曝氣生物濾池固液兩相流數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、我國工業(yè)化和城市化進(jìn)程的快速發(fā)展過程中產(chǎn)生了越來越多的工業(yè)廢水和生活污水。為了解決日益嚴(yán)重的污水處理問題不僅需要建設(shè)更多的污水處理廠,更需要高效的污水處理方式。曝氣生物濾池作為一種近年來發(fā)展起來的高效的深度污水處理設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。然而傳統(tǒng)的曝氣生物濾池中濾料處于固定狀態(tài),運(yùn)行過程中存在容易發(fā)生堵塞、生物膜老化以及反沖洗頻率高等問題。
　　為了解決這一問題,本文中結(jié)合曝氣生物濾池本身特點(diǎn)提出了一種流化態(tài)曝氣生物濾池。即通過選用

2、合適的運(yùn)行參數(shù)使濾料處于流化狀態(tài),增大流場(chǎng)的湍動(dòng)強(qiáng)度以利于濾料表面老化生物膜的脫落和更新,同時(shí)懸浮物質(zhì)也不會(huì)在濾料層堆積堵塞,從而保證了曝氣生物濾池穩(wěn)定和高效地運(yùn)行。為了使濾料處于合理的流化狀態(tài),本文使用計(jì)算流體力學(xué)方法,采用歐拉-歐拉雙流體模型和k-ε湍流模型模擬了曝氣生物濾池濾料顆粒和污水兩相的運(yùn)動(dòng)狀況,研究了不同污水進(jìn)口速度、濾料密度、濾料粒徑以及濾料初始填充高度條件下的流場(chǎng)、濃度分布、濾料軸向速度分布等,分析了這些參數(shù)的影響,并

3、依據(jù)模擬結(jié)果選擇了合適的運(yùn)行參數(shù)。
　　為了驗(yàn)證所提出的方法和選擇的參數(shù)在曝氣生物濾池污水處理過程中的實(shí)際效果,本文設(shè)計(jì)并搭建了小試試驗(yàn)臺(tái).依據(jù)模擬中所選參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在所選擇的參數(shù)下曝氣生物濾池中的濾料處于穩(wěn)定的流化狀態(tài),對(duì)不同濃度的人工污水COD的去除率可以穩(wěn)定在80％以上,最高可以達(dá)到89.3%。與傳統(tǒng)的固定濾料曝氣生物濾池相比,在長期運(yùn)行過程中COD去除率保持在一個(gè)較高的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài),不會(huì)出現(xiàn)堵塞和生物膜老化的