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第二章反应器理论 基础与污水的均化 第一节反应器理论基础 一、反应器基本知识 1.反应器的原理及对化学反应的影响： 化学反应的场所 提供化学反应的条件：浓度、温度、压力等 流体在反应器中的流动状态对化学反应影响很大，这种影响主要是由于物料质点的停留时间不同造成的。 2.反应器设计的基本内容： 选择合适的反应器形式 确定最佳的工艺条件 计算所需反应器的体积 3.反应器设计的基本方程： 物料衡算方程式：浓度 热量衡算方程式：温度 动量衡算方程式：计算反应器的压力变化，以及对反应速率的影响。 4.水处理化学反应器的特点： 原水成分的变化不定 反应浓度及程度的特殊性 反应条件和处理条件的特殊性 反应器的容积大 二、物料平衡与均相反应器 1.物料平衡 2.反应器类型 均相反应器 多相反应器 间歇反应器 连续搅拌罐式反应器 活塞流反应器 三、间歇反应器（batch reactor,BR) 特点：操作灵活，适用于小批量、多品种、反应时间长的产品生产。 0+VrA= 0 + VdρA/dt ρA=ρ0e-kt 四、连续搅拌罐式反应器（continuous stirred tank reactor,CSTR） 全混流反应器 特点：反应器内物料浓度和温度均匀 qvρ0+VrA= qvρe + VdρA/dt ρ0 +ΦrA=ρA Φ=V/qv反应器平均停留时间 五、串联式CSTR 特点：n一般不大于4，在水处理中一般为2 六、活塞流反应器（plug flow reactor,PFR) 平推流反应器 特点：无混流，反应物料在反应器内具有相同的停留时间 第二节反应效率比较 一、去除百分数与取出率 1.去除百分数 =(反应器进口浓度－反应器出口浓度）/反应器出口浓度 2.去除率 ＝每批去除的污染物量/时间 二、反应器容积比较 在其他条件和要求相同的情况下： 1.BR的容积总是大于PFR 若不考虑停工时间，两者相等 2.CSTR的容积总是大于PFR（除0级反应） 在CSTR中反应器内的污染物浓度即为出水浓度 在PFR和BR中反应器内污染物浓度一直高于出水浓度 由于返混，浓度剃度小，反应速率慢，所以反应体积要大一些，转化率越高，两者的体积相差越大。 3.串联CSTR的容积总是大于PFR 当n无穷大，两者相等。 三、水处理中常见反应器类型 第三节污水的均化（homogenization) 一、均量 二、均质 1.均质池工艺设计 2.均质混合方式 水泵混合 曝气混合 机械搅拌混合 水力混合 三、均化 1.分建式组合 2.合建式组合 穿孔导流槽式调节池 带折流墙的调节池 圆型调节池 * Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 曝气池 进水 回流污泥 剩余污泥 出水 二沉池 污水处理过程是一个化学（包括生物化学）处理工程，实现这一过程的设备称为反应器。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 反应物进入(qv, ρ0 ) 反应物流出 （ qv, ρe ) 反应物消失VrA 反应器 反应物累积 (VdρA/dt) qvρ0+VrA= qvρe + VdρA/dt Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profi