周边式二次沉淀池流态的计算模拟研究

通过计算模拟二沉池流态,解决了二沉池流态测定的难题,该模拟方法速度快、精度高、不需要实型池.通过对实际池的计算发现,周边式二沉池上溢流集中在靠池周边的区域,以垂直向上的流线为主,池中心上部存在着较大的水流死区,由此解释了该类型池澄清能力小的原因.     

活性污泥3号模型对实际工艺的模拟与分析

将活性污泥3号模型(ASM3)与Takács二沉池模型以及反应池流态模型相结合,构建了活性污泥系统模型,并采用Visual Basic 6.0语言编写了计算机模拟程序.将此程序应用于分段进水A/O脱氮工艺中试工艺,分别对其进行了稳态模拟和动态模拟,并取得了与实测值较为接近的结果.同时利用模型分析了运行控制参数对出水水质的影响,模拟结果与实际状况吻合.     

二沉池数值模拟研究的综述与评论

二沉池作为重要的污水处理构筑物,其运行性能决定着出水水质。二沉池两相流动的动力学行为对污泥沉降过程产生重要影响,其数值模型化及模拟对二沉池运行条件及结构设计优化具有重要意义。首先对应用于二沉池模拟的混合模型、组分输运模型、VOF-组分输运耦合模型的原理、模型精度、优缺点进行了探讨;其次,对影响二沉池内两相流动精确模拟的污泥沉降速度、混合液流变性质、外界风场、二沉池结构等因素进行阐述与分析,并梳理了目前的研究进展及不足;最后指出了今后二沉池数值模型及模拟的研究方向,以期为采用数值模拟手段对二沉池的研究提供借鉴和参考。     

一维分层弥散模型在二沉池模拟中的应斥

通过在二沉池一维分层模型中加入弥散作用建立了二沉池一维分层弥散模型,并采用数值求解的方法开发了二沉池模拟程序。利用竖流式沉淀池中试试验实测数据验证了模型的可靠性,以COST（欧洲科技领域研究合作组织）624/682文件中基准污水处理厂沉池晴天时的稳态和动态进水数据为模型输入值,分析比较了一维分层弥散模型模拟程序与国外成熟软件的模拟结果。结果表明,纳入了弥散作用的一维分层模型能较好地描述实际二沉池中的悬浮固体浓度分布,模拟结果具有较好的精度,有待于在二沉池模拟和控制领域进一步深入研究。     

基于质量守恒的二沉池一维通量模型

基于质量守恒定律,导出了二沉池的一维通量模型.模型考虑了二沉池表面积的变化,低浓度污泥沉降和区域沉降采用了Takács速率公式,压缩沉降采用了压缩沉降速率公式.结果表明,单元层的污泥质量守恒,模型在进水污泥浓度、进水流量、回流比及其组合的脉冲扰动下仍有较强的稳定性;二沉池出水悬浮物浓度与回流污泥浓度的模拟值分别为16.40mg/L与7.01g/L,和实测值范围15～19mg/L与646～8.32g/L较为吻合;污泥层高度的预测值为0.55m,与实测值0.45m较为一致同时,恰当地选取二沉池分层数和模拟迭代时间可以从根本上避免模拟失真,将二沉池分为30层及其以上可得到理想的模拟结果.     

城市污水处理厂初沉池与二沉池计算机模拟与设计模型研究

本文提出了适用于计算机稳态模拟与辅助设计的初次沉淀池及二次沉淀池悬浮物出水SS、BOD_5、COD去除率的通用数学模型。根据工厂实际运行数据,回归得到了平流式、斜板式初沉池及二沉池模型参数。并应用这些模型对污水厂初沉池及二沉池出水水质进行模拟,结果基本令人满意。为运用"系统方法"研制污水厂全流程计算机模拟与设计软件奠定了基础。     

活性污泥过程反应池与二沉池耦合模型与模拟

将二沉池一维通量模型与反应池活性污泥2号模型(ASM2)耦合,建立了活性污泥过程模型.模型应用于重庆某污水处理厂,结果表明,该模型可以较好地对出水中COD、SS、TN及TP进行模拟.针对该污水处理厂现行运行条件,分析了影响活性污泥系统的因素,提出优化运行参数,将二沉池污泥回流比由原来的0.75减至0.20～0.25,剩余污泥排放量从原来的591m³/d至204～249m³/d;将反应池污泥浓度由原来的1.2g/L增加至2.8g/L,可提高系统抗负荷冲击和抗低温的能力,改善系统出水水质.     

