卧式搅拌床反应器的返混特性

在卧式搅拌床反应器冷模实验装置中,使用不同的聚丙烯粉料,采用脉冲示踪法测定了不同搅拌桨结构下的停留时间分布,同时分别采用多级全混釜串联模型和双参数模型对实验结果进行了模拟计算。结果表明:叶片桨的卧式釜搅拌返混最大,最接近于全混流;T型桨的卧式釜搅拌返混最小,最接近于平推流。     

双层桨结构自吸式反应器的气含率

根据单层桨自吸式反应器吸入的气体主要集中在反应器上部的缺陷,采用了4种桨型作为下层搅拌桨,并研究了下层桨桨径、桨间距和导流筒的影响.测定了釜内总气含率与釜下半部的气含率,发现下层桨不仅决定气含率在釜下部的分布情况,而且对自吸式桨的气体吸入量也有很大影响,与理论推导的结果完全吻合.找到了合适的搅拌浆组合形式,该组合符合流体力学理论,在工业装置上的应用取得成功.     

厌氧氨氧化反应器的稳定性及其模糊评价

采用统计学和模糊数学方法对厌氧氨氧化（ANAMMOX）反应器的运行稳定性进行了定量的对比研究．结果表明：同一构型的反应器对不同类型的冲击负荷具有不同的效应，基质浓度冲击下反应器的稳定性参数值是水力负荷冲击下的1．68～5．44（平均为2．9）倍；ANAMMOX反应器的抗水力负荷冲击能力明显强于抗基质浓度冲击能力；不同构型的反应器对同一类型的负荷冲击也有不同的响应；颗粒污泥床的抗基质浓度；中击能力最强，生物膜反应器次之，厌氧序批式反应器（SBR）最弱；SBR的抗水力负荷冲击能力最强．颗粒污泥床次之，生物膜反应器最弱．模糊综合评价表明，颗粒污泥床的抗冲击负荷能力最强，生物膜反应器次之，SBR最弱．     

厌氧陶粒附着膜膨胀床启动及运行实验研究

采用载体吸附法的固定化方式培养了高活性的厌氧生物膜颗粒,并研究了反应器的启动运行、工艺特性及污泥特性等规律,探索用生物膜颗粒取代厌氧颗粒污泥的可行性,以缓解国内颗粒污泥供应不足的问题.实验装置采用厌氧附着膜膨胀床,投加人工配水,裸载体为陶粒(湿视密度1310kg·m-3,平均粒径0.32mm).实验分初次启动、二次启动及稳定运行两个阶段进行,反应器仅需24 d就可完成启动,COD容积负荷最高达到18kg·m-3·d-1,相应的COD去除率在70%～80%之间.     

好氧MBBR连续流和间歇流的挂膜试验研究

采用合适的挂膜方法能够加速好氧移动床生物膜反应器(MBBR)的启动,并能使其稳定运行.通过不同填充率下静态清水试验,观察了相应曝气强度下移动床生物膜反应器中填料流化状态,测定其充氧性能,且通过试验对连续流和间歇流两种挂膜方法进行了比较,对两种挂膜方法下填料上的生物膜厚度和生物相及填料对有机物和氨氮等指标的去除情况进行了测定和分析.结果表明,反应器的最佳填充率为50%;间歇式进水的挂膜方法可以加快好氧移动床生物膜反应器的启动,一个月左右COD去除率能达到将近60%,氨氮去除率在90%左右,生物膜厚度大多在100~150μm,显微镜下观测到的生物相已比较丰富,出现了钟虫、吸管虫类原生动物,启动时间明显少于采用连续式进水的挂膜方法;连续式进水的试验条件下得出培养生物膜的最佳水力停留时间(HRT)在5 h左右.     

移动床生物膜反应器中两种填料氧传质性能的比较

在移动床生物膜反应器中,填料是废水处理工艺的核心,也是加强传质的基本手段.笔者选用Mutag BiochipTM填料1,WD-F10-4型BioMTM聚乙烯填料2对比研究两种填料的氧传质性能.在相同操作工艺条件下,5%填料1和30%填料2的填充率可保证二者总比表面积相同,COD去除率相当;对比分析移动床生物膜反应器中两种填料在有无附着生物膜体系的氧传质性能受进水COD浓度变化的影响,结果显示,填料1体系的氧传质性能稳定并优于填料2体系.     

