论文部分内容阅读
厌氧生物处理技术具有处理效率高、处理成本低等优势,其在工业废水处理领域中已经得到广泛的应用。然而由于UASB和IC反应器内部气固液三相流动的复杂性,其结构设计基本依靠一些经验公式进行,其操作条件的控制也存在相当的盲目性。近年来,用CFD技术对以上两种厌氧反应器内部水力混合特性研究,引起了国内外学者广泛关注。本文利用Fluent技术对以上两种厌氧反应器进行气液两相流模拟。主要考察了容积负荷(OLR)、三相分离器角度和布水方式对UASB反应器内部流场的影响;高径比(H/D)、提升管直径与反应器内径比(D_r/D)、三相分离器角度对IC反应器内部流场的影响。研究结果表明:(1)UASB反应器的数值模拟:1)当三相分离器的角度为50o,布水方式采用4个进水口时,通过改变进水流量(0.0171、0.0213、0.0257、0.03m~3/d)的值来考察其对反应器内水力混合状况的影响。研究结果表明当进水流量为0.0213~0.0257m~3/d(此时对应容积负荷为5~6kgCOD/(m~3·d))时,该反应器内水力混合效果较好。2)当进水流量为0.0213m~3/d(此时对应容积负荷为5kgCOD/(m~3·d)),布水方式采用4个进水口时,通过改变三相分离器角度(45o、50o、55o、60o)的值来考察其对反应器内流场的影响。研究结果表明三相分离器角度为50o时,该反应器内水力混合效果较好且三相分离器分离效果较好。3)当进水流量为0.0213m~3/d(此时对应容积负荷为5kgCOD/(m~3·d)),三相分离器角度为50o时,通过改变布水方式(1个进水口、2个进水口、3个进水口、4个进水口、底部均匀布水)考察其对反应器流场的影响。研究结果表明当布水方式为底部均匀布水时,该反应器内水力混合效果较好。(2)IC反应器的数值模拟:1)当H/D为5,第一反应室的三相分离器角度为50°,D_r/D(0.032、0.049、0.065、0.081、0.097、0.114)为0.081时,该反应器内循环量达到最大值0.008m~3/h;2)当D_r/D为0.081,第一反应室的三相分离器角度为50°,H/D(3、4、5、6、7)为3时,该反应器内循环量达到最大值0.011m~3/h。3)当H/D为3,D_r/D为0.081,第一反应室的三相分离器角度(40°、45°、50°、55°)为50°时,该反应器内循环量达到最大值0.0119m~3/h。