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在我国小城镇发展过程中,环境问题日益突出,不但影响后续的经济发展,而且直接威胁到当地生态和人居环境。因此研究适合我国小城镇污水处理的工艺和设备是当前亟待解决的问题。
本文采用射流曝气AmOn一体化工艺,对某水质净化厂曝气沉砂池出水进行处理研究,并结合CFD数值模拟技术对该一体化工艺进行机理分析。
借助大型计算流体力学软件—FLUENT,采用标准k—e双方程湍流模型与多相流模型,对射流曝气器进行了数值模拟,计算结果得到射流曝气器的基本性能方程:h=—0.1556q+0.4903。
对AmOn一体化反应器反应区进行内部流场模拟,结果表明射流曝气器的工作水深和布水器对流场有显著影响,调节不同水深高度与布水器角度能获得工艺所期望的流场状态。
通过正交试验分析得出,影响射流曝气器充氧性能的主次顺序为:射流水量Q>射流器工作水深H>尾管布水器角度a。确定最优工作方案为:Q=11m3/h、H=3m、a=45度。
在考察射流器的工作水深对一体化反应器处理实际污水影响的试验中,射流曝气器能够实现溶解氧的分区要求,减小射流器工作水深能增加缺氧/厌氧段的容积,同时提高好氧区的溶解氧浓度。
AmOn一体化反应器对实际城镇污水中有机物有较好的去除效果,在适宜的温度条件下,出水CODCr浓度基本能小于60mg/L。在射流曝气器工作水深2m时,平均去除率为78.0%。
一体化反应器有一定的脱氮能力,需要进一步优化设计。一体化设计能有效地进行反硝化过程,射流曝气器工作水深对生物脱氮有较明显的影响,减小射流器工作水深有利于脱氮效果。在射流曝气器工作水深2m时,总氮平均去除率达到46.7%。
通过试验研究证明,AmOn一体化工艺能有效地处理小城镇污水,具有广阔的应用前景。