在20、40mm的出水水头下,动态膜运行初期膜通量衰减规律均符合泥饼阻力模型.     

新型膜-生物反应器在不同通量下的膜污染特性研究

选择适当的膜通量是膜．生物反应器控制膜污染的有效手段之一。本文根据膜通量与临界通量的关系选取了5个不同的膜通量，考察在这些通量条件下新型膜．生物反应器膜污染发展特性的变化。试验结果表明，膜通量的变化会影响膜污染的发展特性。当膜通量小于临界通量区时，膜污染发展具有“2阶段”趋势，并且膜通量越小“第1阶段”和“第2阶段”的膜污染发展速率对比越显著。当膜通量在临界通量区通量内时，首先出现短暂的膜污染快速增长期，随后膜污染发展仍呈现“2阶段”现象。当膜通量大于临界通量区通量时，膜操作压力(TMP)从开始运行即迅速上涨直至试验结束。     

膜生物反应器生物降解与膜分离共作用特性研究

膜生物反应器实质是生物降解与膜分离相互影响,共同作用的过程,污泥浓度与通量之间存在一定的相关关系,膜分离对生和性能尤其是细菌活性有着重要的影响,而生物反应器内细菌胞外聚合物,溶解性有机物及微细胶体可能成为形成凝胶层导致通量下降的主要因素。     

气提式内循环膜生物反应器试验研究

针对膜生物反应器存在的膜污染和能耗高的问题,结合气提式内循环和一体式膜生物反应器处理废水的工艺特点,提出圆柱形套筒气提式内循环膜生物反应器。试验结果表明,同等曝气强度和曝气方式下,气提式内循环膜生物反应器中氧传质系数（KLa）高于一般膜生物反应器;膜间水流流速是一般膜生物反应器的1.53～2.44倍,提高了膜面的水力冲刷作用,可减缓膜污染;对反应器膜过滤性能的考察,表明气提式内循环膜生物反应器较一般膜生物反应器有更好的膜过滤性能和抗污染能力。反应器中添加内循环,污泥活性有所下降,但对实际废水的去除效果影响不大,污泥活性较为稳定。     

SMBR内气液两相流三维CFD模拟

应用CFD软件Fluent对浸没式膜生物反应器(submerged membrane bioreactor,SMBR)内气液两相流进行数值模拟研究,重点考查曝气系统的改变对气液两相流态的影响,并结合PIV实验验证模拟结果,从而为反应器的优化设计及膜污染的控制提供理论依据。模拟结果表明,SMBR内曝气强化了气液两相紊动,膜表面液相速度沿反应器高度增加且形成循环流动,有利于膜面污染物的脱落;反应器内气含率分布不均匀,出现死区,不利于微生物的生长;经实验验证,模拟结果吻合良好。     

气液两相旋流喷嘴雾化特性

为提高烟尘净化用喷嘴的雾化性能,提出一种气液两相旋流喷嘴,用CFX软件对该喷嘴内部流场模拟的结果表明,强烈的气旋作用使液流呈环状,使气液混合流在达到喷嘴末端时易于破碎成雾。在实验室条件下,利用Winner313型喷雾激光粒度分析仪对喷嘴进行了雾化粒度测定,分析发现雾滴中位径与气液比的关系呈幂函数衰减,这一规律将有助于在工程应用时确定喷嘴工况。     

两级序批式MBR除磷特性实验研究

为解决常规MBR工艺中脱氮除磷矛盾问题,采用新的工艺形式——两级序批式MBR工艺(两级SBMBR),对该工艺的除磷特性进行了实验研究。研究结果表明,在系统稳定运行阶段,SBMBR1内聚磷菌优势生长,进水总磷得以高效去除,再通过SBMBR2内膜的进一步截留,系统TP平均值0.46 mg/L,满足城市景观环境用水水质要求;在沉淀期间,POAs的释磷作用对生物除磷系统的影响甚至超过了水中剩余悬浮富磷污泥颗粒本身的影响,所以在满足沉淀要求的前提下,生物除磷系统应注意尽量缩短沉淀时间。     

袋式除尘器内部流场的数值模拟

袋式除尘器内部气流分布不均会加剧滤袋磨损,降低除尘效率。采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法对除尘器内部流场进行研究,分析了气流的轨迹及其在各气室中的速度分布。发现原设计中气流分布不均匀的现象比较明显,提出了在进气通道内添加气流均布板的改进措施。结果表明:改进后,除尘器箱体内部气流分布较均匀,各滤袋气流分配系数的波动幅度减小,各气室综合流量不均幅值降低。研究结果为袋式除尘器的结构优化设计提供了理论依据。     

喷嘴角度对脱硫塔内气液两相流场的影响

提出了采用数值模拟的方法研究喷嘴角度对脱硫塔内部气液两相流场的影响。由于实际脱硫塔尺寸庞大,给实验研究带来困难且成本很高,在数值模拟平台上,分别模拟了45°、75°和-30°3种喷嘴角度布置下脱硫塔内部速度场、温度场变化以及湍流强度的分布情况。结果表明,在角度为-30°布置时速度场变化不是很剧烈,脱硫塔进出口温差比较理想,湍流强度在脱硫塔底部较大随着塔高的增加缓慢降低,这样有助于气液两相均匀混合,并控制出口烟温,有利于提高脱硫效率。     

污泥龄对MBR中微生物特性的影响

研究了污泥龄(SRT)对膜生物反应器中微生物的存在状态、污泥增殖动力学、污泥活性及污染物去除率等的影响.研究结果表明,随着SRT延长,TB中多糖与蛋白质比例增大,这增大了细菌表面亲水基和疏水基的比例,使细菌存在状态由不稳定型(R型)向稳定型(S型)转变,造成污泥的沉降困难.MBR中微型动物群落结构随SRT的延长呈现规律...     

基因工程菌厌氧膜生物反应器中膜污染的研究

应用基因工程菌Escherichia coli JM109与厌氧管式膜生物反应器结合,处理模拟染料废水。利用膜截留防止Escherichia coli JM109流失,厌氧膜生物反应器中Escherichia coli JM109可以达到20 g/L左右。在高菌体浓度下,测定了管式膜截留高浓度基因工程菌的临界通量,描述了在低于和高于临界通量条件下透膜压力(TMP)变化情况。考察了错流速度对膜污染的影响。分析了基因工程菌的胞外聚合物(EPS)代谢特性,试验结果为特殊菌与膜过程结合提供了膜污染控制的借鉴。     

MBR污泥混合液特性变化及膜污染关系研究

考察了长期运行不排泥情况下膜生物反应器(MBR)中的污泥混合液特性变化,并结合Darcy公式探讨污泥性质与膜污染的关系.研究表明,在130 d的运行期间,随着污泥龄(SRT)的增加,污泥浓度增大,混合液粘度增大,污泥的平均粒径从51.56 μm增加到92.57μm后略有减小;对比上清液和出水的分子量分布特征发现,膜组件...