双侧堰周进周出辐流二沉池工艺设计要点

湖光污水处理厂为湛江市重要市政基础设施之一,设计近期规模2.5×10^(4)m^(3)/d,远期规模5.0×10^(4)m^(3)/d,采用AAO+AO/双侧堰周进周出辐流二沉池/深度处理工艺。双侧堰周进周出辐流二沉池作为一种特殊形式的辐流二沉池,具有表面负荷高、水力停留时间长、利于固液分离、用地节约等特点,介绍了其主要设计参数及总体布置形式、上下游衔接方式、双侧堰出水方式等,该池布水均匀、运行稳定。本工程用地面积为建设标准的77%,实现了节约土地和节省投资的目标。

辐流式二沉池的流场仿真及评价指标的构建

为了定量分析周进周出辐流式二沉池的内部流场结构、优化污泥絮体沉淀的水力条件,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的方法对其进行数学建模及流场分析,创新提出了相应评价指标,包括:配水均匀性、流程池径比及沉淀时间比率。研究结果表明:利用流体体积(VOF)模型及k-ωSST湍流模型搭建的CFD模型适用于评估周进周出辐流式二沉池进水廊道配水均匀性;利用单相流模型及k-ωSST湍流模型搭建的CFD模型适用于评估池内流程池径比及沉淀时间比率;综合使用CFD模拟分析与经验公式设计优化配置导流装置调控流场,其配水均匀性、流程池径比及沉淀时间比率分别提升了20.0%,35.4%和39.0%。

二沉池一维模型的不确定性分析

在废水生物处理过程中,二沉池发挥着泥水分离和浓缩回流的重要作用。二沉池一维模型被广泛用于二沉池设计、管理和优化控制。本文对四种常用的二沉池一维模型在不同运行条件下的不确定性进行分析。研究发现,在雨天、污泥膨胀等条件下,二沉池模型的选择会对二沉池运行情况预测产生显著影响,选择不同的二沉池模型会导致运行控制策略不同。

海绵城市背景下的城市污水处理问题及技术发展分析——以二沉池为例

从海绵城市背景出发,对城市污水处理的概况和发展进行概括与分析。对城市污水处理存在的总体性问题进行阐述,因处理系统的复杂性,选取污水处理环节中的二沉池作为研究对象,对其存在的问题以及未来展望进行分析研究。以二沉池的研究成果作为参考,引申出对未来城市污水处理的技术展望和发展,以期为城市水资源管理与利用提供经验和建议。

矩形二沉池在广州猎德污水处理厂三期工程中的应用

介绍了矩形二沉池的工作原理及特点,并以广州猎德污水处理厂三期工程二沉池池型方案比选为例,进行圆形二沉池和矩形二沉池的优缺点比较和经济技术分析。在此基础上阐述了矩形二沉池的适用条件和设计中应注意的问题。

基于全局敏感性分析的二沉池一维模型比较研究

二沉池一维模型被广泛用于二沉池设计、管理和优化控制。本文基于全局敏感性分析结果,对四种二沉池一维模型进行了全面比较。研究发现对于四种模型,区域沉降相关参数是影响污泥层高度、底流污泥浓度等模型预测结果的重要参数。对于区域-压缩沉淀模型和Bürger-Diehl模型,在雨天、污泥膨胀等二沉池极端运行条件下,压缩沉降相关参数对二沉池模型预测结果有较大影响。与区域沉降和压缩沉降参数相比,水力弥散相关参数对模型预测结果影响相对较小。

臭氧对二沉池出水的氧化特性研究

采用臭氧处理北京市高碑店污水处理厂二沉池出水,就臭氧对二沉池出水的氧化特性进行了研究。结果表明,臭氧对二沉池出水中的COD、色度、UV254均有较好的去除效果,但对TOC的去除效果较差。试验条件下,臭氧的最佳投加量为10 mg/L、最佳接触时间为15 min,此时对COD的去除率为19.12%,去除单位COD的臭氧投加量为1.79 mg;对色度的去除率为58.59%,去除单位色度的臭氧投加量为1.46 mg;对UV254的去除率为39.57%,去除0.001 cm-1吸光度的臭氧投加量为2.82 mg;TOC/UV254提高到140.29,可生化性提高了1.59倍。

