循环推流式固定化微生物反应器的设计及优化研究.pdf

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1、巧古单化论义循环推流式固定化微生物反应器的设计及优化研究Ｙ＇’；＇＇＇＾．；艰约哉．＾〇，；‘’‘．；；叛＼沪亨、．、＇－４．，．＇，．Ｖ：赵縣挺巧扁Ｖ，Ｉ——：嘴巧扛聲ＩＭＩＩＨ二〇－五年五月＂巧分类号Ｘ５０５密级公开ＵＤＣ硕±学位论文循环推流式固定化微生物反应器的设计及优化研究赵骼学科专业化工过程机械指导教师黄世創论文答辩日期２０．０５．１７５．０６３０１５学位授予日期２０１答辩委员会主席林格端广西大学学位论文原初性和使用授枚南明本人声明所呈交的论

2、文，是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除已特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得广西大学或其它单位的学位而使用过的材料一。与我同工作的同事对本论文的研究工作所做的贡献均已在论文中作了明确说明。本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品，知识产权归属广西大学。本人授权广西大学拥有学位论文的部分使用权，目Ｐ；学校有权保存并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论，可文被查阅和借阅１＾将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可

3、ｙＡ采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用授权。囚不保密。请在＂＂Ｗ上相应方框内打Ｖ（）论文作者签名？：挺Ｉ參日期：《，冷指导教师签名；日期作者联系电话：电子邮箱：循环推流式固定化微生巧反应器的设计及优化研究巧要一种潜在的水资源城镇生活污水是，对其净化处理并再利用，既能减轻水体污染程度，改善生态环境，又能解决城镇的缺水问题。固定化微生物技术因其独特的优越性成为污水处理及环境保护领域的研究热点。然而现有的固定化微生物反应器不适用于较为分散、难收集且多滞留在水深较浅的湖塘

4、、水挂等区域的城镇生活污水。针对广西壮族自治区宁明县爱店村某生物氧化塘污水处理项目，尝试一种循环推流式固定化微生物反应器研发设计。主要包括反应器筒体设计、固定化微生物载体的选择Ｗ及曝气系统的设计。反应器内流场的流体力学行为十分复杂－￣。通过对气液固＾相模型的简化、气液两相流的形态研究、气－液相间氧的传质及循环推流原理分析，有助于明确影响反应器性能的一设计参数，为进步改善和优化反应器的结构提供依据。根据曝气头安装髙度分别为６５０ｍｍ，７５０ｍｍ，８５０ｍｍ，定义方案Ａ、Ｂ、Ｃ为Ｈ种不同结构反应器。利用计算流体力学软件Ｆｌｕｅｎｔ６．３对

5、反应器内部流场进行数值模拟。通过对流体速度云图、速度矢量图Ｗ及液相出口速度分布图进行分析，结果表明方案Ａ中曝气头上方出现大的縦祸，且液‘１’相流速小于０．２５ｍｓ；方案Ｃ中曝气产生的轴向力不能充分带动液相流上升二一，且分之出口面积的液相速度小于化０５方案Ｂ既有充足的升程供空气与水之间的氧的传质，又有较高的液相出口速度保证流体的循环。因此方案Ｂ是最佳方案，即最佳曝气安装高度为八０ｍｍ。同样方法对曝气Ｉ量不同的方案Ｂ、Ｄ、Ｅ进行数值模拟，其模拟结果为方案Ｅ，即曝气量为私１口０．５ｋｇ时，液相出速率最大，有利于流体循环。为验证数值模拟结果

6、一，设升套试验方案的准确性和可靠性；Ｗ清水作为试验对象，利用ＮａｓＳＯｓ作为还原剂进行消氧，Ｃ０ＣＩ作为催化剂加快消氧速率。由不同曝气头安装２高度的溶解氧变化曲线图可知，与方案Ａ和方案Ｃ相比，方案Ｂ充氧速率较快。；由不同曝气量的的溶解氧变化曲线图可知，方案Ｅ的充氧速率最快实验结果均与数值模拟结果一致。将优化后的反应器置于氧化塘内运行，经过３０天的水质监测，水体中－－３３３ＣＯＤ－ｍ’ｍ’ｎＴ化学需氧量浓度（）从５８下降到１４，总磯浓度从０．７６ｇｇｇ３一，下降到化１９ｎｆ。氨氮浓度虽然有定的波动ｇ，但整体呈下降趋势，从１１３‘－ｎｆ

7、ｍ－３降至７。氧化塘内鱼类大面积死亡现象消失，恶臭味道不在ｇｇ，水藻横生的状况解决，整个水体中的生物圈体系得改善，提升了氧化塘的自我降解能力。关键词：圓定化微生物反应器循环推流设计数值模巧结构优化ＷＥＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮＲＥＳＥＡＲ州ＡＮＤＤＥＳＩＧＮＯＦＣＩＲＣＬＥＰＵ如－ＦＬＯＷＭ抓ＯＢＩＡＬＲＥＡＣＴＯＲｌＡＢＳＴＲＡＣＴ＂Ｕｒｂａｎｓｅｗａｇｅｉｓａｋｉｎｄｏｆｏｔｅｎｔｉａｌｗａｔｅｒｉｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｐｕｒｉｉｎａｎｄｒｅｕ