基于检验池的潜水推流器优选方法探讨

首次提出并设定了标准检验池作为不同型号推流器运行效果的统一判定依据;同时,设计4种不同叶型的潜水推流器叶轮水力模型,利用标准检验池,对4种叶轮工况进行单相全流场定常数值模拟。依据国内企业普遍使用的检测技术,对推流器轴向推力进行监测分析。另外,首次提出两种新型优选方法,根据2014版《室外排水设计规范》(GB 50014—2006)对潜水推流器的功耗要求,设定功耗分析指标;根据该规范对氧化沟内平均流速要求,监测高速流动水体体积,并作功率—速度体积变化曲线。分析比较这3种优选方法,结果表明,推流器的轴向推力、功耗和功率—速度体积变化曲线等3个评定指标关于推流器的优选结果具有紧密联系,但侧重点不同。新的优选方法在产品设计阶段即可进行初步优选,可缩短产品设计周期,提高产品节能性能。     

水上安装的潜水推流器

潜水推流器的传统池底型安装结构故障率高,使用寿命短,维修不便。为满足应用需求,改变技术落后现状,开发了水上安装的潜水推流器,实现水上安装和维修的技术要求,提高了整体可靠性和稳定性。开发了水上安装系统技术、悬挂式U型双桁架梁结构、纺锤型锥体式推流器外形结构、桁架滑轨、V锥吸振式耦合座装置等新结构、新技术,并对产品应用情况和技术结构进行了详细描述和介绍。该产品适用于新老污水处理厂的各种工艺,特别适用于污水处理厂的升级改造,2009年5月22日第一台水上安装的潜水推流器在甘肃省陇南市武都污水处理厂的改造中被使用,两年多来,运行平稳,使用可靠。     

污水螺旋推流器的设计及试验效果研究

针对污水处理反应器中普遍存在的死区问题,设计了一种螺旋推流器。该螺旋推流器可以在廊道型反应器中使污水形成螺旋流态,从而显著降低反应器中的水力学死区和生物死区,提高反应器处理效率。实际运行试验表明,当螺旋桨扇面转角为45°、螺旋桨与径向搅拌桨的直径比例为1∶4、螺旋桨和径向搅拌桨的间距与螺旋桨直径的比例为1∶1.5时,反应器的死区率从4%降为1.2%。通过流态模拟发现反应器中的污水形成了水平方向的螺旋流态,这是降低反应器死区率的主要因素。     

方形圆弧角养殖池进水结构对流场影响的试验研究

为研究方形圆弧角养殖池进水结构对池内流场的影响,本文结合实际工厂化循环水养殖池尺寸参数设计了单通道排污的养殖池物理模型试验系统,利用声学多普勒流速仪对试验布点进行测量,对进水方式(单管、双管间隔式、双管相邻式进水)、水体日循环次数(60～120次/d)、进水管入射角度(0～90°)参数开展试验研究,分析了养殖池内流场在不同水力驱动模式下的变化规律。结果表明:进水结构对养殖池流场分布有显著影响,其中单管弧壁、对弧双管进水时池内水体平均流速较高;水体日循环次数较多时,流场速度从池壁到池中心总体呈现先减小后增大的趋势,池内水体平均流速与水体日循环次数之间呈非线性增长关系;采用单管弧壁和对弧双管进水,进水管入射角度为0～90°时,随进水角度的增加,池内水体平均流速呈先升高后降低趋势。研究表明,单管弧壁、对弧双管两种进水位置均可用于方形圆弧角养殖池的设计,两种进水方式进水管入射角度为50°时池内水体平均流速最高,且随着水体日循环次数的增加池内流场效果越好,本研究结果可为工厂化循环水方形圆弧角养殖池的设计提供理论依据和优选设计参数。     

HRT对稳定表流湿地净化污水效果的影响研究

研究了不同结构和形状的稳定表流湿地在不同水力停留时间(HRT)下对生活污水的处理效果差异。结果表明,在处理水量为0.2 m3/d的条件下,水力停留时间越长,稳定表流湿地对COD、TP和NH3-N的去除率越大。折流式表流湿地对TP的去除效果受水力停留时间的影响较推流式大,而对NH3-N的去除率除受水力停留时间的影响外也受温度的影响。当水力停留时间分别为1、2、3、4 d时,圆形推流稳定表流湿地冬季对NH3-N的去除率分别为7.64%、8.59%、9.58%、9.55%,夏季则分别为38.62%、55.99%、62.64%、68.69%。     

