CIBR停留時(shí)間分布及氣液兩相流數(shù)值模擬研究.pdf

1、連續(xù)流一體化生物反應(yīng)器（Continued-flow Integrated Biological Reactor, CIBR）是一種新型高效的一體化脫氮除磷反應(yīng)器，尤其對(duì)于低碳氮比的污水處理具有一定的優(yōu)勢(shì)。但是在實(shí)際運(yùn)行中反應(yīng)區(qū)存在一定的結(jié)構(gòu)死區(qū)以及三相分離區(qū)中氣液固三相的分離效果不是很好，影響著反應(yīng)器的反應(yīng)效率。論文基于計(jì)算流體力學(xué)理論研究了反應(yīng)器內(nèi)部的流態(tài)，為反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、優(yōu)化反應(yīng)器操作以及提高反應(yīng)效率提供有效指導(dǎo)。
　　首先

2、，采用清水示蹤試驗(yàn)研究了CIBR在曝氣和攪拌兩種工況下反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)的流態(tài)。曝氣和攪拌時(shí)CIBR反應(yīng)區(qū)的Pe值分別為2.21和2.35，都介于0到∞之間，說(shuō)明曝氣和攪拌時(shí)反應(yīng)區(qū)的流態(tài)都是介于完全混合和推流式之間；曝氣時(shí)沉淀區(qū)的出水有85min的滯留時(shí)間，而攪拌時(shí)沉淀區(qū)在t=0時(shí)刻就檢測(cè)到示蹤劑，且沉淀區(qū)進(jìn)出口處示蹤劑濃度值一樣，說(shuō)明沉淀區(qū)流態(tài)在曝氣時(shí)為推流式，在攪拌時(shí)為完全混合。
　　其次，利用CFD模擬軟件，采用歐拉多相流模型和

3、標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型中的分散（Dispersed）湍流模型，建立曝氣時(shí)CIBR氣液兩相流模型。通過(guò)數(shù)值模擬，得到了反應(yīng)器內(nèi)速度場(chǎng)、氣體分布、壓強(qiáng)場(chǎng)以及湍流強(qiáng)度的變化規(guī)律。同時(shí)，在氣液兩相流數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，利用離散相模型對(duì)CIBR進(jìn)行了示蹤模擬，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的最大誤差在22％，驗(yàn)證了模擬結(jié)果的可靠性。
　　最后，通過(guò)清水示蹤試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究了三相分離器結(jié)構(gòu)對(duì)流態(tài)的影響。下導(dǎo)流孔孔徑由2cm增大到8cm時(shí)，反應(yīng)區(qū)的容積利用率在