辐流式二沉池中异重流的计算流体力学模型研究

异重流的形成是影响活性污泥系统二沉池水力学性能的主要因素,形成异重流的主要原因包括沉淀池内不均匀的污泥分布和温度分布。采用多相流欧拉模型、标准k-ε湍流模型和Boussinesq假设研究了二沉池中活性污泥和表面散热引起的异重流。表面散热的计算采用经验方程,数值计算结果同实验结果作了比较,结果表明模型能较好地预测辐流式二沉池的流场、温度场和污泥分布。研究还表明,Fr2pGr/Re2表示了不均匀温度分布引起的浮升力与不均匀污泥分布引起的作用力的比值,用它可以判断两种作用力在异重流的形成当中的相对大小。

基于计算流体力学的辐流式二沉池数值模拟

用数值模拟的方法准确描述城市污水处理厂二沉池中的流态及固相分布对保证其稳定运行和出水水质达标至关重要,与其他常用于对二沉池进行数值模拟的经验模型、固体通量模型等相比,计算流体力学(CFD)模型在精度上具有明显优势。以基于计算流体力学的商用软件FLUENT为工具,用欧拉—拉格朗日和欧拉—欧拉方法对辐流式二沉池的流态,尤其是固相行为和分布进行了模拟研究。结果表明,固相颗粒在二沉池中的行为和分布受颗粒的粒径、密度等自身属性以及漩涡等特殊流动现象的影响,呈现出不同于理想沉降理论的轨迹;颗粒粒径及密度越小,颗粒则越易受漩涡等的影响,沉淀池的泥水分离效果也就越差。将模拟结果与实际污水处理厂的数据对比,表明该模拟结果可靠,对工程实际具有一定的指导意义。

二沉池反硝化浮泥产生机理及避免措施

分析了二沉池产生反硝化浮泥的影响因素和机理 ,提出了降低二沉池进水硝酸盐浓度、增加设计池深、减少污泥停留时间、增加进水溶解氧浓度等避免措施。结合某含氮废水处理工程探讨了如何对沉淀池进行改造以避免浮泥现象的发生。

活性污泥过程反应池与二沉池耦合模型与模拟

将二沉池一维通量模型与反应池活性污泥2号模型（ASM2）耦合,建立了活性污泥过程模型.模型应用于重庆某污水处理厂,结果表明,该模型可以较好地对出水中COD、SS、TN及TP进行模拟.针对该污水处理厂现行运行条件,分析了影响活性污泥系统的因素,提出优化运行参数,将二沉池污泥回流比由原来的0.75减至0.20-0.25,剩余污泥排放量从原来的591m^3/d至204-249m^3/d;将反应池污泥浓度由原来的1.2g/L增加至2.8g/L,可提高系统抗负荷冲击和抗低温的能力,改善系统出水水质.

周边式二沉池流态数值模拟

利用改进的RNG两方程湍流模型,借助大型计算流体力学软件FLUENT,对不同回流比情况下的周边进水周边出水二次沉淀池进行了数值模拟。结果表明:由于周边式沉淀池出水口和进水口在同侧距离较近,会发生短流,沉淀池容积利用率也较低,导致沉淀效率下降。随着回流比的增加,短流和死区会减少,但始终不能消除,周边式二沉池内不存在理想的设计流态。

二沉池动态仿真模型研究

建立了二沉池的一维动态模型,同时定义偏差函数作为模型参数校核的目标函数,并对某污水厂二沉池进行动态仿真的模拟。通过对模拟数据和实际运行数据的对比,验证了二沉池模拟的合理性以及参数校核方法的有效性。

计算流体力学在二沉池改造中的应用

利用计算流体力学对污水处理厂二沉池内流场进行了数值模拟,得到二沉池内流场速率分布规律,进而确定流态临界位置水流速率,并将其作为标准速率。基于此,在二沉池内对挡板结构进行改造。改造后二沉池的模拟计算结果表明,二沉池在保证出水水质的情况下很好地满足了增大处理量的要求。

计算流体力学(CFD)在二沉池优化设计中的应用

对二沉池研究中常用的计算流体力学(CFD)数学模型进行了分类和归纳,介绍了数学模型的数值解法,讨论了水流模型中的动量源项和悬浮物模型中的传质源项,并分析了二沉池内水流运动、悬浮物传质过程的主要研究成果。总结了应用CFD优化二沉池结构、进口条件及效率的研究进展,提出了今后的研究方向。

