跌水曝气充氧效果模型及结果分析

以双膜理论为跌水曝气充氧的理论基础,建立氧气传质模型.借助物料衡算方程,求得采用穿孔管跌水曝气的充氧模型.结果表明,跌水后DO的质量浓度ρ是饱和DO的质量浓度ρs、初始DO的质量浓度ρ0、初始流速ν0、跌水高度h的函数,而与孔径大小无关.实际检测结果与模型的偏差率在-4.24%～5.29%波动,平均偏差率仅为0.61%.     

SBBR与SBR氧传质特性比较研究

在试验条件相同的情况下,进行了序批式膜生物反应器SBBR与SBR的清水充氧试验,氧传质特性比较研究结果表明:当曝气强度为0.3m3/h时,SBBR的(KLa)20和Eo2值均为SBR的1.59倍。SBBR具有更好的氧传质能力和更高的氧转移效率。     

一种新型曝气设备及其气液传质研究

开发了一种叶片开孔曝气的新型搅拌设备,并以清水实验条件为基础,研究了该设备中气泡运动规律,选择传质理论中的溶质渗透模型,从单个气泡的产生到上升至液面这一过程入手,建立传质速率方程,进而分析了容器中气泡整体的分布状况,得出总的理论瞬时氧传质速率方程,用来分析和研究该类设备的气液传质效率,为设计高效的曝气设备提供理论基础。     

氧在水中传质过程的探讨

曝气是污水处理厂的一个重要工艺环节,在实际应用中我们大多采用氧气传质速率方程来描述曝气池和设备的性能,但此公式不能预测工艺性能。文章将氧在水中的传质过程分为氧气和水接触界面过程与氧在水中的扩散过程两部分,分别进行分析,得出氧在水中传质的模型,最后结合现阶段对氧气在水中传质的各种研究,讨论了气泡半径、压力、温度、溶氧物质、悬浮物颗粒、粘度、水的紊动条件对氧气在水中传质的影响。     

水车驱动好氧生物转盘附载填料挂膜的特性及处理效果

以"缺氧调节-好氧-经济型人工湿地"生物生态组合工艺中好氧单元技术——水车驱动好氧生物转盘为研究对象,选择毛毡、碳毡、无纺布3种挂膜填料,对比其污染物去除性能和微生物富集特性,从而确定最适填料.结果表明,无纺布填料生物转盘硝化效果和生物亲和性优于其余两种填料,对CODCr、氨氮的平均去除率分别为84.3％和80.5％.附载无纺布填料后,转盘驱动效果有所下降,但复氧效能大幅度提升,挂膜稳定阶段两级生物转盘的CODCr、氨氮平均去除率分别为86.76％±0.85％和92.15％±1.49％.     

新型气液混输型曝气增氧设备性能

介绍了水处理过程中曝气氧传质的基本原理以及几种传统曝气设备的优缺点,同时重点介绍了一种新型曝气增氧设备--离式螺旋曝气设备,并对该设备进行曝气性能试验研究。试验结果表明,该曝气装置具有良好的曝气性能,充氧能力良好,氧利用率较高可达30%以上,安装使用简便,可广泛应用于化工炼油等行业水处理过程。     

气升式环流生物反应器微孔气体分布器结构优化与性能

目前，气升式环流生物反应器普遍使用管式气体分布器，管式气体分布器易堵塞，动力效率低。气泡粒径小，动力效率高的微孔气体分布器应用于气升式环流生物反应器的研究少有报道。本文为研究微孔气体分布器应用于气升式环流生物反应器的实际效果，对微孔气体分布器进行结构优化研究，考察分布器形式、直径和安装位置等因素对氧传质系数的影响，进而考察优化后的微孔气体分布器的充氧能力、氧利用率、动力效率等性能参数及其变化规律。指导微孔气体分布器的工业化应用。实验结果表明：盘式微孔气体分布器传质效果优于管式，且盘式微孔气体分布器直径为0.4R时，传质效果最佳；膜盘到导流筒底部距离为1R时，分布器的氧传质系数最大，R为导流筒半径；微孔气体分布器适宜的气体流量为1.5m³/h，充氧能力0.14kg/h，氧利用率为34.63%，动力效率为3.35kg/(kW·h)。     

气升式内循环蜂窝陶瓷反应器的氧传质特性

气升式内循环蜂窝陶瓷反应器(IAL-CHS)的氧传质性能测定结果表明,IAL-CHS反应器与普通气升式反应器相比氧传递能力更强,氧传质效果更好,氧转移效率更高。进行清水充氧试验分别采用0.006、0.018、0.025、0.05、0.10、0.15、0.20 m.3h-1的曝气强度,最初IAL-CHS反应器的氧传递系数(Kla)20与曝气强度呈正相关,在0.1m3.h-1的曝气强度下氧传质系数增至最大值,之后再提高曝气强度反应器的氧传递系数反而降低。然而反应器的氧转移效率EO2值始终随着曝气强度的升高而减少。     

