医院污水处理技术专用混凝设备流场模拟及结构优化

【摘要】：水资源的再生利用是当今社会解决水资源短缺的一种重要途径。其中，污水的净化处理技术是一项重要课题。混凝净水技术是现有技术中较为成熟的一种。已有研究提出了絮凝池的多种结构，但何种结构更适合医院污水处理，还需要理论验证。本研究采用机械絮凝池为研究对象，以Fluent软件为基础，利用流体力学的方法模拟絮凝池中流域运动情况，比较絮凝结果以实现装置的结构优化，最终得到更为理想的装置结构，并且为提高絮凝装置的性能提供理论依据。论文主要完成的工作为： 1.对已有的絮凝技术及其装置结构进行研究和可行性分析； 2.通过对装置各部分的理论分析，设计出净水设备整体系统，使其能够实现污水净化处理；对系统的独立部分进行功能分析，同时针对各部分的相关性，对系统各部分结构进行独立设计。 3.建立装置在絮凝过程中用于流场分析的数值模型。根据已有的流体仿真经验及其本研究涉及的流域条件，给出适用于机械絮凝池的基本公式和特性参数；对边界条件进行了分析研究，确定了包括流域动静区域、壁面边界条件等条件的设置；对絮凝池内流域动力学控制方程与网格划分方法进行了分析与选择。 4.对几种典型絮凝池结构进行仿真分析，得到不同参数的分布图，并对其进行分析。对单层搅拌桨的圆形絮凝池、单层搅拌桨的方形絮凝池、加入挡板的单层搅拌桨絮凝池以及加入R=50mm、R=100mm和R=150mm圆角的双层搅拌桨絮凝池结构进行仿真分析，得到这些结构的速度、湍动耗散率和湍动能三个参数的分布图，然后进行分析。 5.对不同结构的絮凝池参数进行对比分析。在流域内插入曲线，提取曲线上速度、湍动耗散率和湍动能三个参数的数值，得到不同结构絮凝池的参数变化规律曲线；然后通过对曲线进行对比分析，获取絮凝结果更优的絮凝池结构。对这些结构进行整合，得到优化后的絮凝池结构。 【关键词】：混凝设备 医用污水处理技术 流场模拟 结构优化
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X799.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 净水设备总论11-12
• 1.1.1 国内外研究现状11
• 1.1.2 医院污水的情况及其处理现状11-12
• 1.2 混凝净水技术研究现状12-15
• 1.2.1 净水物质的研究12-13
• 1.2.2 混凝沉淀净水技术13-15
• 1.3 本文的主要研究工作15-17
• 第二章 净水系统总体方案研究17-27
• 2.1 混凝基本理论的研究17-19
• 2.1.1 混凝动力学的研究17-18
• 2.1.2 影响混凝的因素18-19
• 2.2 混凝净水系统总体方案19-20
• 2.3 混凝净水系统各部分结构设计20-26
• 2.3.1 装置选型20-22
• 2.3.2 混合池设计22-23
• 2.3.3 絮凝池设计23-24
• 2.3.4 沉淀池设计24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 数值模拟与计算方法27-37
• 3.1 数值模型的建立27-30
• 3.1.1 基本假设28
• 3.1.2 流体动力学控制方程28-29
• 3.1.3 边界条件的确定29-30
• 3.1.4 仿真模型网格划分30
• 3.2 数值模拟方法30-35
• 3.2.1 控制方程的离散30-31
• 3.2.2 SIMPLE 算法31-33
• 3.2.3 数值求解流程33-35
• 3.3 CFD 仿真软件分析35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 不同结构形式装置的仿真分析37-51
• 4.1 单层搅拌桨的圆形絮凝池仿真结果37-40
• 4.2 单层搅拌桨的方形絮凝池的仿真结果40-42
• 4.3 加入挡板的单桨方形絮凝池的仿真结果42-44
• 4.4 双层桨板的方形絮凝池的仿真结果44-49
• 4.4.1 圆角 R=50mm44-46
• 4.4.2 圆角 R=100mm46-48
• 4.4.3 圆角 R=150mm48-49
• 4.5 本章小结49-51
• 第五章 对比关键参数进行絮凝池结构优化51-66
• 5.1 不同絮凝池池体结构的参数比较51-54
• 5.1.1 速度场的对比分析51-52
• 5.1.2 湍动耗散率的对比分析52-53
• 5.1.3 湍动能的对比分析53-54
• 5.2 有无挡板的絮凝池结构参数比较54-57
• 5.2.1 速度场的对比分析54-55
• 5.2.2 湍动耗散率的对比分析55-56
• 5.2.3 湍动能的对比分析56-57
• 5.3 不同形状桨板装置结构参数比较57-59
• 5.3.1 速度场的对比分析57-58
• 5.3.2 湍动耗散率的对比分析58
• 5.3.3 湍动能的对比分析58-59
• 5.4 不同圆角的絮凝池结构比较59-63
• 5.4.1 速度场的对比分析59-60
• 5.4.2 湍动耗散率的对比分析60-61
• 5.4.3 湍动能的对比分析61-62
• 5.4.4 絮凝池边角速度场分布情况对比62-63
• 5.5 絮凝池的优化结果63-64
• 5.6 本章小结64-66
• 第六章 总结66-68
• 6.1 主要研究工作66
• 6.2 研究成果66-67
• 6.3 今后工作方向67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-72
• 个人简历、在学期间的研究成果72

