【摘 要】
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立体循环一体化氧化沟(IODVC)是一种采用上下两层沟道结构形式的新型氧化沟工艺,它赋予了混合液上下循环推流这种独特的流动方式,可以进一步减少占地面积和节约能耗,具有非常
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立体循环一体化氧化沟(IODVC)是一种采用上下两层沟道结构形式的新型氧化沟工艺,它赋予了混合液上下循环推流这种独特的流动方式,可以进一步减少占地面积和节约能耗,具有非常好的工程应用前景。本文借助GAMBIT网格生成工具和FLUENT计算流体动力学软件,利用多重参考系模型(MRF)模拟曝气转刷装置的转动,采用风扇模型模拟底部推流器,湍流模型采用RNG k-?两方程模型,基于有限体积法和SIMPLE算法建立起IODVC二维单相流模型。依据该模型,系统展开对IODVC反应器整体流场特性的数值模拟研究,探究其在运行过程中可能存在的问题,并对反应器底部推流器、曝气转刷装置和两侧弯道三个局部区域进行优化,旨在构建IODVC反应器最佳结构形式。本文在局部区域单因素优化研究的基础上,对这三个区域进行了组合工况分析,引入混合液流速大于0.25m/s的区域所占百分比P值作为衡量其循环推流效果的重要指标,并在局部区域设置监测流速断面比较优化前后混合液流速分布曲线,保证了优化结果的准确性。研究结果表明:(1)中央隔板底部及两侧弯道区域是污泥淤积危险区,极易形成流动死角;上沟道及右侧弯道流速分布受表面转刷影响较大,可以尝试调整转刷装置淹没深度和合理选择水平安装位置进行优化;左侧弯道和中央隔板底部流速分布主要受推流器的影响,合理布置推流器安转方式可有效改善IODVC流场特性。(2)底部推流器安装在直道处比安装在弯道处有更好的推流效果,最佳安装位置在直段左端起约3/4处,推流器叶片轴心高度与下沟道水深之比y/h为0.18。(3)曝气转刷装置叶片最佳浸深比d/h为0.14,最佳安装位置距进水口0.56m,在反应器主沟道左端起1/4处。(4)弯道导流板半径与弯道半径之比r/R为0.4时,反应器循环推流效果最佳,污泥低速沉积区域范围最小。局部结构优化研究得到的IODVC反应器最佳结构形式,可以为IODVC进一步优化设计和工程应用提供参考。
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