一种槽式曝气的气泡与切应力分布的研究方法技术

本发明专利技术公开一种槽式曝气的气泡与切应力分布的研究方法，包括研究对象选取、计算模型及边界条件、模拟设计、验证实验、模型验证。该研究方法基于计算流体力学模拟方法，结合实验校核的流变模型来模拟活性污泥的流变性质,以及表面张应力模型来模拟气液交界面性质，从而模拟采用新型槽式曝气装置的平板膜组器在膜生物反应器中的水力学表现。模拟结果与实验结果较吻合，该方法可以进一步用于优化曝气槽，包括出气孔排布以及曝气槽距离膜片底部距离，以提高膜组器内膜片表面切应力的均匀分布。

A Study Method of Bubble and Shear Stress Distribution in Tank Aeration

【技术实现步骤摘要】
一种槽式曝气的气泡与切应力分布的研究方法
本专利技术属于膜生物反应器
，具体涉及一种槽式曝气的气泡与切应力分布的研究方法，该方法基于计算流体力学方法，研究模拟了采用新型槽式曝气的平板膜组器在膜生物反应器中的水力学表现。
技术介绍
在污水处理过程中，采用一定的方法和设备，向污水中强制通入空气，使池内污水与空气接触充氧，并通过气泡上升流搅动液体，加速空气中的氧气向液体中的传输，防止池内悬浮物体下沉，加强池内有机物与微生物及溶解氧的接触，对污水中有机物进行生物降解，这种向污水中强制增氧的过程就叫做曝气。曝气也被广泛应用于浸没式膜生物反应器的膜池区通过在膜组器内部产生切应力促进污泥颗粒反向传输来控制膜污染。平板膜组器中的气液两相流可分为气泡流与活塞流两种。与小气泡上升流相比，大气泡曝气能够产生较大的局部切应力，因此被广泛认为具有更高的膜污染控制效率。然而，在研究中发现，大气泡明显的颗粒性也导致其在膜组器中产生的切应力分布很不均匀，实验中表现出比小气泡更低的膜污染控制效率。在实际运行中，由于曝气孔的尺寸较大，通常≥3mm，使得采用大气泡曝气装置的大型膜生物反应器在运行过程中容易产生积泥，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种槽式曝气的气泡与切应力分布的研究方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）研究对象选取：选取装配有三层平板膜膜组器的长4.4m、宽1.88m、高2.5m的膜生物反应器膜池；（2）计算模型及边界条件：包括几何建模与网格划分、物理模型及边界条件；（3）模拟设计：采用单变量模拟来研究曝气系统设计变量，单变量包括曝气口排布、曝气槽端口设计以及曝气槽距离膜片底端的距离；（4）验证实验：在一个180 cm×10 cm×100 cm的有机玻璃膜池中进行，池中安装一个有机玻璃材料的透明曝气槽，曝气槽两端封口，顶部距离液面高度15厘米，在曝气槽两端的气体进口管内径4厘米，采用浓度为0.5g/L的黄原胶溶液作...

【技术特征摘要】
1.一种槽式曝气的气泡与切应力分布的研究方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）研究对象选取：选取装配有三层平板膜膜组器的长4.4m、宽1.88m、高2.5m的膜生物反应器膜池；（2）计算模型及边界条件：包括几何建模与网格划分、物理模型及边界条件；（3）模拟设计：采用单变量模拟来研究曝气系统设计变量，单变量包括曝气口排布、曝气槽端口设计以及曝气槽距离膜片底端的距离；（4）验证实验：在一个180cm×10cm×100cm的有机玻璃膜池中进行，池中安装一个有机玻璃材料的透明曝气槽，曝气槽两端封口，顶部距离液面高度15厘米，在曝气槽两端的气体进口管内径4厘米，采用浓度为0.5g/L的黄原胶溶液作为模型溶液；（5）模型验证：在不同曝气强度下，测量气液交界面位置和不同曝气孔出气分布。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪菲，王远，大卫·韦特，纪超，李广，
申请(专利权)人：江苏新宜中澳环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32