基于数值计算的曝气池运行工况研究

摘要

曝气池是活性污泥水处理系统的重要构筑物，而且是水处理系统中能耗最高的部分，其运行效率很大程度上影响着污水的处理效果和运行中的能耗费用的高低。因此研究曝气池内流动特点和变化规律，对进一步优化池体结构，改善运行管理有着一定的指导意义。
　　CFD方法作为一种模拟手段，有着简便，直观的特点，可视化效果清晰，可以实现对曝气池内流场的预测，从其它角度分析曝气池设计的合理性。
　　本文首先对气液流动中氧的传质机理作了简单分析，从中选出影响氧的传质并能在 FLUENT中实现模拟的影响因素；对曝气池的气液两相流特点作了分析，并对模型进行了校核。
　　针对某污水厂的曝气池，采用 FLUENT中的欧拉模型及标准 k-ε模型进行了模拟，分析了曝气管间距、曝气管排数、池体深度、曝气深度对池内流场的影响。其中曝气管间距对流场影响最大，池体深度影响最小；升高曝气管位置后只能使曝气管下方区域产生微弱的湍动动能和液体速度，而并不能使空气向下方扩散。
　　另外对曝气池内流场在横向和纵向的变化规律作了分析。空气体积分数、湍动动能、气液速度等参数都随着气体的上升分布逐渐均匀；纵向上，气泡主流区和交界区的各参数值的大小及变化规律是不同的，但是在到达液面处时，各参数基本趋向一致。

目录

基于数值计算的曝气池运行工况研究

RESEARCH ON OPERATING CONDITIONS OF AERATION TANK BASED ON NUMERICAL COMPUTATION

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 活性污泥法系统简介

1.3 曝气池工艺及研究状况

1.4 气液两相流及其研究状况

1.5 利用CFD进行研究的程序

1.6 本课题研究内容及意义

1.7 本章小结

第2章 气液两相流数的数学模型

2.1 氧转移原理

2.2 两相流建模方法

2.3 模型的确定

2.4 欧拉模型的控制方程

2.5 湍流模型

2.6 本章小结

第3章 曝气管布置方式对流场的影响

3.1 模型校核

3.2 网格无关性验证

3.3 曝气池模型的建立

3.4 曝气管间距对流场的影响

3.5 本章小结

第4章 不同曝气工况对曝气池流场的影响

4.1 曝气管排数对流场的影响

4.2 池体深度对流场的影

4.3 曝气深度对流场的影响

4.4 本章小结

第5章 同一池体内流场的变化规律

5.1 横向变化规律

5.2 纵向变化规律

5.3 本章小结

结论

参考文献

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明

《学位论文出版授权书》

致谢