平流式二次沉淀池中异重流现象研究

通过对影响异重流形成因素的研究,发现在异重流的形成过程中进水污泥浓度对密度的影响远大于温度对密度的影响,二沉池的进水通常形成下层异重流.利用水力模型进行示踪试验,结果表明在平流式二沉池中存在明显的回流区.异重流对二沉池处理效果的影响有利有弊.     

悬浮填料滤池取代传统二沉池的中试研究

研究了一种生物氧化固液分离一体化新工艺,该工艺是在投料倒置AAO工艺好氧池末端设置悬浮填料滤池,从而取消原有工艺的二沉池。在现场与具有二沉池的传统投料倒置AAO工艺的中试对比试验中,滤池表面负荷控制为2.5m3/m2.h(进水量为2.0m3/h),出水SS达到18mg/L,低于同等进水量条件下投料倒置AAO工艺二沉池出水SS值(26mg/L),各项生化指标均满足处理要求。研究表明,新工艺在省却二沉池、节省占地的同时,充分发挥滤池内生物降解作用,达到一级出水水质标准的要求。     

二沉池设计补正

静沉试验法是常用的二沉池设计方法 ,但是仍存在一些问题。在分析大量有关资料的基础上 ,对该法作了较深入的研究。结果表明 ,静沉试验法能够体现二沉池的实际沉降行为 ,但对浓缩时间的解法需要加以纠正。该设计方法可以更好地应用于优化设计之中。     

周边式二次沉淀池流态的计算模拟研究的数值方法

利用一种半解析半离散的数值方法来求解偏微分方程,从而确定二次沉淀池的流态。该方法具有精度高、速度快、占用计算机内存小的特点。所编制软件可在486微机上运行。计算结果与文献相比较,一致性很好,从而验证了本文方法的正确性。还给出了池型尺寸变化对池中心上部水流死区的影响,为具体设计者提供了参考依据。为进一步的优化设计创造了条件。      

Performance of a novel vertical-flow settler: a comparative study

By increasing particle concentration and G value （root-mean-square velocity gradient） to enhance flocculation, a novel vertical-flow settler was designed to increase sedimentation effectiveness, and to simultaneously improve operational stabilization. Due to the gradual decrease in upward flow-rate of raw water, a floes blanket would form and suspend in the middle section of the settler, not at the bottom as in a conventional clarifier. Enough large floes, resulted from flocculation or fltration, would continuously settle out of the floes blanket, and simultaneously, the floes in raw water or those forming above the blanket would ceaselessly enter the floes blanket. As a result, the floes concentration in the blanket could keep a dynamic balance. The hydrodynamic shear in the blanket was improved by flow separation, which was induced by the abrupt change in flow channel. Due to the floes blanket and improved hydrodynamic shear, flocculation would be enhanced, which was helpful for removing fine particles in raw water. A comparative study showed that the novel vertical-flow settler had a much better performance in the removal of the particles in raw water than a conventional one, when they treated kaolin suspensions of different concentrations （500, 100 and 50 mg/L, respectively） coagulated by polyaluminum chloride（PAC1） at the up-flow rates of 1 and 2 mm/s, respectively.     

污水处理厂芳香烃和氯代烃逸散速率研究

以哈尔滨某城市污水处理厂中的芳香烃(苯,甲苯,二甲苯)和氯代烃(三氯甲烷,四氯化碳三氯乙烯,四氯乙烯)为研究对象,应用不同的数学模型计算了在不同季节条件下其在格栅、初沉池、生化池(厌氧段和曝气段)、二沉池处理单元中的逸散速率.结果表明,芳香烃和氯代烃在生化池逸散速率最高,苯和三氯乙烯的逸散速率分别为1.92~5.22g/s和16.94~18.8g/s.芳香烃逸散速率不符合《大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)》.芳香烃的逸散速率在生化池中下降很快,而氯代烃的逸散速率比较稳定.芳香烃和氯代烃在格栅的逸散速率最低,二甲苯和三氯甲烷的逸散速率分别为12.94×10-6~17.24×10-6g/s和1.88×10-6~2.58×10-6g/s.在沉淀池中,芳香烃和氯代烃春季逸散速率平均为夏季的1.7倍.春季二沉池苯、甲苯和二甲苯的逸散速率分别为初沉池的59.2%,53.3%和4.5%;而二沉池氯代烃逸散速率增加了13%.     

