好氧顆粒污泥的水動(dòng)力學(xué)及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究.pdf

1、好氧顆粒污泥技術(shù)因其對(duì)城鎮(zhèn)與工業(yè)污水的高效處理而被廣泛研究。經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已采用不同廢水和運(yùn)行條件培養(yǎng)好氧顆粒污泥,并對(duì)顆粒的物理、化學(xué)、生物特性進(jìn)行了較全面的研究。好氧顆粒具有相對(duì)規(guī)則的外形,密度大,結(jié)構(gòu)密實(shí),沉淀性能突出等優(yōu)點(diǎn)。然而,好氧顆粒污泥的不穩(wěn)定性仍然是阻礙其進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的主要瓶頸。盡管有不少學(xué)者通過(guò)研究影響顆粒污泥的穩(wěn)定性因素,而提出強(qiáng)化好氧顆粒穩(wěn)定性的定性方法,但有關(guān)顆粒污泥結(jié)構(gòu)破壞的力學(xué)角度的研究未能定

2、量分析了解。
　　了解好氧顆粒污泥的力學(xué)參數(shù)是對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析的第一步。本文采用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方式,先對(duì)好氧顆粒污泥進(jìn)行彈性受壓實(shí)驗(yàn),然后在ANSYS中建立模型并求解計(jì)算,最終通過(guò)試算得出好氧顆粒污泥的彈性模量為0.018MPa。在顆粒污泥彈性變形后,進(jìn)一步對(duì)顆粒污泥進(jìn)行單軸受壓實(shí)驗(yàn),直至完全破裂。通過(guò)儀器記錄顆粒污泥的應(yīng)力和應(yīng)變,從而得到了好氧顆粒污泥的單軸受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線圖。
　　本文借助分形理論得到好氧顆粒

3、污泥的水力特性參數(shù),并采用計(jì)算流體力學(xué)的方法,在FLUENT軟件中模擬了具有滲透性的單個(gè)顆粒污泥在不同孔隙率和外部流體速度下的水力特性,如顆粒內(nèi)外流場(chǎng)分布,表面受力等。由模擬結(jié)果可知,雷諾數(shù)和初級(jí)粒子直徑的增加均會(huì)導(dǎo)致顆粒內(nèi)部對(duì)流的提高;提高顆粒的孔隙率有助于降低顆粒表面所受總壓力,但對(duì)剪切力幾乎沒(méi)有影響。另外,本文還借助FLUENT模擬,建立了一種新的方法得到好氧顆粒污泥的流體聚集效率,并和公式計(jì)算值較好的吻合。
　　基于氣液兩