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OGO反应系统流态及脱氮除磷试验研究

作　者: 罗文娟
导　师: 罗固源
学　校: 重庆大学
专　业: 环境工程
关键词: OGO反应系统数值模拟流态水下推进器生物脱氮除磷
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

OGO工艺是本课题组在OCO工艺基础上进行试验分析及改进,形成的一种简易、高效、经济的污水脱氮除磷新工艺。该工艺目前已获得国家实用新型专利(ZL2005 2 0010545.7)。本论文就是运用试验和CFD数值模拟的方法研究OGO反应器水下推进器的位置对流态以及脱氮除磷的影响。本研究的具体内容如下:(1)OGO系统流态的试验研究;(2)利用FLUENT软件对OGO系统流场进行数值模拟;(3)研究OGO系统两种不同的水下推进器位置对系统脱氮除磷的影响;(4)研究OGO系统内的反硝化除磷现象。通过示踪剂试验,对OGO系统流态进行了研究,结果显示:OGO反应器内的液流流型呈现为整体全混流和局部推流的流型特性,但在不同的水下推进器的配置下——配置二(同时开动A和B)比配置一(只开动B)的推流现象有所增强,反应器的串联搅拌釜数(N)呈现增加的趋势;且死区百分率较小,容积利用率较高。通过计算流体力学软件FLUENT建立数学模型,对OGO系统在两种不同的水下推进器配置下的流场进行了数学模拟,通过模拟得到的流速与实测流速对比,说明了模拟是可靠可行的。研究两种不同配置对OGO系统脱氮除磷的影响,两种方式对污水均有较好的去除有机物和脱氮除磷效果,配置一对COD、TN、NH3-N、PO43—P、TP的平均去除率分别为90.03%、71.94%、82.51%、81.38%和87.03%。但配置二相对略高,对COD、TN、NH3-N、PO43--P、TP的平均去除率分别达到91.33%、76.12%、83.97%、83.47%和89.21%。结合流态试验,得出配置二是较为合理的方式,并进一步研究OGO系统在此配置下的反硝化除磷现象,以及反硝化吸磷的影响因素。本研究是“中国西部小城镇环境基础设施经济适用技术及示范(荷兰政府赠款项目)”和国家自然科学基金课题“基于理想流态的城市污水生物处理反应技术研究”(50378095)的部分内容。本文的研究内容可以为OGO工艺的工程应用提供依据。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1 绪论  10-28
  1.1 水体富营养化及其危害  10-12
    1.1.1 水体中氮磷的来源及分类特性  10-11
    1.1.2 水体富营养化的危害  11-12
    1.1.3 污水脱氮除磷的必要性  12
  1.2 废水生物除磷原理及技术  12-15
    1.2.1 生物除磷原理  12-13
    1.2.2 典型的生物除磷工艺  13-14
    1.2.3 同时除磷脱氮系统存在的问题  14-15
  1.3 反硝化同时除磷系统及研究现状  15-24
    1.3.1 反硝化同时除磷机理  15-16
    1.3.2 反硝化同时除磷系统研究现状  16-18
    1.3.3 反硝化除磷工艺及存在问题  18-24
  1.4 课题的提出及研究内容  24-28
    1.4.1 OGO 工艺简介  24-26
    1.4.2 课题的提出  26
    1.4.3 研究内容  26-28
2 污水生物处理反应器原理及反应器流态研究概述  28-38
  2.1 废水生物处理中对反应器技术的研究  28-31
    2.1.1 废水生物处理中对反应器技术研究现状  28-30
    2.1.2 反应器技术的实质  30-31
  2.2 反应器流态的研究方法  31-38
    2.2.1 流体停留时间分布函数  31-36
    2.2.2 激光测速法  36
    2.2.3 数值模拟法  36-38
3 OGO 系统流态的试验研究  38-45
  3.1 描述流态特征的统计函数  38-39
  3.2 试验装置与流程  39-40
    3.2.1 试验装置  39
    3.2.2 试验流程  39-40
  3.3 试验方法  40-41
  3.4 试验结果与分析  41-43
    3.4.1 试验结果  41-43
    3.4.2 试验结果分析  43
  3.5 本章小结  43-45
4 OGO 反应器流场数值模拟  45-57
  4.1 计算流体动力学概述  45
  4.2 三维湍流模型的选择  45-51
    4.2.1 流体多维流动基本控制方程组  45-48
    4.2.2 环境水力学中的湍流模型  48-49
    4.2.3 OGO 反应器模型的选择  49-51
  4.3 模型的应用  51-52
    4.3.1 模型简化  51
    4.3.2 计算域  51-52
    4.3.3 边界条件  52
  4.4 计算结果与分析  52-56
    4.4.1 模拟计算结果  52-55
    4.4.2 实测结果  55
    4.4.3 结论分析  55-56
  4.5 本章小结  56-57
5 OGO 系统脱氮除磷效果试验研究  57-68
  5.1 试验装置、流程及监测分析方法  57-58
    5.1.1 试验装置及试验流程  57
    5.1.2 试验水质与监测分析方法  57-58
  5.2 OGO 系统脱氮除磷效果试验研究  58-62
    5.2.1 试验方法  58
    5.2.2 试验结果及分析  58-62
  5.3 OGO 系统反硝化除磷效果试验研究  62-67
    5.3.1 系统反硝化聚磷现象  62-63
    5.3.2 OGO 系统反硝化吸磷的影响因素分析  63-67
  5.4 本章小结  67-68
6 结论及建议  68-70
  6.1 结论  68-69
  6.2 建议  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-75
附录  75-77

OGO反应系统流态及脱氮除磷试验研究

内容摘要

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