卧式聚合釜中新型宽叶板式搅拌桨的气液传质特性

卧式聚合反应器被广泛用于气态单体的乳液聚合反应.为强化气液传质,卧式聚合反应器多采用新型宽叶板式搅拌桨.本文采用进出口流量变化检测法在卧式反应器内测定了气液容量传质系数Kla,考察了NFr数、液含量ε、搅拌桨层数和桨叶片数对Kla的影响.结果表明:新型宽叶板式搅拌桨比普通桨型具有更大的气液容量传质系数.Kla随NFr的增加而增大;随ε的增加先增大后减小,在ε=0.5时达到最大值,随搅拌桨层数和桨叶片数的增加而增大.在不同的NFr下,卧式反应器内流体呈现重力作用区、过渡区和惯性力作用区.在重力作用区,Kla与NFr符合Kla∝NFr0.9～1.1.     

基于PIV的仿生鲸尾型搅拌桨反应器流场研究

为增强搅拌反应器混合性能,本文基于仿生学思想,设计了一种鲸尾型搅拌桨,即WTT搅拌桨(Whale tail turbine),运用2D-PIV设备进行流场研究.结果表明:WT T搅拌桨相比RT(Rushton turbine)搅拌桨,可以提高流体的最大径向速度以及搅拌罐下部流体的轴向速度,而且远离桨叶时,轴向速度的提高...     

COD进水浓度对SBMBBR脱氮除磷效果影响

研究了序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR)中COD进水浓度对同步脱氮除磷效果的影响.维持进水PO3-4-P浓度为10 mg/L、NH3-N浓度为40 mg/L左右,COD浓度为200～800 mg/L,研究了反应器的脱氮除磷效果.结果表明:厌氧释磷量在COD进水浓度为450 mg/L时达到最大,为61.2 mg/L;之后,增加COD进水浓度不利于磷的释放.在厌氧段初期,TN便有超过30%的损失,可能是因生物吸附造成的.好氧时TN和磷均损失较大,说明在生物膜上很可能发生了同时硝化反硝化和反硝化聚磷.一定范围的COD浓度能促进TN的去除.TN去除率在COD进水浓度为450 mg/L时达到最大,为87.8%,氮磷的去除与生物膜的生物量和生物膜厚度密切相关.     

厌氧流化床反应器模型的研究进展

厌氧流化床反应器(AFBR)属于生物膜法的一种,它以惰性颗粒为载体充填在床内,使之表面覆盖生物膜,以比表面积大、传质速率大和悬浮固体浓度高为主要优势.迄今已有大量的研究旨在建立AFBR的数学模型,以优化反应器和工艺控制系统的设计,提高运行效率.文章综述了AFBR的各种数学模型,为优化AFBR的设计提供了依据.     

悬浮生物载体空间结构的数值评价

悬浮生物载体是移动床生物膜反应器的重要材料,其空间结构对其性能有较大影响,为了评价及优化其结构,采用动网格模型与两相流模型耦合的动态数值模拟方法对装有悬浮生物载体的移动床反应器内部流体力学特性进行分析。计算结果表明,动网格技术与两相流技术耦合的数值方法能够很真实地模拟悬浮生物载体在移动床生物反应器中的运动,及其中每个瞬时的计算域内压力、速度、气相体积分数等流体参数的定量分布,并讨论了采用气含率和载体表面剪切力两个流体力学参数来评价生物载体空间结构性能的可行性。     

氧化铅移动床煅烧试验研究及传热模型

本文用试验方法在一个内径φ0.25 m,床高2.4 m的移动床中进行颗粒氧化铅高温深度氧化煅烧,研究了煅烧温度、物料停留时间对产品质量的影响以及床内温度分布,取得了适宜的运行参数。试验结果表明,产品纯度可达99.7%左右,节能70%以上。本文还建立了移动床二维拟均相气-固传热模型,模型计算结果和试验数据相符,将模型用于放大设计生产装置,效果良好,运行正常,各项指标均达到设计要求。     

三带模拟移动床的设计及自动控制

介绍了色谱分离中三带模拟移动床的设计及整个系统自动控制的实现。该系统已在实验室运行，取得了很好的分离效果。     

齿轮轮齿的体应力楔弹分析法

齿轮轮齿模化楔形体在楔顶受载的弹性力学分析法,能使轮齿的体应力分析,比悬臂板、复变函数等分析法简单明瞭,比悬臂梁分析法精确全面。其分析表明轮齿体应力中的剪应力不容忽视,复合应力比悬臂梁法分析的齿体同一部位的应力要大得多,楔顶角与齿顶压力角对其应力都有一定的影响,楔顶角愈小,齿的压缩侧与拉伸侧的应力差就越小。     