姚桥煤矿矿井水净化处理计算机控制系统设计

姚桥煤矿采用水力循环澄清池和重力式无阀滤池相结合的方法处理矿井水，是一种经济可靠的矿井水净化处理工艺。工程设计了一种实现该处理工艺的计算机控制系统，具有较好的灵活性、较高的可靠性和可维护性。     

星形线电除尘器内EHD流动与粒子行为数值模拟

为了研究星形线电除尘器内电流体动力学（EHD）流动与荷电粒子运动行为及两者间相互作用,构建了线板式电除尘器（ESP）内关于EHD和带电粒子运动学的耦合数值模型.该模型采用有限体积法离散求解电场方程和空间电荷方程,在拉格朗日法下建立带电粒子运动方程,并与FLUENT湍流模型进行耦合.利用这一模型,对3种电场风速下星形线电除尘器内流动形态与粒子运动行为进行了细致模拟,并分析了二次流动对气流、粒子浓度分布的影响.结果表明,星形线电除尘通道内二次流动对流动形态和粒子浓度分布存在显著作用.随电场风速的降低,这一作用将越明显.EHD流动对细小荷电粒子运动的影响更为显著.二次流动产生涡旋并作用于主流来影响粒子运动行为.收尘板面的涡旋挤压粒子流远离壁面向流动中心运动,放电极下游的涡旋则促进粒子流向收尘板壁面靠近.此外,由于捕集通道中强二次流的存在,Deutsch计算式对除尘效率、特别是对于亚微米粒子捕集效率的计算并不准确.     

涡流澄清技术处理微污染水源水试验

针对微污染水源水的特点及自来水厂普遍存在的水质问题,利用华东交通大学研制开发的一体化微涡流澄清池对原水进行强化常规处理试验研究。试验结果表明,当一体化微涡流澄清池进水流量为8 m3/h,进水浊度为21.7 NTU,投药量为10 mg/L时,澄清出水浊度稳定在3 NTU以下,UV254的去除率为25%,高锰酸盐指数去除率为41%;保持其他工况条件不变,投药量增加至16 mg/L时,澄清出水浊度稳定在0.5 NTU左右,UV254的去除率提高至40%,高锰酸盐指数去除率提高至60%。通过FCD和Zeta电位仪监测发现,在一定范围内,随着投药量的增加,Zeta电位逐渐上升,絮体等效直径增大,出水浊度下降,UV254和高锰酸盐指数去除率升高。     

初沉池内速度场数值模拟

采用改进的k-ε两方程模型和SIMPLEC算法,对平流式初沉池内速度场进行了数值模拟,研究发现:池内存在着一个小回流区和一个大回流区,小回流区位于进水区底部,大回流区位于入流挡板后的沉淀池上部,约占整个容积的30%~40%,是初沉池性能下降的重要原因。     

填充床快速启动厌氧氨氧化反应器及其脱氮性能研究

以城市污水厂二沉池污泥为种泥,以悬浮填料填充床生物膜反应器为厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器,采用高负荷培养法和好氧预挂膜低负荷培养法分别培养与富集厌氧氨氧化菌,并研究其脱氮性能.结果表明,好氧预挂膜低负荷培养法可以在较短时间内(90 d左右)快速启动厌氧氨氧化反应器,稳定期反应器出水氨氮和亚硝氮保持稳定,去除率均接近100%,总氮去除率在75%以上,高负荷培养法因高浓度氨氮和亚硝氮的抑制作用而启动失败(190d).启动过程中pH变化表明,厌氧氨氧化反应器出水pH略高于进水,pH值可用作厌氧氨氧化反应器启动进程的指示参数.上流式厌氧填充床ANAMMOX反应器具有高负荷和高效率的优点,当反应器进水氨氮和亚硝氮浓度低于800 mg/L时,其去除率几乎达100%,低于国家一级标准.     

基于数值仿真-响应表面法的二沉池优化研究

以长沙市某污水处理厂二沉池为例,采用多相流混合物模型与k-ε湍流模型结合对辐流式二沉池内速度场和污泥浓度场进行了数值模拟.以出水口悬浮物浓度(SS)为响应目标,对影响二沉池沉淀效果的3个影响因素(进水口流速、颗粒污泥粒径、挡板的淹没深度)进行中心复合设计(central composite design,CCD),并经响应表面法分析得到影响出水SS的二次回归模型,确定了二沉池沉降的最佳条件:进水口流速为0.03m·s-1,颗粒污泥粒径为220.41μm,挡板的淹没深度为3.45m,采用数值仿真模拟实验得到出水口悬浮物浓度值为2.4mg·L-1,较优化之前的仿真结果一周平均值6.7mg·L-1相比,其处理效率提高了64.2%.采用数值仿真和响应表面法结合对二沉池工艺条件进行优化研究,可以加速寻优过程,是工艺优化的辅助工具.