為了認(rèn)識核桃殼過濾器濾后水質(zhì)惡化的成因,并確定合理的過濾周期,根據(jù)質(zhì)量和動量守恒原理,建立了考慮攔截作用、沉淀作用和分子間作用力的過濾過程三維瞬態(tài)計(jì)算流體力學(xué)模型,其中濾床采用多孔介質(zhì)模型進(jìn)行描述,模擬了核桃殼濾料對污水中油滴和懸浮固體的吸附過程。研究結(jié)果表明:濾出水含油和懸浮固體質(zhì)量濃度變化呈"S"形增長,濾床水頭損失變化接近拋物線;隨過濾進(jìn)行,污水過濾的負(fù)荷由頂部向底部濾層逐漸轉(zhuǎn)移,經(jīng)過30 h左右,床層被穿透,濾出水含油和懸浮固體質(zhì)量濃度迅速升高;根據(jù)濾后控制指標(biāo)確定了某過濾器的最佳過濾周期為20 h,與現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行情況相符,可為過濾器過濾周期的確定提供一種數(shù)值模擬方法,并可通過單個(gè)周期處理水量最大對過濾參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。研究結(jié)果可為核桃殼過濾器性能參數(shù)的確定提供理論依據(jù)。 

【文章來源】：石油機(jī)械. 2020,48(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

核桃殼過濾器和幾何模型

對上述過濾器進(jìn)行六面體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，同時(shí)，為了提高模擬精度，對濾床區(qū)域的網(wǎng)格進(jìn)行適度加密，以充分地再現(xiàn)油滴和懸浮固體從污水中的去除過程，劃分單元526 512個(gè)，節(jié)點(diǎn)509 548個(gè)，并通過了網(wǎng)格無關(guān)性檢查。圖2為網(wǎng)格劃分圖。利用CFD軟件Fluent對前述控制方程進(jìn)行求解，對壓力速度耦合采用SIMPLEC算法[16]。濾床按多孔介質(zhì)處理，為了充分考慮吸附及滲透率變化對過濾過程的影響，運(yùn)用C語言對質(zhì)量源項(xiàng)和動量源項(xiàng)進(jìn)行編程并通過UDF導(dǎo)入濾床區(qū)域。

圖3為10、20和30 h時(shí)污水含油和懸浮固體質(zhì)量濃度分布云圖。從圖3可以直觀看到含油和懸浮固體質(zhì)量濃度分布隨時(shí)間和空間的變化情況。濾床區(qū)域內(nèi)污水含油和懸浮固體質(zhì)量濃度呈梯度分布。其中，含油和懸浮固體質(zhì)量濃度變化劇烈的區(qū)域?yàn)橹魑絽^(qū)�？梢钥闯鲋魑絽^(qū)從濾床的上部開始隨時(shí)間逐漸延伸到底部，這主要是由于過濾初始，濾床上部來水含油和懸浮固體質(zhì)量濃度較大，吸附主要發(fā)生在上部濾層;隨時(shí)間推移，上部濾層沉積大量油滴和懸浮固體，濾層孔隙率減小，水流沖刷加劇導(dǎo)致吸附能力減弱，過濾逐漸向?yàn)V床底部推移。伴隨主吸附區(qū)遷移，濾后水質(zhì)逐漸變差，過濾30 h，濾出水含油質(zhì)量濃度36.78 mg/L、懸浮固體質(zhì)量濃度16.78 mg/L，已不滿足濾后水質(zhì)控制指標(biāo)要求。2.2 軸向比沉積量分布

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3590216