氧化沟水力特性对处理效果和能耗的影响.PDFVIP

第四届环境模拟与污染控制学术研讨会论文集 氧化沟水力特性对处理效果和能耗的影响 刘广立1，种云霄2，樊青娟1，贾晓珊1，李寿辉3 1．中山大学环境科学与工程学院；2．华南农业大学环境系；3．北京大学环境学院 摘要：氧化沟由于通常采用表面曝气的方式进行供氧，造成沟中的溶解氧和流速的不均匀分布， 从而对处理效果和能耗产生影响。本文根据氧化沟的水力特性，计算并比较了沟内的流速分布，按 照IAWPRC活性污泥模型比较了不同条件下的处理效果，试验结果表明通过增加张角180度的导流 墙可大大改善沟内的水力条件，降低能耗约10％，且对处理效果无明显影响。 关键词：氧化沟；水力特性；处理效果：能耗 氧化沟由于具有工艺简单、运行管理方便等优点而在我国得到广泛的应用。沟内的表面曝气装 置的作用一是向水中供氧，满足活性污泥的新陈代谢；二是推动混合液在沟中流动，创造溶解氧、 有机物和污泥相互混合的良好环境。但实践运行表明，在氧化沟工艺中常存在着局部污泥淤积，平 均流速过低等问题，从而造成处理效果较差或能耗较高。本文从氧化沟的水力特性入手，结合实际 运行的氧化沟探讨了沟内流态对处理效果和能耗的具体影响。 1．氧化沟的具体参数及进出水水质 6m×4m×2．3 本研究采用的是单沟型Passver氧化沟，有效容积是140m3(长X宽×深：1m)。采 用转刷曝气方式，转刷直径为lm，转速 72rpm，充氧能力6．58．5 kgOdm·h。氧化 沟设计进水流量为500t／d，进水为低浓度生 活污水，进水水质平均为COD200mg／L， SS150mg／L，NH4+-N20mg／L，出水水质平均 为COD30mg／L，SSlSmg／L，NH4+-N0．5mg／L， 图l氧化沟试验采用布点断面位置示意 沟中MLVSS=59／L，水里停留时间约为8h。 试验中采样布点断面位置如图l所示Il’zl。’ 2．试验与模拟计算的基本原理和方法 本研究采用氧化沟中试运行测试分析与模 拟计算相结合的方法。通过测定氧化沟6个 断面的流速分布以及实际运行效果，确定模 拟模型的具体参数，具体对氧化沟的流场分 布而言，则是根据k-e模型和测定结果确定 模型的初始条件，进而计算出氧化沟内的阻 力损失最大区域，以及溶解氧分布状况，提 出改进措施，然后根据IAWPRC模型进行模 拟计算，判断降低能耗的措施是否会对处理 图2研究的技术路线示意 效果产生不利影响(见图2所示)。 3．试验结果与讨论 3．1氧化沟内流场分析及水力特性对能耗的影响 本研究对氧化沟的流场进行计算中，将计算的坐标原点设在氧化沟的中心，单元网格大小为o．2 ×0．2X0．2m3。根据k-￡模型的计算结果与实际测量值对比见表l，从中可以看出该模型用于分析氧 化沟的流态是比较接近实际情况的。计算结果表明，在2—3断面之间，当未设导流墙时，由于重力、 离心力的作用，流体出现正交的二次流：断面平均流速由2断面入口处的0．47m／s降为3断面出口 处的0．271m／s，降幅为0．199m／s，且在弯道内侧出现回旋停滞区，这将导致污泥的沉降。 若在2—3断面之间设置张角1800的导流墙，则可使得氧化沟的流场得到明显的改善，即弯道 出口内侧的回旋停滞区几乎消失，弯道出口的流速分布比较均匀，平均流速也有较大的提高，由原 139 第四届环境模拟与污染控制学术研讨会论文集 时的速度损失减少0．042m／s。增设张角为180。的导流墙前后，氧化沟内流体能量分布比例见图3所 示，从图中可以看出在2--3断面增设导流墙后，能量损失有了较为明显的降低，由原来的39．4％降 为28．4％，能耗降低率约10％。 表3．3各断面平均流速的模拟值与实测值 50～——一50