微压内循环多生物相反应器中试研究的启动与运行

介绍了以传统活性污泥法为基础研发的微压内循环多生物相反应器的构造及原理,并以城市新区污水作为原水进行连续66d的中试调试及运行研究。中试运行处理效果表明:反应器具有较好的抗冲击负荷能力;调试运行23d后,进入稳定运行状态;对COD、SS、NH3—N、TP的平均去除效率分别达到82.06%、77.34%、97.71%、88.09%,TN的出水水质满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》。     

微压内循环多生物相反应器中试研究的启动与运行

介绍了以传统活性污泥法为基础研发的微压内循环多生物相反应器的构造及原理,并以城市新区污水作为原水进行连续66 d的中试调试及运行研究.中试运行处理效果表明:反应器具有较好的抗冲击负荷能力;调试运行23 d后,进入稳定运行状态;对COD、SS、NH3-N、TP的平均去除效率分别达到82.06%、77.34%、97.71%、88.09%,TN的出水水质满足GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》.     

套筒式内循环电解反应器的研究

在小型实验装置上研究了电解ＮａＣｌＯ３溶液的套筒式内循环电解反应器的操作性能。结果表明其电解反应速度和电流效率均高于传统的槽式反应器。对实验结果进行分析发现，在由微气泡构成的两相流动系统中，其传递特性与普通的鼓泡系统不同；它不仅受气含率的影响，而且与液体的流速有关。由此引入液相雷诺数ＲｅＬ来表征流速的影响。关联实验数据，得到平均电解速度Ｎ＝０．０１３８ＲｅＧ＾０．５０－ＲｅＬ＾０．４２，平均电解效     

焦炉煤气制合成气反应器数值模拟

采用 CFD软件Fluent模拟计算焦炉煤气(COG)非催化局部氧化制合成气反应器,其中湍流模型选择标准k-ε模型,热辐射选择P-1模型,用非预混模型计算化学输运和反应.反应器内组分与温度场的数值模拟结果与实验测定结果基本吻合,说明模拟结果是可信的.通过模拟可预测,当氧气与焦炉煤气进气体积比达到0.14左右时,可以获得最好的焦炉煤气的转化效果.本数值模拟可为COG非催化局部氧化制合成气进一步的工程研究与应用提供可靠的理论参考依据.     

乙烯环氧化固定床膜反应器性能CFD模拟分析

为了提高乙烯氧化合成环氧乙烷反应体系的选择性，建立了乙烯由膜管进料的固定床膜反应器模型，对其进行了相关的计算流体力学（CFD）计算模拟，并与传统固定床反应器作比较。结果表明：在反应器构型、催化剂、反应条件相同的前提下，相较于传统固定床反应器而言，固定床膜反应器的选择性较高但乙烯转化率和环氧乙烷收率较低；改变操作条件使得两种反应器的选择性相同时，固定床膜反应器中乙烯转化率和环氧乙烷收率较大。据此得出固定床膜反应器较传统固定床反应器更具优势的结论。本文工作为乙烯环氧化固定床膜反应器的放大与固定床膜反应器替代传统固定床反应器的可行性提供了理论基础。     

内循环厌氧反应器的污泥颗粒化过程

污泥颗粒化是高效厌氧反应器的核心技术。为准确掌握反应器的颗粒化规律,定量研究了内循环厌氧反应器中以颗粒污泥碎片为核的污泥颗粒化过程。在文中试验条件下,第48d污泥颗粒化程度(SGR)达到73%,大大缩短了颗粒化时间,且该段时间内SGR的对数与颗粒化时间线性相关性良好。试验结果表明,较高的有机负荷及其产生的较高的水力剪切力有利于污泥的颗粒化过程;若无干扰,颗粒化过程可按照对数颗粒化期、减速颗粒化期和稳定期3个阶段进行。     

机械搅拌生物反应器的CFD模拟及剪切力对红花细胞悬浮培养的影响

采用计算流体力学(CFD)技术模拟5L机械搅拌生物反应器中不同搅拌转速对流场的影响,分别考察不同搅拌速度下,红花悬浮细胞培养过程中生物量、细胞活力、pH、糖耗、DO(溶解氧)、电容、电导、CER(单位体积发酵液在单位时间释放CO2的物质的量)的变化。结果表明:红花细胞对剪切环境有个适应过程,在搅拌生物反应器中悬浮培养,能够耐受剪切力值εave,CFD≤0.8 W/kg,细胞可以适应剪切环境,细胞活力能够恢复,结束延滞期快速积累生物量;当剪切力εave,CFD0.8 W/kg时,细胞不能耐受剪切环境,受到较大损伤,导致细胞活力很低,裂解死亡。     

