ASM2d耦合曝气模型对多段多级AO工艺的模拟与实验研究

发布时间：2024-02-17 20:38

　　污水处理过程中的曝气能耗占总运行能耗的比重超过一半。随着近年来我国对污水处理厂提标改造的要求和污水处理能耗的增高,曝气设备的选择和工况调节对节约能耗有至关重要的作用。对曝气系统展开相关研究,并将其应用于工艺运行的优化中,以达到污水处理节能降耗的目的。本文分为三部分,首先进行了不同工况下氧转移效能实验,从多种衡量指标的角度分析不同工况对曝气氧转移效能的影响;然后进行曝气过程气液两相流数值模拟,在实验基础上利用FLUENT流体力学软件建立与实验工况相同的数学模型,对曝气过程进行气液两相水力学特性的模拟,分析水力学参数对氧转移过程的影响;最后,基于ASM2d耦合曝气控制模型对多段多级AO工艺展开模拟和优化研究,利用WEST软件建立起工艺模型,通过优化曝气控制调节曝气过程实现节能降耗。主要结论如下:(1)曝气系统氧转移效能实验研究结果表明:1)在一定曝气量范围内,Kla(20)和SOTR随着曝气量的增大呈现线性增长趋势,SOTE随着曝气量的增大而减小并趋于平缓;EP随着曝气量的增大而减小;2)在一定曝气水深范围内,曝气强度一定时,Kla(20)随着曝气水深的增大略有增大,SOTR和SOTE随着...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 多段多级AO工艺研究进展
        1.2.2 曝气系统的实验与数值模拟研究进展
        1.2.3 活性污泥模型结合曝气过程及多段多级AO工艺的研究进展
    1.3 研究理论
        1.3.1 曝气过程氧转移双膜理论
        1.3.2 曝气过程两相数值模拟理论
        1.3.3 ASM2d模型理论
    1.4 研究内容
    1.5 技术路线
2 曝气系统氧转移效能实验研究
    2.1 实验装置
    2.2 实验材料
    2.3 实验方法与步骤
        2.3.1 实验方法
        2.3.2 实验步骤
    2.4 实验结果与分析
        2.4.1 曝气量对氧转移效能的研究
        2.4.2 曝气水深对氧转移效能的研究
        2.4.3 曝气过程中气泡运动规律的研究
    2.5 本章小结
3 曝气过程气液两相流数值模拟研究
    3.1 模型验证
        3.1.1 数学模型选择
        3.1.2 计算区域
        3.1.3 网格划分
        3.1.4 初始化条件
        3.1.5 模型比较
    3.2 曝气反应器的数值模拟
        3.2.1 数学模型
        3.2.2 计算区域
        3.2.3 网格划分
        3.2.4 初始化条件
    3.3 结果与分析
        3.3.1 曝气量影响
        3.3.2 曝气水深影响
    3.4 本章小结
4 ASM2d耦合曝气模型对多段多级AO工艺的模拟与优化研究
    4.1 污水处理厂概况
    4.2 污水处理厂工艺建模
        4.2.1 工艺概化模型
        4.2.2 工艺参数设置
        4.2.3 初步模拟
        4.2.4 敏感性分析
        4.2.5 模型校准与验证
    4.3 耦合曝气过程对多段多级AO工艺的优化
        4.3.1 曝气过程对出水水质的影响
        4.3.2 曝气控制对模型的优化
    4.4 本章小结
5 总结与建议
    5.1 总结
        5.1.1 曝气系统氧转移能力的影响实验研究
        5.1.2 曝气过程气液两相流数值模拟研究
        5.1.3 ASM2d耦合曝气模型对多段多级AO工艺的模拟与优化研究
    5.2 问题及建议
致谢
参考文献
附录



本文编号：3901289