CIBR停留時間分布及氣液兩相流數(shù)值模擬研究.pdf

1、連續(xù)流一體化生物反應器（Continued-flow Integrated Biological Reactor, CIBR）是一種新型高效的一體化脫氮除磷反應器，尤其對于低碳氮比的污水處理具有一定的優(yōu)勢。但是在實際運行中反應區(qū)存在一定的結構死區(qū)以及三相分離區(qū)中氣液固三相的分離效果不是很好，影響著反應器的反應效率。論文基于計算流體力學理論研究了反應器內(nèi)部的流態(tài)，為反應器的設計、優(yōu)化反應器操作以及提高反應效率提供有效指導。
　　首先

2、，采用清水示蹤試驗研究了CIBR在曝氣和攪拌兩種工況下反應區(qū)和沉淀區(qū)的流態(tài)。曝氣和攪拌時CIBR反應區(qū)的Pe值分別為2.21和2.35，都介于0到∞之間，說明曝氣和攪拌時反應區(qū)的流態(tài)都是介于完全混合和推流式之間；曝氣時沉淀區(qū)的出水有85min的滯留時間，而攪拌時沉淀區(qū)在t=0時刻就檢測到示蹤劑，且沉淀區(qū)進出口處示蹤劑濃度值一樣，說明沉淀區(qū)流態(tài)在曝氣時為推流式，在攪拌時為完全混合。
　　其次，利用CFD模擬軟件，采用歐拉多相流模型和

3、標準k-ε模型中的分散（Dispersed）湍流模型，建立曝氣時CIBR氣液兩相流模型。通過數(shù)值模擬，得到了反應器內(nèi)速度場、氣體分布、壓強場以及湍流強度的變化規(guī)律。同時，在氣液兩相流數(shù)值模擬的基礎上，利用離散相模型對CIBR進行了示蹤模擬，模擬結果與實驗結果之間的最大誤差在22％，驗證了模擬結果的可靠性。
　　最后，通過清水示蹤試驗和數(shù)值模擬研究了三相分離器結構對流態(tài)的影響。下導流孔孔徑由2cm增大到8cm時，反應區(qū)的容積利用率在