混流泵叶轮和导叶数量匹配分析

叶轮和导叶数量的合理匹配是保证大型调水工程泵站和泵装置高效、稳定运行的重要因素。为了研究某混流泵叶轮与导叶数量匹配优化问题,采用计算流体力学方法,分别计算叶轮叶片数Z_1和导叶叶片数Z_2共12种匹配方案,每种方案均计算0. 8Q_0、Q_0和1. 2Q_0这3种流量,并通过模型试验验证了数值模拟结果的可靠性。结果表明:改变叶轮叶片数时,不同流量工况下混流泵的水力性能差异较大,适当增加叶轮叶片数,会增加水泵的扬程、改善水泵的汽蚀性能,但是随之摩擦损失增大、效率有所下降,而且流量增大时这种差异越明显;在不同流量工况下,改变导叶叶片数对泵段水力损失的影响较为明显,选择合理的导叶叶片数对改善混流泵段的整体性能是有效的、可行的。     

改良型Carrousel氧化沟的运行与改造

改良型Carrousel氧化沟在实际运行过程中存在污泥沉积严重、脱氮除磷效果不佳、污泥回流比的控制不够灵活等问题，采用扩容选择池、氧化沟内增加潜水推流器、安装回流污泥计量装置等方式进行技术改造，彻底解决了积泥问题，提高了脱氮除磷效率，并节省了大量能源，降低了生产成本，使系统实现良好的运行状态。     

琅东污水厂二期氧化沟推流器的优化改造与运行实践

针对南宁市琅东污水厂二期氧化沟氧利用效率低,推流器设备损坏率高等现象,导致氧化沟的非正常运行,出水水质变差等问题,2010年对氧化沟改造、原氧化沟的推流器进行了更换和维修。通过实施技术改造后,氧化沟的氧气利用效率得以提高,出水水质明显改善,同时也降低推流器能耗,节约运行成本。     

ABR反应器的水力特征研究

采用LiCl示踪法对厌氧折流板反应器(ABR)在不同奈件下的水力特征进行了研究。结果表明，ABR是一种各格室趋于CSTR流态而整体趋于推流流态的复合流态反应器。进水有机物浓度及HR丁对水力流态均有影响，而前者为主要因素。进水有机物浓度越高则各格室的混合流态越好。ABR可在较低的上升流速下运行。当各格室去除有机物量相同时，HR丁越长则其混合流态越趋于CSTR流态。进水底物浓度较低时，反应器的分格数宜控制在3～4格；进水底物浓度较高时，宜将分格数控制在6～8格。     

悬浮填料颗粒在水处理过程中的分布

悬浮填料作为MBBR工艺中微生物附着生长的载体,使微生物生存的基础环境由传统的气、液两相变为气、液、固三相,在污水处理机理和效能上形成一个全新的复合生态系统,悬浮填料在污水处理过程中的分布和运动规律,是填料表面上的生物膜附着生长及活性的重要影响因素。试验运用Fluent仿真软件,对生物池中的流化推流器设置以及悬浮填料的运动规律进行了模拟仿真,分析了不同池体结构、推流器转速、液相类型等因素对填料分布的影响程度,可为MBBR工艺填料和流化推流设备的选型应用提供参考。     

高密度澄清池导流筒对絮凝条件的影响研究

随着水体污染问题日趋突出以及人们对生活饮用水水质要求的不断提高,如何提升水处理构筑物的处理效果备受关注。基于CFD数值模拟的方法对不同处理规模的高密度澄清池的内部流场和流态特性进行了分析,以涡旋速度梯度G0、湍动能k以及湍动能耗散率ε作为絮凝效果的评价指标,研究改变导流筒结构尺寸参数对絮凝水力条件的影响。结果表明,不同处理规模的高密度澄清池的最优导流筒直径D与搅拌桨叶直径d之间满足D/d=1. 28～1. 40,当叶轮直径确定后,使用该式计算的导流筒直径的絮凝条件较按照手册中D/d=1. 1计算得到的导流筒直径的絮凝条件更优。     