内循环厌氧反应器的污泥颗粒化过程

污泥颗粒化是高效厌氧反应器的核心技术。为准确掌握反应器的颗粒化规律,定量研究了内循环厌氧反应器中以颗粒污泥碎片为核的污泥颗粒化过程。在文中试验条件下,第48天污泥颗粒化程度(SGR)达到73%,大大缩短了颗粒化时间,且该段时间内SGR的对数与颗粒化时间线性相关性良好。试验结果表明:较高的有机负荷及其产生的较高的水力剪切力有利于污泥的颗粒化过程;若无干扰,颗粒化过程可按照对数颗粒化期、减速颗粒化期和稳定期3个阶段进行。     

光照UASB反应器的CFD模拟研究

为优化光照上流式厌氧污泥床(UASB)反应器的设计运行,通过计算流体力学模拟技术对光照UASB反应器内部流场进行数值模拟分析．数值模拟采用标准RNG k-ε模型,通过对单向流和两相流的分析,考察反应器内部流场在不同高度和不同上升流速的情况下的流速分布和污泥状态．模拟结果表明：对光照UASB反应器进行单相流模拟,发现在进水处流速较高,随着高度升至0.12 m处,流速逐渐稳定下来;对光照UASB反应器进行液-固两相流模拟,发现上升流速为0.887 m/h的污泥分布较为均匀,随着上升流速的增加,污泥的分布越来越不均匀,污泥层高度也随之增加,当上升流速大于1.774 m/h时,对污泥层的提升较小．     

鼓泡塔和内循环气升式生物反应器混合特性比较

用脉冲示踪法测试了鼓泡塔和内循环气升式生物反应器的停留时间分布，对其流动混合特性作了比较研究．结果表明，内循环气升式生物反应器停留时间分布得到改善，强化了气液传质，有更好的混合效果，提高了反应效率．多参数模型较单参数模型能显著地反映出两种反应器的混合特性及其差别，移位对数正态分布函数模型对实验值的吻合程度优于组合模型．     

微反应器中甲醇-水蒸气重整制氢三维模拟

为考察进口温度、速度和水醇比对微反应器中甲醇-水蒸气重整制氢过程的影响,利用计算流体力学软件FLUENT中的通用有限速率模型对自行设计的平板微通道反应器中甲醇-水蒸气重整制氢进行了三维数值模拟.反应动力学采用甲醇分解和蒸气重整双速率幂函数模型.计算表明,在反应物进口速度为2.88 m/s、进口温度为493 K和水醇比为1.3的反应条件下,反应器出口转化率达79.8%.通过模拟可以看出微反应器能够在较大的反应物流量下保持较高的出口氢气含量和较高的甲醇转化率.     

刮膜式分子蒸馏停留时间分布的CFD模拟研究

采用CFD模拟软件FLUENT6.2对刮膜式分子蒸馏设备内部物料的停留时间分布进行了模拟研究,通过对设备内部蒸发器建立三维模型,考察了进料速度、转子转速和物料黏度三个因素对停留时间分布的影响.通过单因素分析发现,进料速度的增大会加剧沟流现象,处理高黏度的物料会导致滞留区的产生,而转子转速则对停留时间分布没有明显的影响.此外,通过设计正交试验,以停留时间分布的无因次方差σθ2作为判定指标,研究各因素对流动状态的影响作用,发现物料黏度和转子转速取较大值时,物料在蒸发器内的流动更接近全混流,流动状况和分离效果更为理想.     

螺旋升流式反应器流态特性的数值模拟

为了分析螺旋升流式反应器去除COD及N、P效果好的原因,利用计算流体力学(CFD)商用软件PHOENICS对螺旋升流式反应器厌氧段的流态特征进行了模拟研究.研究结果表明:螺旋升流式反应器内流体流态为以螺旋方式上升的推流流态和完全混合流态,其中推流流态约占65%.反应器兼有PFR和CSTR 反应器的特点,使其具有较好的处理能力.     

