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在“双碳”国家政策背景下,污水处理减排降耗是目前亟待解决的技术问题之一。在污水处理系统中,不同反应器流态对曝气设备氧转移能力产生重要影响。同时,α值作为表征曝气器在实际污水处理系统中氧转移能力变化的重要参数,曝气设备的氧转移能力与α值的设计取值决定了污水处理曝气系统建设与运行的经济性。特别在实际污水处理曝气系统的设计过程中,由于微孔曝气器的α值取值尚缺乏科学性,造成污水处理好氧曝气运行能耗的巨大浪费。本论文针对推流式反应器中微孔曝气器α值的取值优化问题,分别在清水与实际污水中开展了推流流态下微孔曝气器氧转移能力的变化规律研究;从水力学角度,利用量纲分析法和计算流体动力学（CFD,Computational fluid dynamics）技术,揭示了推流式反应器中微孔曝气器的氧传质机理;基于微孔曝气器清水与污水氧转移能力测试结果,建立了α值取值优化模型,从而达到好氧池设计优化和节能降耗的目的。主要研究结论如下:（1）构建了动态推流微孔曝气器清水和污水氧转移能力测试系统,优化了推流式反应器中微孔曝气器氧转移能力测试方法。流速场分布测试结果表明,在无曝气、断面流速分别为1.0 cm/s、3.0 cm/s、5.0 cm/s的条件下,在动态推流测试系统内可形成稳定的模拟推流流场;示踪实验结果表明,在断面流速为3.0 cm/s,曝气强度为50.0Nm~3·（h·m~2）-1,曝气密度为8%的实验条件下,动态推流测试装置中的水流流态以平流效应为主,且反应器具有良好的混合性能。确定了“双区”DO探头布设方式;选择了Damk?hler数（Da＜0.25）作为评价指标,当测试结果不满足Da数的要求时,需采用“双区”理论模型对测试数据进行处理,以提高结果的准确性。（2）推流式反应器内断面流速对微孔曝气器标准氧总转移系数(KLa20)影响的研究结果表明,在不同曝气强度(37.5 Nm~3·（h·m~2）-1～62.5 Nm~3·（h·m~2）-1)条件下,提高反应器内的断面流速（1.0 cm/s～5.0 cm/s）,反应器内流速场的底流流速加快,生成的气泡Sauter平均直径减小;微孔曝气器表面所在断面的水平流速与微孔曝气器KLa20在P＜0.01水平上呈显著正相关。（3）推流式反应器内不同影响因素对微孔曝气器清水氧转移能力影响的研究结果表明,在不同断面流速（1.0 cm/s～5.0 cm/s）、曝气强度(37.5 Nm~3·（h·m~2）-1～62.5 Nm~3·（h·m~2）-1)、曝气密度（6%～10%）条件下,微孔曝气器的KLa20(3.2 h-1～9.8 h-1)与水温、断面流速、曝气密度、曝气强度呈正相关关系;微孔曝气器的标准氧转移效率SOTE（3.4%～5.3%）与断面流速、曝气密度呈正相关关系,与曝气强度呈负相关关系。（4）基于CFD的微孔曝气氧传质机理模拟研究结果表明,当曝气强度在37.5Nm~3·（h·m~2）-1～62.5 Nm~3·（h·m~2）-1范围内变化时,随断面流速增加（1.0 cm/s～5.0 cm/s）,气泡羽流与池底夹角逐渐减小（77°～64°）,最大气泡停留时间由1.3 s提高到1.5 s;当断面流速一定时,随曝气强度增加,气泡羽流与池底夹角减小幅度降低,气泡最大停留时间均降低到1.1 s。随着曝气密度提高,反应器上部流场水流向下运动的趋势减弱,底部流场水流流速提高,气泡羽流的上升速度降低;随着断面流速提高,反应器上部流场水流向下运动的趋势增强,底部流场水流流速提高,气泡羽流的上升速度降低;随着曝气强度增大,气泡上升速度提高,反应器上部流场水流向下运动的趋势减弱。（5）推流式反应器内微孔曝气污水氧转移能力变化研究结果表明,在好氧池的沿程不同测点微孔曝气器的αSOTE（1.1%～4.1%）与断面流速、曝气密度呈正相关;在高负荷条件下,微孔曝气器的αSOTE与曝气强度呈正相关;在低负荷条件下,微孔曝气器的αSOTE与曝气强度呈负相关。从污水处理过程负荷变化角度,好氧池的进水端宜采用高曝气强度、高曝气密度;而好氧池的出水端宜采用低曝气强度、高曝气密度。（6）动态推流微孔曝气器氧传质经验模型研究结果表明,与清水条件下的模型相比,微孔曝气器实际污水氧传质经验模型中的雷诺数、弗劳德数、曝气密度及水流、气流流速比对曝气器氧转移能力的影响程度较大。增大流场的湍流强度和剪切力,提高气液表面更新率,可有效提高活性污泥混合液条件下微孔曝气器的氧转移能力。（7）在实际污水处理系统内,好氧曝气过程微孔曝气器α值（0.24～0.92）在沿程四个测点的均值分别为0.58、0.63、0.66、0.69;曝气强度、断面流速、曝气密度的提高均可导致微孔曝气器α值增大。微孔曝气器优化α值（0.35～0.92）在沿程四个测点的均值分别为0.60、0.65、0.66、0.67。（8）构建了好氧池沿程微孔曝气器αKLa的氧传质经验模型,在已知清水KLa和各流体力学无量纲参数的基础上,通过求解该模型得到相应工况下的最优α值,建立了基于曝气密度（ρ）、曝气强度（q）、断面流速（v）、池长（l）的α值优化预测模型。最终提出了一种针对特定推流式好氧反应器曝气系统α值取值优化的方法流程。