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。     

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。     

反应沉淀一体式矩形环流生物反应器的传氧特性研究

设计制作了一种新型的反应沉淀一体式矩形环流生物反应器,通过清水实验研究了其结构特性(环流区内导流板顶端与液面的距离,固定宽度下环流区长度变化)对反应器充氧性能、气含率、气体上升速度和液体循环速度的影响,并在优选结构的反应器中进行了模拟污水试验.结果表明,当升流区截面长度、降流区截面长度、内导流板顶部液流截面高度三者相等时,传氧性能较好,在进水COD为300～400 mg/L的情况下,污泥浓度可以稳定保持在6000 mg/L左右.     

ABR反应器处理低浓度废水

对ABR反应器处理低浓度废水的效果及运行特性进行了研究.在中温(35±0.5)℃下,进水有机负荷CODcr为0.5～7.0kg/(m3·d),HRT为3～12 h,进水CODer浓度分别为150、350、550和850 mg/L时,CODcr去除率分别达50%、80%～87%、86%～92%和90%～95%,反应器出水CODcr浓度在70～90 mg/L.研究表明,该反应器处理低浓度废水时,不仅具有良好的处理效果,而且运行稳定.     

基于数值模拟的电袋复合除尘器入口流速和管道结构优化

利用计算流体动力学(CFD)软件对电袋复合除尘器进行数值模拟,通过改变气流入口流速、调整电凝并区前水平管道长度和增设入口管道内导流板等方法进行优化。结果表明,气流入口流速对改善电袋复合除尘器的除尘效果影响不大,而入口管道增设导流板影响很大。当气流入口流速为18.00m/s、电凝并区前水平管道长度为0.50m、入口管道后一弯管处增设置3块导流板时,电凝并区入口断面、电除尘区入口断面气流分布均匀,相对均方根分别为0.17、0.14,涡流区域基本消失。     

连续流反应器中培养好氧颗粒污泥的运行效能研究

在连续流完全混合反应器(CSTR)中,采用不同进水方式,以乙酸钠作为碳源配制的人工配水作为原水,对好氧颗粒污泥的运行效能进行了试验研究。研究表明,采用不同进水方式运行的2个反应器在颗粒污泥出现后,运行效能差别不大;好氧颗粒污泥反应器运行高效稳定,在水力停留时间为1.5h、COD容积负荷为1.0kg/(m3·d)的条件下,对COD、TP、NH4+-N和TN的去除率分别为90%、85%、95%和60%,并具有明显的脱氮除磷效果;反应器中存在同步硝化反硝化现象。     

新型活性焦干法脱硫脱硝脱汞反应塔流场的模拟与优化

在CFD软件Fluent中,选择k-ε湍流模型,多孔介质模型和SIMPLE算法,对新型脱硫脱硝脱汞反应塔内的三维流场进行数值模拟,结果发现,反应塔入口处烟气流场存在大漩涡。为消除漩涡,使穿过活性焦层的烟气均匀化,以充分利用活性焦层的空间来提高脱除效率,提出在入口处加装弯曲导流板,并通过相对标准偏差确定最优导流板长度。同时模拟了在最优喷氨位置处加装涡旋混合器时氨气和烟气的混合情况。结果表明,最优导流板长度(3.6 m)明显改善了烟气的均匀性,促使入口处的压降下降100 Pa左右。涡旋混合器形成的小漩涡,增强了烟气和氨气的混合。最后对照不同流量下实验值和模拟值的压降变化,验证了多孔介质模型的可行性。模拟结果对设备的优化设计和实际运行具有指导作用。     

挥发性有机物低温等离子体降解的影响参数研究

作为一类重要的有机污染物,挥发性有机物的危害已引起了世界各国的广泛关注。以挥发性有机物代表物质苯为研究对象,考察了多种实验参数对苯降解特性的影响。在高频电源条件下,对于施加电压、电源频率及反应器参数（包括管径、有效长度、电极材料和电极直径）与苯去除率的关系进行了研究。结果表明,高施加电压、高电源频率有利于苯的降解。管径较小、有效长度较长、内电极直径较大、内电极材料为钨的反应器对于苯的去除效果明显。反应器参数与电源的匹配问题对于提高污染物去除率及节能降耗方面十分重要。     

低能耗印染废水处理工艺与运行条件

采用UASB反应器+三段好氧+混凝沉淀组合工艺处理印染工业园废水。结果表明,工程运行中,通过导流墙的设置,UASB水解酸化反应器的运行以及运行工况的控制,在出水稳定在《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准时,该系统处理每吨污水电费为0.36元。     

加装导流板对立体循环一体化氧化沟(IODVC)流场的影响

流速分布不均导致立体循环一体化氧化沟（IODVC）出现污泥沉积等问题。利用计算流体力学（CFD）技术对IODVC进行了二维单相流模拟。研究中采用多重参考系模型来模拟曝气转刷的转动及沟内动力的来源,风扇模型来模拟水下推流器对水流的推动作用以及RNG k-ε模型来模拟氧化沟中流场的湍流变化,将模拟数据与实测数据进行拟合验证,再运用验证后的模型研究了加装导流板及其位置对IODVC内部流场的影响。结果表明,CFD模型能够较准确地模拟出IODVC沟道中液流速度分布及沿程变化,加装导流板及合理布设其位置可增加主沟内液流高速区所占比例,同时改善隔板背后的流速分布。因此,在弯道处加装导流板将有利于减少和防止沟道污泥沉积现象,对IODVC的优化设计及工程应用具有一定的指导意义。     

间歇曝气SBR工艺脱氮除磷试验研究

采用间歇曝气序批式反应器(SBR)工艺,通过曝气时间、交替次数的调整对该系统的脱氮除磷效果进行了研究,最终将工艺确定为厌氧1.5 h、好氧1.0 h、缺氧1.0 h、好氧20 min、缺氧1.0 h、好氧20 min.同时进行批式试验,对不同阶段的反硝化除磷菌(DPAOs)占除磷菌(PAOs)的比例进行了计算.结果表明:该系统与最初的厌氧/好氧SBR相比节省了44%的曝气量,且对COD、总氮、氨氮和磷的去除率分别达88%、89%、100%和100%,系统中DPAOs所占比例为39%.     