Graetz和Leveque问题的前进边界理论修正的近似解

<正>1引言 氧合器的开发设计,需要计算血液中O2的传质速率。一般地,由于趴在血液中溶解度的非线性特点,使得趴传质的数学模型为一非线性偏微分方程”,“。但在体外氧合装置中,血液的流道远大于单一红细胞尺寸,故可认为O南血红蛋自（Hb）的反应是瞬时的,据此可用可逆反应理论和前进边界理论“－“两种方法近似描述o。的溶解度曲线,进而求出方程的分析解。对于传质界面固定的膜式氧合器,宜应用前进边界理论,但其解仍为较复杂的级数形式。为简化数学处理,Stfoeve等”’提出了1个求解该模型的近似方法。但与精确解比较,其偏差较大（约15％）。本文对Stroeve的近似解法进行了修正,修正后的结果与精确解的偏差可减小到4．36％。     

曝气系统中水质条件对氧传质影响的研究进展

从温度、盐度、悬浮固体等常规水质指标和表面活性剂、油脂等典型污染物两个方面综述了水质条件对氧传质影响的国内外研究进展。温度、盐度等指标虽然有相应修正公式,但不足以体现实际过程;表面活性剂等污染物对氧传质过程是抑制还是强化与具体物质及浓度等有很大关系。目前研究多为清水实验,后续应强化实际活性污泥系统的研究。     

中空纤维膜无泡充氧特性研究

使用材质为聚四氟乙烯(PTFE)和聚-4-甲基-1-戊烯(PMP)的两种中空纤维膜组件进行无泡充氧特性研究，分析回流量、进气压力和温度等因素对氧传质系数、氧传质速率(OTR)的影响。结果表明：当操作模式为错流，回流量为100 L/h，温度为34℃，进气压力为2、3 k Pa时，PTFE中空纤维膜的氧传质系数分别为0.302 4、0.388 9 h^-1,OTR分别为0.107、0.133 g/(m²·h),PMP中空纤维膜组件的氧传质系数分别为0.248 2、0.302 4 h^-1,OTR分别为0.085、0.102 g/(m²·h)，两种膜组件的氧传质系数和OTR都随着进气压力的增大而增大；当进气压力为3 k Pa时，在回流量为25～100 L/h、温度为4～34℃范围内，随着回流量和温度的增大，氧传质系数与OTR均增大；实验选用的PTFE和PMP两种中空纤维膜组件无泡充氧性能，均明显优于传统微孔曝气方式，可为新型曝气方式的开发提供参考。     

红豆杉细胞反应器悬浮培养氧传质系数的研究

氧传质系数是表征反应器操作性能的重要参数,是反应器优化设计和放大的关键,植物细胞培养液中的氧传质系数与纯水或模拟溶液有很大差异,必须在实际培养过程中在线进行氧传质系数的研究。为了快速、准确地测量实际培养液的氧传质系数,基于动态法恢复通气后的溶氧质量浓度-时间数据,提出了确定氧传质系数和饱和溶氧质量浓度的新方法,进而测定了10 L通气搅拌反应器中红豆杉细胞悬浮培养过程的氧传质系数,研究了氧传质系数、细胞的摄氧率和细胞的比耗氧速率的变化规律。结果表明:通气量对氧传质系数的影响大于搅拌转速对氧传质系数的影响;随着细胞生物量增加,氧传质系数减少、摄氧率增加,比耗氧速率先增加后缓慢下降;建立了氧传质系数kLa与单位体积的功率输入N3D2和空气表观线速度vS的关联式和氧传质系数kLa与细胞生物量X的关联式。     

缺氧池-水车双侧驱动式生物转盘耦合装置性能研究

结合已有生物生态工艺,将黑水、灰水分开收集处理,提出"黑水厌氧-混合污水缺氧-好氧-人工湿地"组合工艺。探究组合工艺中"缺氧-好氧"部分,即"缺氧池-水车双侧驱动式生物转盘"耦合装置的工艺运行与污染物去除规律。结果表明,水车双侧驱动式生物转盘对COD去除效果良好,出水均维持在50 mg/L以下,且COD去除效果主要受进水有机负荷影响。当好氧段水力停留时间为3 h、回流比为100%时,系统TN和NH_4~+-N去除率达到最高,分别为47.4%和95.2%,其中水车双侧驱动式生物转盘对NH_4~+-N的去除率达91.4%。该生物生态组合工艺总体运行良好,出水水质可稳定达GB 18918-2002中的一级A标准。     