蠕虫减量剩余活性污泥反应器的CFD数值模拟

构建以序批式反应器(SBR)为主体工艺并联合蠕虫反应器的生活污水处理系统,在保证系统出水水质达标的前提下,蠕虫对SBR产生的剩余活性污泥摄食减量约23%(以质量计)。利用ANSYS FLUENT 16.0软件提供的欧拉两相流模型和标准k-ε湍流模型,对蠕虫反应器内部速度场、含气率以及湍流强度等进行了计算流体动力学(CFD)数值模拟。模拟结果表明,蠕虫反应器内曝气量约为0.2m₃/h、 蠕虫投放在P2位置即蠕虫密度为1.63g/dm₃时,蠕虫反应器内部流场适合蠕虫减量污泥,减质最高达23%,与试验结果基本吻合。通过响应曲面法(BBD)进行试验,所得污泥减量率与BBD预测值基本相符,进一步佐证了数值模拟结果的可靠性。因此,利用CFD数值模拟可以指导蠕虫反应器优化运行,从而为蠕虫减量污泥系统的放大设计及工程应用奠定基础。     

热管换热器流动与传热的CFD模拟及试验

根据热管换热器结构特点及传热特性，建立了热管换热器壳程流动与传热的三维物理模型。模型中引入了多孔介质模型中的分布阻力和分布热源的概念，通过CFD计算软件模拟研究了热管换热器压力降与温度场分布，模拟研究结果与试验结果吻合良好，为热管换热器的进一步理论研究和推广应用提供了依据。     

基于内循环折流式反应器的同步硝化反硝化

采用一种内循环折流式生物反应器进行脱氮实验.分别用硝酸盐、亚硝酸盐和氨作为氮源配制模拟废水进行研究.结果表明:该反应器具有良好的除氮功能.当以硝酸盐或亚硝酸盐为氮源时,总氮与硝酸盐、亚硝酸盐的去除速率几乎相同,其降解规律可以用分数级动力学进行很好地拟合,其反应级数为0.88.当以氨作为氮源时,可以实现同步硝化和反硝化.此时氨氮的去除仍可以0.88级动力学进行描述.而总氮的去除规律符合3级反应动力学.在相同的碳氮比(C/N)情况下,硝酸盐和亚硝酸盐的去除速率远大于氨氮的去除速率,且总氮的去除速率随C/N的增加而增加.     

新型生物反应器对微污染水预处理的试验研究

综合当前生物技术优势，设计开发了一种新型旋转式生物填料反应器，对微污染原水进行了预处理的试验研究。结果表明，当原水D0为4．1—4．7mg／L，CODMn浓度为7—10mg／L，NH3-N浓度为1．2—3．5mg／L时，经过预处理，D0增加列6．20—6．89mg／L；复氧率平均为48．1％；CODMn，NH3-N的去除率分别为36．5％，53．1％,由此表明此种填料的生物反应器对微污染原水有良好的处理效果。     

强制内循环浆态床反应器内流体的流动特性

为了探索用于煤直接液化工艺的强制内循环浆态床反应器内部煤浆的流动状态,采用"煤粉-水-空气"系统,研究了非反应状态下煤粉颗粒的分布、煤浆流速分布和床层压力脉动分布的规律。结果表明:在冷模反应器直径为200 mm、空气的空塔流速为3.9~5.3 cm/s、煤浆的空塔流速为4.5~12.5 cm/s的操作范围内,强制内循环反应器内空间各点的煤粉颗粒分布均匀,其质量分数与进料中煤粉质量分数相一致,没有发生煤粉颗粒的沉积现象;相对于鼓泡床反应器,强制内循环浆态床反应器内煤粉的径向流速更均匀,能够减少或避免大密度固体颗粒在反应器内的沉积现象;强制内循环浆态床反应器内部构件影响流体的流动状态,分布盘的上侧和循环杯的下侧都存在着较强的煤浆湍动和返混现象。     

螺旋流气提式内循环反应器的COD、SS去除效能

为提高气提式内循环反应器三相分离的效率,在反应器中加入螺旋式三相分离器对其进行了改造,并通过试验对其效能进行分析.试验结果表明,改造后的螺旋流气提式内循环反应器对有机物质仍具有较高的去除能力,同时系统出水SS得到了较好的降低.试验从填料体积、水力停留时间、曝气量三个因素分别考查了系统的COD、SS去除效果,系统运行稳定后COD的平均去除率为80%以上,出水COD基本维持在50～60mg/L,系统出水SS值低于30mg/L,从而证实了对气提式内循环反应改造的最初设想.