水温对平流式二沉池运行影响的数值模拟

借助改进的RNGκ-ε两方程湍流模型和简化的多相流混合模型,采用计算流体力学软件Fluent模拟某污水处理厂平流式二沉池在不同水温下的运行效果。通过对比Johnson对水库水温变化的实测数据验证了模型和模拟方法的可靠性。对平流式二沉池的模拟结果表明:不同水温条件下池内水流速度存在相似的分布,在池的下部和上部各存在一个回流区;池内水温降低会造成上部回流区域减小、出水固体颗粒质量浓度增大,从而导致二沉池的颗粒去除率降低;采取增大颗粒粒径、密度和在沉淀池出水口前加设挡板的措施均能有效降低出水固体颗粒质量浓度。

二沉池污泥沉降特征参数探讨及泥位动态仿真

二沉池作为污水处理厂的主要单元其优化运行尤为重要,实际中往往缺乏对二沉池的深入认识而导致在运行中经常发生污泥沉降性能变差的情况,基于上述问题探讨了表征污泥沉降性能的经验表征参数污泥容积指数SVI的不足,提出了二沉池水力停留时间内污泥沉降比SV的概念,同时基于固体通量理论和物料守恒建立了二沉池的数学模型,采用虚拟仪器软件开发平台(Lab VIEW)对北京某污水处理厂二沉池泥位层高度和回流污泥浓度进行了动态仿真研究,结果表明:在污泥浓度较低(MLSS<4.0 g/L)时,SV_(30)和MLSS之间呈正比例关系,可采用经验SVI值来判断污水厂的污泥沉降性能,但污泥浓度升高时(MLSS>4.0 g/L)SV_(30)和MLSS之间的线性关系发生改变,采用经验SVI值衡量污泥的沉降性能会带来较大误差;所开发的仿真模型能够较好地模拟二沉池运行工况并预测未来二沉池泥位的变化趋势,同时指导操作人员动态地改变回流比值,既可以有效地降低污泥膨胀带来的污泥流失风险,又能为污水厂的优化控制提供技术支持。

基于质量守恒的二沉池一维通量模型

基于质量守恒定律，导出了二沉池的一维通量模型。模型考虑了二沉池表面积的变化，低浓度污泥沉降和区域沉降采用了Takacs速率公式，压缩沉降采用了压缩沉降速率公式。结果表明，单元层的污泥质量守恒，模型在进水污泥浓度、进水流量、回流比及其组合的脉冲扰动下仍有较强的稳定性；二沉池出水悬浮物浓度与回流污泥浓度的模拟值分别为16．40mg／L与7．01g／L，和实测值范围15-19mg／L与6．46—8．32g／L较为吻合；污泥层高度的预测值为0．55m，与实测值0．45m较为一致。同时，恰当地选取二沉池分层数和模拟迭代时间可以从根本上避免模拟失真，将二沉池分为30层及其以上可得到理想的模拟结果。

周进周出二沉池配水渠参数计算方法探讨

目前周进周出二沉池的技术仍然被国外制造商垄断,特别是关于配水渠均匀布水的设计计算方法是国外制造商的专有技术.探讨了两种配水渠参数的计算方法:一种是布水孔的孔径和孔距不变、只改变配水渠的宽度的计算方法;又探讨了一种施工方便、精度容易保证、更实用的计算方法:配水渠宽度线性改变、同时布水孔的孔径和孔距随着孔口淹没出流总水头的变化相应改变,从而实现均匀布水.

二沉池出水中双酚A的高铁酸钾氧化降解行为

考察了pH、温度、反应时间、浓度、光照、腐殖酸、干扰离子等因素对高铁酸钾降解双酚A的影响,并探讨了高铁酸钾降解双酚A的动力学机理以及对二沉池出水中双酚A的降解作用。研究表明:在pH=9.0,室温条件下,反应10 min后双酚A的降解率达最大值;光照对双酚A降解基本没有影响;腐殖酸对双酚A的降解有一定促进作用;干扰离子对双酚A降解影响较为复杂,既有促进作用又有抑制作用。以二沉池出水为基体,当m(高铁酸钾)∶m(双酚A)=5∶1,双酚A初始质量浓度为5.0 mg/L时,反应4 min后,双酚A的降解率达99%。实验结果表明高铁酸钾对双酚A具有良好的降解效果。