Coagulant recovery from water treatment plant sludge and reuse in post-treatment of UASB reactor effluent treating municipal wastewater

In the present study, feasibility of recovering the coagulant from water treatment plant sludge with sulphuric acid and reusing it in post-treatment of upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor effluent treating municipal wastewater were studied. The optimum conditions for coagulant recovery from water treatment plant sludge were investigated using response surface methodology (RSM). Sludge obtained from plants that use polyaluminium chloride (PACl) and alum coagulant was utilised for the study. Effect of three variables, pH, solid content and mixing time was studied using a Box–Behnken statistical experimental design. RSM model was developed based on the experimental aluminium recovery, and the response plots were developed. Results of the study showed significant effects of all the three variables and their interactions in the recovery process. The optimum aluminium recovery of 73.26 and 62.73 % from PACl sludge and alum sludge, respectively, was obtained at pH of 2.0, solid content of 0.5 % and mixing time of 30 min. The recovered coagulant solution had elevated concentrations of certain metals and chemical oxygen demand (COD) which raised concern about its reuse potential in water treatment. Hence, the coagulant recovered from PACl sludge was reused as coagulant for post-treatment of UASB reactor effluent treating municipal wastewater. The recovered coagulant gave 71 % COD, 80 % turbidity, 89 % phosphate, 77 % suspended solids and 99.5 % total coliform removal at 25 mg Al/L. Fresh PACl also gave similar performance but at higher dose of 40 mg Al/L. The results suggest that coagulant can be recovered from water treatment plant sludge and can be used to treat UASB reactor effluent treating municipal wastewater which can reduce the consumption of fresh coagulant in wastewater treatment.     

缺氧折流板反应器的流态及污泥颗粒运动分析

采用缺氧折流板反应器(ABR)处理印染废水,当HRT为8 h时,ABR内的下向导流室雷诺数(Re)为1.1,上向漉反应室Re为0.1,均为层流.污泥颗粒经绕流运动分析.下向导流室污泥颗粒受到的绕流阻力和重力均向下,只有浮力向上,由于污泥颗粒密度大于流体的密度,此时重力大于浮力,污泥颗粒不能在下向导流室内稳定停留,即没有污泥层,与观察到的试验现象一致.在上向流反应室的污泥颗粒受到的绕绕阻力向上,重力与绕漉阻力、浮力处于动态平衡时的污泥颗粒的临界粒径(dcr)为85 μm.     

Experimental and numerical study of wind flow behind windbreaks

The shelter effect of a windbreak protects aggregate piles and provides a reduction of particle emissions in harbours. RANS (Reynolds-averaged Navier–Stokes equations) simulations using three variants of k–ε (standard k–ε, RNG k–ε and realizable k–ε) turbulence closure models have been performed to analyse wind flow characteristics behind an isolated fence located on a flat surface without roughness elements. The performance of the three turbulence models has been assessed by wind tunnel experiments. Cases of fences with different porosities (φ) have been evaluated using wind tunnel experiments as well as numerical simulations. The aim is to determine an optimum porosity for sheltering effect of an isolated windbreak. A value of 0.35 was found as the optimum value among the studied porosities (φ=0, 0.1, 0.24, 0.35, 0.4, 0.5).     

型式结构对双曲面搅拌器流场影响的数值模拟

基于多重参考系法(multiple reference frame model,MRF),采用标准k-ε模型对双曲面搅拌器的流场分布特性开展了数值模拟研究,重点对实心、空心、有孔和高叶片4种不同型式结构的双曲面搅拌器的流场结构、流速分布、湍动能分布、有效搅拌体积以及功耗特性进行了对比分析。结果表明,高叶片结构的双曲面搅拌器更有利于形成对称且均匀的流场,底部湍动更强烈,搅拌范围更广且混合效果最佳。在转速为200 r·min-1时,高叶片双曲面搅拌器达到搅拌要求时单位能耗分别仅为前3种结构的74.09%、61.19%和61.88%,其节能效果显著。     

基于动态气封壁反应器的湿式氧化工艺

将动态气封壁反应器应用于湿式氧化,利用空气与亚临界水的界面张力将腐蚀性反应液局限在多孔壁以内实现“气封”,并在9.1~10.9 MPa、242~338℃的实验条件下得到了验证。对应的湿式氧化工艺在处理固含量2.9%的城市污泥和回收固含量1.6%~10.5%的污泥用活性炭的实验过程中,设备运行稳定,“防腐抗堵”性能良好。进一步分析表明,动态气封壁反应器能强化气液混合、降低设备投入和减少系统能耗,具有一定的开发潜力。但由于受限于反应器体积,过氧量和停留时间不足,导致处理效率偏低,需进一步优化改进。     

一体化生物膜反应器处理生活污水试验研究

根据传统好氧硝化和缺氧反硝化生物脱氮的工艺原理,开发了一体化生物膜反应器,并对其进行了处理生活污水的试验研究。试验结果表明,在有机负荷提高的前提下,通过对进水方式和曝气速率的调节,反应器对COD和TN的去除率达到97％和82％;污泥活性测定表明,硝化反应和反硝化反应分别在反应器的好氧区和缺氧区占优势,但由于生物膜内部微环境的存在,反应器不同区域均有同时硝化和反硝化(SND)现象的发生。