污水土地凈化系統(tǒng)流態(tài)優(yōu)化研究.pdf

1、污水土地凈化系統(tǒng)的水力特性直接影響其污染物處理效果，這種影響主要由停留時間不同造成。研究污水土地處理系統(tǒng)的水力特性，可以了解土地處理的停留時間分布(RTD)，為設(shè)計參數(shù)的選擇及結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)。
　　以RTD理論為基礎(chǔ)，利用示蹤應(yīng)答技術(shù)對反應(yīng)器中水流的狀態(tài)進行分析。研究了不同布水和集水管網(wǎng)鋪設(shè)程度、承托層和表面水層、填料層填料粒徑對流態(tài)的影響。同時使用計算流體力學(Computational Fluid Dynamics，CFD)

2、軟件Fluent對反應(yīng)器中水流的流動方式進行模擬，將結(jié)果和示蹤劑流態(tài)試驗結(jié)論進行互補分析，并優(yōu)化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)。
　　研究表明，采用羅丹明B作為示蹤劑進行流態(tài)試驗結(jié)果比NaCl具有更好的重現(xiàn)性、更加準確。使用常規(guī)試驗RTD分析和CFD模擬共同發(fā)現(xiàn)驗證，由于在整個水平過水斷面上承托層的布水作用及集水層的集水作用，系統(tǒng)采用不同管網(wǎng)鋪設(shè)程度的布水和集水方式對流態(tài)的影響不大，體積效率均在90％以上。采用全管網(wǎng)布水與集水時，集水層及承托層對流態(tài)

3、的影響也不顯著：集水層使無效體積中滯留區(qū)所占的比例略有增加，軸向擴散系數(shù)依然接近低等擴散程度；承托層的增設(shè)對流態(tài)改變很小。管網(wǎng)鋪設(shè)為半管網(wǎng)時，集水層的集水作用及承托層的布水作用可以增加反應(yīng)器體積效率，并且集水層改變了水流流動的方式、消除了短流及大部分的滯留區(qū)；承托層減小了死區(qū)所占的比例，增加了體積效率。使用正交分析發(fā)現(xiàn)，各因素對體積效率的影響程度順序為：承托層>集水層>管網(wǎng)。經(jīng)優(yōu)化，“半管網(wǎng)-有集水層-有承托層”反應(yīng)器的體積效率最高，流