循环移动载体生物膜反应器水力特性探讨论文

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1、循环移动载体生物膜反应器水力特性探讨论文摘要：循环移动载体生物膜反应器是利用表面附着生物膜的填料，在好氧条件下，通过曝气来实现填料的循环移动，使水流与填料充分接触，达到高效处理有机废水的一种新型工艺，具有生物量高、不堵塞且无需反冲洗等特点。关键词：循环移动载体生物膜反应器水力特性HydraulicCharaotristicsOfCirculatedMovingCarrierBiofilmReactorAbstract:Thecirculatedmovingcanierbiofilmreactor(CMCBR)isaneenttechniquethatfi

2、llersvedthatCMCBRismorelikeaCSTRaccordingtothehydrauliccharacteristicex-periment.usingenergyequationthenoemainfactorsarepointedout.AerationperfOnnanceisalsoparedandanalyZedinthedifferentgasfloent;biofilmreactor;fillingrate;CSTR引言循环移动载体生物膜反应器是利用表面附着生物膜的填料，在好氧条件下，通过曝气来实现填料的循环移动.fre

3、el3，形状为小圆柱体（直径约10mm，高7mm），体内有米字支撑，外侧沿径向伸展许多尾翅。填料在反应器内的填充比根据实际需要确定，最高可达到70％。生物膜可附着的比表面积约为500m2／m3，由于生长在该柱形填料外表面的生物膜比内表面少得多，实际的附着表面积仅为350m2／m3左右1。1流态特征1．1反应器构造循环移动载体生物膜反应器的有效水深1.20m．有效容积172L，由导流板将其分成提升区和回落区，见图1。1．2水流流态在连续污水生物处理反应器中，水的流态存在两种型式——推流式和完全混合式。但在大多数反应器中，水的流态介于两者之间。循环移动载体生

4、物膜反应器大致符合完全混合的特征，载体在反应器内循环移动时，污水被不断提升形成循环，而且循环水量远大于进水量。当原水进人反应器后，会很快与循环水混合而被稀释，从而被均匀分散到整个反应器的容积内。具体表现为，在不同进水流量下，反应器内各区域的COD值相差不大，而且随着进水流量的增大，不同区域COD的差值越来越小，数据见表1。1．3水力性能在反应器内，废水循环的动力来源于提升区和回落区的压差，此压差等于流体流动的动能、沿程阻力损失以及局部阻力损失之和2。以反应器底部质量为m的微元为研究对象，根据能量方程，得：（1-Zh）mgh-（1-Zt）mgh＝mut2／

5、2-muh2/2+∑ξimut2/2(1)式中：m——元体的质量，g；g——重力加速度，m/s2Zh——回落区气体的滞留量，无量纲；Zt——提升区气体的滞留量，无量纲；uh——回落区液体流速，m／s；ut——提升区液体流速，m／s；h——反应器的高度，m；∑ξi——沿程阻力和局部阻力系数之和。（1）式两边同时除以mg，得：（1-Zh）h-（1-Zt）h＝ut2／2g－ut2／2g+∑ξiut2/2g（2）由于在提升区曝气，大量气体在提升区上部逸出，回落区夹带的气体滞留量很小，与提升区相比可忽略不计，即Zh≈0上式可简化得：Zth＝ut2/2g-ut2/2

6、g+∑ξiut2/2g（3）而uh=(At／Ah）ut式中：At、Ah——分别为提升区和回落区的横截面积，得：Zt=ut2（1－At2／Ah2+∑ξi)／2gh（4）假定提升区气体滞流量二；与供气量Qg成正比，即Zt＝KQg，代入得：KQg=ut2（1－At2／Ah2+∑ξi）／2gh（5）由式（5）可知：①气量Qg对反应器中液体的循环及混合情况影响很大。当Qg和h一定时，循环速度与提升区和回落区的面积之比At／Ah、阻力系数有关。②影响阻力系数ξi的主要因素是导流板底与反应器底之间的距离，因为回落区下向流动流体在导流板底部经180度转弯进人提升区而向上

7、流动，这种流动方向的改变造成的水头损失较大。当Qg和h固定时，导流板底与反应器底部的距离越大，则阻力越小，循环速度越大。③若Qg固定，导流板上下位置固定，左右位置也固定（At／Ah固定），增大反应器的有效水深h，虽然流体的沿程阻力损失也增大，但其增大幅度小于h的增大，所以上升流速也增大。④若At／Ah固定，h一定，气量Qg越大，ut越大，也就是说，在已经确定了反应器的设计参数后，只能通过控制气量Qg来控制反应器内的循环移动速度。但Qg变大，能耗将增加而使处理工艺不经济。本试验所用的循环移动载体生物膜反应器导流板距反应器底部的距离为250mm，提升区与回落

8、区的横截面积比2／3，提升区的水流速度大于回落区，有利于载体的循环移动。试验表明