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迄今为止,国内外有关污水处理能量投入的研究非常有限,人们长期以来都将水质指标作为城市污水处理工艺评价的标准,而将能耗作为参考指标。本文结合目前城市污水处理技术的发展趋势,认为研究能量配置的优化是一个关系污水处理全局的问题,是解决污水处理技术问题的关键,同时还涉及污水处理技术的发展,是一个根本性的和具有长期效益的问题。
通过试验测量发现,新型一体化氧化沟厌氧区、缺氧区和好氧区内各断面的流速分布存在着不同的问题,厌氧区内侧流速偏低,中侧和外侧流速过高,缺氧区整体流速偏大,好氧区整体流速偏低。本文运用CFD模拟软件FLUENT对厌氧区、缺氧区和好氧区内各断面的流态进行数值模拟,并用实测流速进行验证,结果表明,模拟计算数据所显示的规律与实测数据所表现的特征是一致的。
通过减小厌氧区内混合推动能量的投入和调整水下推进器的安装位置,实现了厌氧区内流态的优化;通过减小缺氧区内混合推动能量的投入,降低了缺氧区的整体流速,使流态趋于稳定;通过适当加大好氧区内的混合推动能量的投入,提高了好氧区的整体流速,保证污泥不沉积。
研究认为,针对试验新型一体化氧化沟工艺来说,厌氧区投入2.21w/m3(以电机功率计,下同)的混合推动功率密度即可使沟内各断面流速达到0.2m/s以上,缺氧区内投入1.88w/m3的混合推动功率密度即可使沟内各断面流速达到0.216m/s以上,好氧区内投入1.99w/m3的混合推动功率密度即可使沟内各断面流速达到0.232m/s以上。
RNG k-ε湍流模型在流态模拟中的应用,为今后的水力试验大大的节省了所需的人力、物力和时间,并对试验结果的整理和规律的得出起到了很好的指导作用,为解决实际的工程问题开辟了道路。本文所做试验均是在山东省枣庄新城污水处理厂内完成的,本文所得混合推动能量的优化配置,为污水处理厂的运行以及类似工艺的设计和设备选型提供了参考。