污水处理厂生物池推流器支架受力分析与研究

针对污水处理厂生物池推流器支架经常损坏的情况,选取了3种常用的推流器支架作为研究对象,利用相关软件在相同的安装条件和受力条件下对3种推流器支架进行了模拟分析并与实际受损情况进行了对比,最终对推流器支架提出了优化建议。该研究成果对设备厂家和污水处理厂运营方有一定的参考价值。     

排风均流器的阻力系数研究

通过对排风均流器的实体实验与主风管内风速、风压的数值模拟计算,获得排风均流器在主风管中最大阻力系数的计算公式,并研究了迎风阀和背风阀的关闭度与阻力系数的关系。结果显示:当排风系统均匀排风时,主风管前半段排风均流器的背风阀全关,迎风阀关闭度逐渐减小,主风管后半段排风均流器的迎风阀全开,背风阀的关闭度总体上逐渐减小;若排风均流器背风阀全关,迎风阀关闭度逐渐增大时,其阻力系数先减小后增大;若排风均流器迎风阀全开,背风阀关闭度逐渐增大时,其阻力系数先增大后减小。     

基于寒区湖库水源斜板沉淀池流态的数值模拟研究

在寒区高色、低浊水库型水源水处理中,沉淀过程是控制出水水质指标、降低消毒副产物风险的核心环节,当采用斜板沉淀池且其长度过大时会出现负荷不均、出水絮体流失等问题。通过试验研究并利用Fluent软件进行水力模拟,提出末端集水的沉淀方式,确定了斜板沉淀池集水堰布置的方式和堰负荷控制方法,并模拟了不同集水方式下池内的流态变化。研究还发现,当斜板沉淀池较长时,清水区存在推流作用,可以通过集水堰负荷的调整、前端板间距的控制等方法优化水力流态达到最佳沉淀路径。     

桂林市七里店城镇污水处理厂的提标节能改造实践

针对桂林市七里店城镇污水厂污泥沉积严重、能耗较高的现状,将原Carrousel氧化沟工艺系统的竖轴表面曝气器改造为可变微孔曝气器和潜水推流器推流相结合的系统。此次改造,使得该污水处理厂出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级B标准,大部分指标优于一级A标准,并实现了提标节能降耗的目标,改造后处理单位污水能耗降幅为23%～45%,获得了较好的经济效益,起到了工程示范作用。     

自制氧化沟水下推流器打捞工具的实践

氧化沟在运行中会陆续出现推流器的包箍和吊装链断裂问题，若不及时捞出修理维护，将影响整体工艺运行，导致氧化沟底部局部积泥，进而影响出水水质。     

MBBR工艺中流化推流器的选用案例分析

锡林浩特污水处理厂因实际进水中纳入大量屠宰废水而致出水水质不达标,故进行提标改造。提标改造工程采用了流化床生物膜+活性污泥相结合工艺,悬浮填料采用机械搅拌流化推流,具有用地面积节省、土建投资少、投入成本低等特点。该厂整套系统于2016年12月15日启动调试,迄今已进入稳定运行期。填料流化的好坏直接影响到整套系统的正常运行,因此填料流化推流器的设计是MBBR工艺中非常关键的一点。着重介绍了生物池使用填料流化推流器的前期设计、调试安装、试运行期间的工程应用经验,可供其他类似污水处理厂MBBR工艺中生物池系统设计和运行管理参考。     

氧化沟流体力学分析

采用k—ε紊流数学模型对氧化沟的流场及水力学进行了分析计算,模拟了氧化沟水体的流动状态,在分析流场的基础上,可以对潜水推流器以及表面曝气机两者之间的统一进行有效的整合,并能够很好地对氧化沟工程设计、设备配置及布置等起优化作用。     

肘形进水流道优化水力设计研究

进水流道的主要作用是调整水流流态,为水泵的叶轮室进口提供良好的水力条件。如果进水流道内流态不良,有可能产生脱流、漩涡等现象,使得水泵叶片压力分布不均匀,从而导致水泵的效率降低、水力损失增加,更有甚者水泵产生汽蚀,引起泵站的振动,威胁泵站的安全运行。采用数值模拟方法,分析水泵叶轮、进水流道隔墩以及进水流道几何参数对流道水力性能的影响。     

送风均流器的局部阻力系数研究

应用测压管测压原理,研制送风均流器并对送风均流器进行实验研究。以均流器送风实验为基础,通过实验研究与理论分析得出送风均流器的局部阻力系数计算公式,便于今后送风均流器在工程上的推广应用。