内循环生物流化床曝气过程氧传质特性研究

针对水-空气-高分子颗粒三相体系,测试了内循环好氧生物流化床曝气过程中气-液相间氧传递的体积传质系数KLa,分析了操作参数(进气量QG、固含率εs和升降流区截面积比Ar/Ad)对氧传质系数KLa的影响。结果表明,KLa随着进气量的提高呈线性增加趋势;固含率对KLa有正反两方面的作用,存在一个较适宜的固含率使氧传质效率达到最高;随升降流区截面积比Ar/Ad的增大,KLa随之提高。基于KLa影响因素的分析对实验数据进行拟合,建立了关于体积传质系数KLa的关联式:Kd=2.23×10-6Reb0.582Ab0.976εs0.016。该关联式预测结果与实验数据吻合良好,对类似流化床反应器的设计有一定参考价值。     

鼓泡反应器中幂律型流体流动与传质特性

很多废水处理装置涉及非牛顿型流体中的多相流动和传质问题,研究其中的气液传质过程有助于实现装置的优化设计和高效节能运行。以鼓泡反应器内清水和不同质量分数的羧甲基纤维素钠（CMC）水溶液为实验对象,分别研究气相表观气速和液相流变特性对气泡尺寸分布、全局气含率和体积氧传质系数的影响。实验结果表明,液相的流变特性对其传质特性参数均有较大影响。与清水相比,CMC水溶液中气泡平均直径和分布范围更大;清水和CMC水溶液的全局气含率均随表观气速的增加而增大;CMC水溶液的体积氧传质系数随CMC水溶液质量分数的增加而减小。基于实验研究,得出修正的体积氧传质系数公式和适用于幂律型非牛顿流体流动体系氧传递过程的无量纲关联式,可很好地实现非牛顿流体流动的废水处理装置中气液传质参数的计算。     

内循环气升式生物流化床水力学与传质特性研究

通过测定内循环气升式生物流化床的停留时间分布与溶解氧浓度，分析流化床内有效工作体积与氧传质系数的变化，以此研究其水力学与传质特性。结果表明，随着载体含量和气流量的增大，流化床内有效工作体积明显减小；氧传质系数则随着载体含量的增加先增后减，随着气流量和液流量的增大而增大。在本实验范围内，得出最适宜操作参数为载体含量为6％左右、气流量为180～240L／h之间、液流量为90L／h。     

非均匀气固两相系统中多尺度传质模型

建立了适用于气固循环流化床的多尺度传质模型 .从过程与尺度的角度出发 ,将非均匀气固两相流中的传质过程分解为静态与动态的过程 ,并将前者分解为稀相内、密相内以及稀密相间 3个尺度下的传质 ;在用多尺度能量最小 (EMMS)模型求解已知物系性质和操作条件的非均匀气固两相流体动力学参数的基础上 ,借助于前人的研究结果 ,利用相对滑移速度、空隙率等参数求解传质系数 ,求得轴向的浓度场分布 ,并讨论非均匀两相流动结构对传质效率的影响     

湍流中粒子—流体间的传质

通过对已有各种两相湍流传质理论的剖析，指出颗粒与流体间相对速度的大小是确定传质系数的关键。通过分析湍流场中粒子的运动，认为在不同尺度涡旋中，液固间的相对速度是不同的，传质系数也不相同，提出用能谱加权的方法求取总传质系数。以此为基础得到的模型与本文及文献中不同体系的实验结果比较后发现，在流速、粒径、粒子密度、温度、浓度、管径等条件变化较大的情况下，模型均能较好地预测传质系数的变化规律。     

复合氧化沟在联合曝气下氧传递研究

为改善污水处理厂Carrousel氧化沟运行情况,从一种新的角度———氧的传递出发,建立氧的传递反应模型,通过清水充氧试验及正交试验,研究了在改良型Carrousel氧化沟小试装置中,投加悬浮生物填料及改变曝气方式后系统氧的传递效果。结果表明,填料投配率为30%时,系统的氧的传递系数KL,α最大;且将系统原倒伞曝气改为倒伞+微孔的联合曝气方式后,氧的传递效果大大增加。最终确定系统优化工况为:填料投配率30%,HRT=10 h,污泥龄为25 d,采用联合曝气(倒伞转速为58.5 r/min,微孔曝气体积流量为80 L/h),夜间间歇曝气。     

流态化结晶过程中晶体生长的湍流传质模型

根据流态化结晶过程的流体处于湍流运动的事实,将多相湍流理论应用于晶体的生长过程,建立该过程的湍流传质动力学模型.模型计算与实验数据比较表明,湍流传质模型对扩散传质控制的晶体生长过程是可靠的.