三相生物流化床的相含率及气液传质性能研究.doc

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1、三相生物流化床的相含率及气液传质性能研究摘要：采用内循环三相生物流化床，用清水进行了在不同活性炭载体加入量下，当进气量改变时流化床内的气液传质性能的实验，认为当Ug≥0.75m3/h时，随着气体流量增加，可改善流化床的氧传质效率，缩短循环时间和混合时间，提高气含率，但过高的气体流量（Ug≥1.1m3/h）并不利于流化床的操作。载体加入量增加，会导致氧传递性能下降，循环时间和混合时间缩短，气含率减小。关键词：内循环三相生物流化床氧传递效率气含率StudyonthePhaseHoldupandGas-LiquidMassTransferEffi

2、ciencyinBiologicalFluidisedBed　　　　　　　Abstract:Gas-liquidmasstransferefficiencytestwithtapwaterandvariedactivatedcarboncarrieradditionatvaryingamountofinletairinaninternalrecyclethree-phasebiologicalfluidizedbedshowsthatwhenUg≥0.75m3/h,theoxygentransferefficiencyinthefluidi

3、zedbedcanbeimproved,thecirculatingtimeaswellasthemixingtimecanbereduced,andtheaircontentcanbeincreasedwiththeincreaseofairflow,whiletoohighanairflow(Ug≥1.1m3/h)isunfavorabletotheoperationofthefluidizedbed.Increaseofcarrieradditionwillresultinthedecreasedoxygentransfereffic

4、iency,shortenedrecycletime,mixingtimeaswellasthedecreaseofaircontent.　　Keywords:innerrecycleThree-PhaseBiologicalfluidizedBed;oxygentransferefficiency;aircontent　　生物流化床技术是70年代以来兴起的新型高效污水处理技术。其中的内循环三相生物流化床反应器是比较广泛研究和使用的一种。　　气相含率和液体循环速度是流化床反应器流体力学性能的两个重要参数，而传质特性主要通过体积氧传质系数来反

5、映。反应器内混合强度及传质过程与液体循环速度及气相合率有很大关系，反应器结构参数对液体循环速度与气相含率及其分布有显著的影响。如何提高流化床内的混合强度和氧传递能力，使之适合于强需氧过程中、高浓度有机废水的处理是值得深入研究的课题。本文主要从气相含率、液体循环速度及体系氧传质系数来研究内循环三相生物流化床流体力学与传质特性，为放大设计与工程应用提供依据。61实验装置及方法　　实验所用的内循环生物流化床反应器高1.1m，有效容积36L，由升流区、降流区和三相分离区组成，高径比（H／D）为6.0，内外径比（D1／D2）为0.65，由有机玻璃制成

6、。　　在流化床中加入粒径为0.3～2mm、比表面积约900m2/g的颗粒活性炭作为载体。活性炭的有效体积与流化床有效体积之比分别为3％、6％。　　为增加流化床内部的紊动和传质效果，在内筒的中部开有孔，一部分上升的流体可以从此与降流区的流体混合，进一步增强了流化床内部的传质效率，使反应器更接近于全混型流态，有利于保持流化床各处溶解氧的均匀性。因为进液流量较小，循环推动力主要来自压缩空气。　　采用膜电极测定溶解氧的变化来测定不同固含率下氧传递效率，方法如下：在进水中加入适量的亚硫酸钠和催化剂氯化钴，使流化床中水的溶解氧降为0。鼓入空气，同时将溶

7、解氧仪放入流化床内，每隔10S测定溶解氧的变化。测定出溶解氧随时间的变化后，根据时间t对ln（CS－C）作图可得一条直线，其方程是：ln（Cs－C）＝－KLa.t十常数。根据此直线的斜率可得到氧的总传递系数，其中Cs是实验温度下水的饱和溶解氧，C是实验测得的溶解氧浓度。　　tc表示的是液体在反应器内完成一个循环的流动所需要的时间，主要由液体循环速度确定；tM为混合时间，指某一物质加入反应器内达到完全混合所需的时间。采用脉冲法在不同水力停留时间和气体流量下，利用电导率仪测定混合时间tM、循环时间tc的变化。　　采用排出体积法测定气含率的变化情

8、况。在不通入液体的情况下，向装满水的流化床内鼓入空气，根据溢出的水量与流化床有效体积之比，测定不同气体流量下的气含率εg。2结果与讨论　　载体的加入会改变气液流相的性质，也就会改