隨著給水工藝的不斷提高以及水環(huán)境所面臨的復雜、多元的形勢,水質標準的規(guī)定也越來越嚴格,加上我國空間水資源分布多樣性的特點,導致不同地方的給水工藝不盡相同。目前,常規(guī)的基本給水處理工藝已經很難再滿足越發(fā)嚴格的出水水質標準,它難以去除水體中的痕量有機污染物和兩蟲(隱孢子蟲及賈第蟲),因此迫切需要對水源水深度處理。而臭氧工藝以其對有機物和兩蟲的高效去除以及良好的氣味控制在國內外給水廠中被越來越廣泛地采用。但是由于臭氧的強氧化性以及其池體封閉,很難對其內部流態(tài)、臭氧濃度分布和相關化學反應有一個詳細的了解與評估。且目前普遍使用的隔板接觸池在運行中存在大面積的回流與死水區(qū),嚴重影響了其運行效率。因此研究池內的流態(tài)、液相臭氧濃度分布及設計水力優(yōu)化結構則愈發(fā)迫切和必要。計算機技術的進步使得計算流體動力學(CFD)成為了研究反應器運行狀況和優(yōu)化其水力結構的有效工具。由于臭氧接觸池難以通過大型實驗進行研究,本文即運用CFD技術來模擬臭氧接觸池內的流態(tài)、設計合適的水力優(yōu)化結構以及對池內的臭氧氣液傳質、衰減及其液相的濃度分布狀況進行完整建模及數值模擬,以期對臭氧接觸池的實際運行和改建提供一定的指導和借鑒。首先...

【文章頁數】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 臭氧給水處理工藝簡介
    1.3 CFD技術概述及在水處理工藝研究中的應用
    1.4 CFD對臭氧接觸池內流場的表征與建模
        1.4.1 接觸池運行效率評價指標的建立與發(fā)展
        1.4.2 對接觸池運行參數及結構的優(yōu)化
        1.4.3 國內外對臭氧在池內的傳質、衰減及化學反應的模擬情況
    1.5 問題的提出和意義
        1.5.1 問題的提出
        1.5.2 研究的目的和意義
    1.6 主要研究內容和技術路線
        1.6.1 主要研究內容
        1.6.2 主要創(chuàng)新點
        1.6.3 技術路線
2 數值模擬模型的建立
    2.1 Fluent中的湍流模型及數值求解算法
        2.1.1 fluent湍流模型的比較
        2.1.2 fluent求解算法的比較
    2.2 模型的建立
        2.2.1 幾何模型的建立
        2.2.2 網格的劃分
        2.2.3 邊界條件的確定
    2.3 池體的運行效率評價指標及選取
        2.3.1 液齡分布函數
        2.3.2 出水CT₁₀值
        2.3.3 CFD-CT值
3 池內流場模擬及水力效率優(yōu)化
    3.1 原池型流場模擬
    3.2 RTD曲線的繪制和t10/T的計算
    3.3 結構優(yōu)化方案及結果
        3.3.1 加設橫向雙擋板
        3.3.2 加設網格
        3.3.3 加設格柵
        3.3.4 各優(yōu)化方案水力效率對比
    3.4 水力模型驗證
        3.4.1 實驗模型制作
        3.4.2 驗證方法的選取及驗證結果
    3.5 本章小結
4 接觸池內臭氧傳質與衰減模擬及CT值計算
    4.1 氣液兩相流模擬方法選擇
    4.2 氣體在接觸池中的運動及受力分析
        4.2.1 氣泡的流態(tài)
        4.2.2 氣泡的受力
    4.3 臭氧接觸池內臭氧的主要反應分析
        4.3.1 臭氧傳質理論
        4.3.2 臭氧衰減
    4.4 兩相流及臭氧傳質及衰減的模擬過程
        4.4.1 模型的建立
        4.4.2 邊界條件設置
        4.4.3 利用UDF表征衰減與傳質
        4.4.4 各優(yōu)化池型內的臭氧濃度分布
    4.5 各池型CFD-CT值的求解
    4.6 鼓泡柱驗證實驗
    4.7 本章小結
5 結論與展望
致謝
參考文獻
附錄 作者在攻讀學位期間發(fā)表的學術論文



本文編號：3863828