侧入式搅拌槽中桨叶参数对流场及功率影响的数值模拟

运用计算流体力学(CFD)技术对不同桨叶参数的侧入式搅拌槽内流场进行了数值模拟。模拟结果表明：搅拌槽内流场产生分层现象,下层流场为内部围绕搅拌槽中心的环形上升流和外部沿搅拌槽壁面的低速下降流组成的高速循环流,上层流场为与下层流场方向相反的低速循环流;在相同搅拌功率输入下,增大桨叶直径能够增加搅拌槽底部流体的动能,但会抑制搅拌槽上部流体的动能;叶片倾角为45°时桨叶的轴流性能最好,叶片个数为4时桨叶的搅拌效率最高。     

搅拌器空心轴最佳直径的确定

在搅拌器现有参数的基础上,通过对搅拌器空心轴的强度及刚度计算,得出了空心轴的最佳直径值.它对搅拌轴的设计具有一定的参考价值.     

多孔金属载体表面描述及挂膜性能

为了加快多孔金属材料在污水生物处理中的应用,提供高效的污水生物处理的生物载体,文章采用激光共聚焦显微镜对海绵铁、锰铁、硅铁的表面状况进行描述,并进行了浸润和挂膜试验研究,结果表明多孔金属表面粗糙,有许多孔隙,适合微生物附着;挂膜效果除了与表面状况相关外,还与材料主要成分的分子量有关.     

多室薄壁箱梁腹板弯曲剪力流计算及截面参数分析

基于薄壁杆件结构理论,推导出多室薄壁箱梁腹板弯曲剪力流的计算公式,将其应用于钢箱梁剪力流的计算,并与有限元分析结果及已有文献中的计算结果相比较,同时分析了有无悬臂板、悬臂板厚度、梁高、腹板厚度、底板厚度和箱室宽度对腹板剪力流分配的影响。结果表明,所推导的公式具有较高的精度;腹板厚度、悬臂板厚度及箱室宽度为多室薄壁箱梁腹板剪力流分配比的主要敏感参数,梁高与底板厚度为次要敏感参数;在桥梁结构受力分析中,为简化计算而不考虑悬臂板,会降低边腹板的荷载分配比,导致横隔梁的设计安全系数下降。     

氧热法电石生产复合床反应器预热区的设计计算

针对氧热法电石生产工艺中复合床反应器预热区高温CO和原料层进行热交换的体系,建立了计及原料颗粒内热阻的移动床气固两相换热模型。重点考察了反应器预热区气固两相温度的分布,计算了不同原料粒径和不同预热区直径条件下,达到反应器换热要求所需要的换热高度,并得到了气固两相温度分布的解析解。结果表明：（1）颗粒粒径较大时（ε的值小于33）,颗粒内热阻成为气固两相换热过程的控制步骤,综合考虑床层透气性和床层压降等制约条件,在可选范围之内应优先选用直径为1cm的原料;（2）移动床气固换热过程主要受控于ε、β和γ这3个无因次参量,并且主要受控于ε;（3）气固两相温度分布的解析解,能为此类颗粒移动床换热过程提供初步设计依据。     

新型颗粒移动床连续过滤装置的特性研究

改变传统固定床过滤装置的间歇操作,降低过程能耗,集清洗洗涤器、三相分离器及滤料"反粒径"分布三项技术,开发了一种新型颗粒移动床连续过滤装置,讨论进气速率、清洗水速率以及移动床滤层更新速率之间的相互关系,探讨最佳运行条件.结果表明:进气速率和清洗水速率要有合适的比例才能保证装置稳定运行,连续操作的最佳气水体积比为7~12,此时移动床滤层更新速率很快,滤料循环最小周期只需12min;滤料由进水口到出水口粒径呈现由大到小的"反粒径"自然分布;随着处理负荷的增加,移动床比固定床有更好的出水水质;水力停留时间和进水浓度对出水效果和去除率具有很大的影响,浊度和化学需氧量的去除率最高可达88.89%和83.48%.