论文部分内容阅读
随着“水十条”和新环保法的颁布,水质超标“按日计罚”和“追究刑责”堪称史上最严,又迎来“非洲猪瘟”和养殖废水新地标的实施可谓是雪上加霜。养猪场污水具有典型的“三高”特征,CODCr高达300012000mg/L,氨氮高达8002200mg/L,SS超标数十倍,而且一般都含有对生物细菌有抑制作用和难以降解的活性剂成份,因此,这些废水经过厌氧-好氧-深度处理才能达标排放。其中,厌氧发酵是必不可少的最重要的一个环节,但苦于养猪是一个微利行业,建造一个又便宜又耐用且效果又好的发酵罐是众多养猪户亟需的产品。而目前较高浓度（530%）厌氧发酵罐和搅拌器多采用经验公式进行结构设计,适用性差,寿命短,耐久性差,搅拌效果差,存在死角,物料易酸化,细菌坏死等现象。本文针对这些问题,通过理论分析、数值计算及现场试验等方法,对发酵罐及搅拌器进行结构设计,并结合流体力学分析和现场试验,对搅拌器的安装位置及倾角进行优化设计,主要工作和成果如下:（1）依据设计条件,对发酵罐及开口补强、搅拌器、换热盘管等进行结构力学分析,完成了发酵罐整体及搅拌器等结构设计;（2）运用计算流体力学分析软件,建立了流固耦合模型,对搅拌器安装位置、倾角、转速等多因素影响下不同浓度流场进行分析,获取了转速对流场影响最大、搅拌器大小次之,安放位置、安装角度互有影响,得到了搅拌器的最佳安放位置和倾角;（3）针对发酵罐高径比大、风载和地震荷载下易倾覆的特点,建立发酵罐动力有限元模型,对其进行模态和地震谱响应分析,得到了相应的刚度、强度的设计限值;针对搅拌器的搅拌过程中易出现叶片变形弯曲从而导致搅拌不理想的问题,建立搅拌器有限元模型,对其进行单向流固耦合分析,得到了搅拌器在不同参数下的强度、刚度限值。（4）针对养猪场道路崎岖、路面窄、起重机难以进入的特点,对罐体和罐顶进行了轻量化设计,得到了更好的结构形式和参数;同时结合现场试验对搅拌下的发酵罐内流场均匀性进行了试验分析,达到了既定的设计要求。