本文關鍵詞：氧化溝水力學特性研究及結構優化　出處：《大連理工大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：氧化溝有不少優勢：具有抗沖擊性、出水水質優良、操作成本低等,在污水處理中的應用也越來越廣泛。西安某污水處理廠在運行過程中存在一些問題,本文通過對氧化溝水力學特性等進行研究,對其結構進行優化調整,本文主要包括：(1)自主設計并建立了一套小試氧化溝裝置,運用粒子圖像測速儀(PIV)測試了作為推流機的潛水泵前端的流場,分析其周圍流場的特點,并驗證了推流機簡化模型的可靠性,60 W潛水泵前端所產生流場的速度最大值約為1.5 m/s。以木屑作為示蹤粒子,通過C語言編程,分析研究填料堆積前后過水口表面流場。在對過水口填料堆積問題數值模擬分析和結構優化的基礎上,通過小試氧化溝實驗裝置,完成了過水口填料堆積實驗,實驗結果顯示：實際工程上,潛水推流機安裝的位置與過水口的距離應小于7.2 m,可以通過改變潛水推流機安裝的位置y偏移量來緩解填料堆積問題,氧化溝過水口不發生填料堆積問題,需保持兩池低液位差運行,液位差應保持在0.72 m以下。添加擋板能降低填料的堆積率,在不同程度上緩解填料堆積的問題。小試裝置上,當兩池液位差為20 mm時,添加擋板能將填料的最大堆積率由16%降低到3.6%；當兩池液位差為30 mm時,添加擋板,填料的最大堆積率由31%降低到16.8%。在兩池液位差為40 mm時,添加擋板能將填料的最大堆積率由35%降低到18%。(2)用CFD軟件對1：36尺寸的小試氧化溝三維數值計算。在小試尺寸氧化溝上進行填料堆積問題的結構優化,用于指導實驗研究,發現：最優的參數條件是：5號推流機位置變化n+20 mm,Z:+20 mm；擋板傾角7.5。；擋板逆時針45。開孔。添加逆時針45。開孔傾角7.5。的擋板,能將中部的切向速度由逆流速度0.05 m/s變為順流速度0.1 m/s,并且上、中部最大法向速度明顯降低,能緩解過水口填料堆積問題。(3)用CFD軟件對全尺寸氧化溝三維流場數值模擬計算,選取部分截面,分析其水力學特性,并對實際工程中存在的過水口填料堆積問題和能量配置問題進行了分析。重點對能量配置等問題作了優化調整,設計了六種工況條件,發現：在距離彎道出口1.5m處、彎道進口7.5 m處各設置一臺推流機,安裝位置向內側平移0.25 m,向上平移0.25m,設置單臺推流機功率2.3 KW,6臺,功率配置為：4.84 W/m3,效果最好。
[Abstract]:Oxidation ditch has many advantages, such as impact resistance, excellent water quality, low operating cost, and more and more widely used in sewage treatment. A sewage treatment plant in Xi'an there are some problems in the operation process, based on the research of oxidation ditch hydraulic characteristics, to adjust and optimize the structure, this paper mainly includes: (1) designed and established a small oxidation ditch device, using particle image velocimetry (PIV) as the test flow submersible pump the front push flow machine, analysis of flow field around its characteristics, and verify the reliability of the simplified model of flow machine, 60 W submersible pump front generated flow velocity is about 1.5 m/s. Using wood chips as tracer particles, the flow field on the surface of the water inlet before and after packing is analyzed and studied through C language programming. In the basis of simulation analysis and structure optimization of water filler packing problem numerically, through the test of oxidation ditch experimental device, completed a water filler packing experiment, experimental results show that the actual project, pushing distance and water diving flow machine installation position should be less than 7.2 m, can change the position of diving pushing flow y offset machine installation to alleviate the problem of filler packing, oxidation ditch water without filler packing problem, need to maintain a pool of two low level difference, the difference of level should be kept below 0.72 M. Adding baffles can reduce the packing rate and alleviate the packing problem in different degrees. When the two tank level difference is 20 mm, adding the baffle can reduce the maximum packing rate of the packing from 16% to 3.6%. When the difference of the two pool level is 30 mm, the maximum packing rate of the packing can be reduced from 31% to 16.8% when adding the baffle. When the liquid level difference of the two tank is 40 mm, the maximum packing rate of the filler can be reduced from 35% to 18% by the addition of the baffle. (2) the CFD software is used to calculate the three dimensional numerical calculation of the oxidation ditch at the 1:36 size. The structure optimization of packing packing problem on the small scale oxidation ditch is used to guide the experimental research. It is found that the best parameter condition is: the position of n+20 5 mm, Z:+20 mm and baffle inclination angle are 7.5. The baffle counter clockwise 45. Open the hole. Add the counter clockwise 45. The opening angle of the opening is 7.5. The baffle can change the tangential velocity of the middle part from the counterflow speed of 0.05 m/s to the downstream speed of 0.1 m/s, and the maximum normal velocity in the upper and the middle parts is obviously reduced, which can alleviate the packing problem of the overflow port. (3) using CFD software to simulate the three-dimensional flow field of full-scale oxidation ditch, select some sections, analyze its hydraulic characteristics, and analyze the packing problem and energy allocation problem in the actual engineering. The key for the adjustment and optimization of energy configuration, design six kinds of working conditions, found in the corners, 1.5m export import 7.5 m at the distance of the curve is provided with a plug flow machine, installation position to the medial displacement of 0.25 m, to translate 0.25m, setting a single push flow machine power of 2.3 KW, 6 Taiwan, power configuration: 4.84 W/m3, the best effect.
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X703

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