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

混合动力学机理及控制指标研究    武道吉,谭凤训,修春海,王新文,张华

水处理絮凝工艺的优化设计和运行    武道吉,吴濂河,修春海,李圭白

水厂混凝杯罐试验合理工况的确定    宋佩娣;陈卫;周克梅;

水处理有机絮凝剂的研究进展    苗庆显;高立芹;秦梦华;

城市污水处理厂尾水再生利用现状及工艺探讨    王耀辉;

最优混凝搅拌条件的研究    于水利,孙凤鸣,李玉华,张志刚

混凝动力学对混凝工艺实践的指导意义    贺玉环;冯建平;余承烈;

搅拌反应器内气液两相流的CFD研究进展    王嘉骏;李良超;顾雪萍;冯连芳;

絮凝动力学机理与控制指标研究    武道吉,谭凤川,王新文,修春海,张华

往复隔板絮凝池流场数值模拟及混凝效果分析    祝皎琳,林建国

造气废水混凝实验研究    陈金思,彭书传

小城镇供水消毒与安全问题探讨    余萍;康强;

生物絮凝剂(普鲁兰)处理印染废水的研究    王莉;

马钢圆坯结晶器水口改型流场和温度场的数值模拟    秦玲玲;陈玉宝;尹国才;

我国水资源现状及水土保持对策    孙贵军;

嘧啶废水预处理研究    吴代顺;孙宝盛;

气、液两相流水平管道中溶解氧变化规律的实验研究    曹国凭;张耀宗;陈举烽;

絮凝过程絮体粒度分布特征及流场仿真    南军;贺维鹏;李圭白;

矢性流函数-涡量法充型过程数值模拟    郭鸿志,李晨曦,吴春京,胡汉起,冯妍卉

新型外燃旋流热风炉内流动与传热过程数值计算    张书臣,郭鸿志,刘向军,程小虎,蔡漳平,赵树治,程克友

气液双喷嘴射流曝气器的充氧性能研究    陈文召;董有;李光明;宋珏容;

混凝试验中效果评判的新方法    龚云峰;吴春华;闻人勤;张萍;丁桓如;

往复隔板絮凝池内流场的数值模拟    祝皎琳;林建国;

上海长江口陈行水库泥沙沉降率研究    王道增;樊靖郁;钟宝昌;

连铸中间包流动控制的数值模拟    胡进;孙本良;李成威;徐阳;王琳;

一体化净水器处理芦笋废水的工程实践    李新红;王天胜;余承烈;

本钢5~#高炉喷煤过程的数值模拟    郭文忠;孙连有;李乃明;李宝宽;

几种典型管路局部压强损失的数值模拟分析    宋波;冯妍卉;张欣欣;

行车式泵吸单管吸泥机的设计    陆大玮;楼上游;马殿旗;周书征;

振荡射充氧混合设备的实验研究    高军;赵静野;康忠良;孙厚钧;郑晓萌;

阻流板对双体船水动力性能影响的数值研究    邓锐

溴化锂水溶液微观特性的分子动力学研究    朱蓓蓓

碟形越浪式波能发电装置的水动力性能研究    黄燕

长江口水沙运动及三维泥沙模型研究    刘高峰

分级式合成气初步净化系统中旋风分离器的分离机理与结构特性研究    崔洁

颗粒物对藻华生物的絮凝作用及其分形数值模拟研究    王洪亮

高功率轴快流CO_2激光器气体流场及热交换的模拟与优化    黄鸿雁

黄河兰州段环境激素污染水平及有机污染物的细胞毒性研究    丁国武

温室环境因子时空分布CFD模型构建及预测分析研究    程秀花

夹河矿HEMS深井降温系统热能交换分析    齐平

阳离子淀粉/壳聚糖交联共混絮凝剂（CATCS）的制备与应用研究    游力军

倾斜巷道中风流方向对瓦斯分布与瓦斯积聚的影响    王春霞

局部通风掘进工作面换热系数计算方法研究    张艳利

孔群喷注噪声理论与实验研究    杨文强

高压水射流深穿透水平射孔技术研究    孙龙勇

北票天然沸石改性及其制备宠物猫砂工艺研究    李志鹏

阜新矿区矿井水混凝及过滤优化研究    唐寿明

烟流逆流层及火区下风侧局部风流参数数值模拟研究    赵光耀

煤粉干燥管内气固两相流动的数值模拟与实验研究    于连丽

斜板溶气气浮处理油田废水的试验研究    齐国瑞

斜叶涡轮搅拌槽流动场数值研究    侯拴弟,钟孝湘,王英琛,施力田,张政

新型在线光学絮凝检测仪的原理、设计与制造    于水利,李邦宜,曹世杰,李虹,李圭白

气液两相搅拌槽内气泡直径的数值模拟    王卫京;毛在砂;

泥沙絮凝问题分析    金德泽,吴慧文,师福东

双层组合桨中心及偏心搅拌三维流场的数值模拟    梁瑛娜;温茂森;高殿荣;

我国城市污水回用作火电厂循环冷却水的研究    顾小红,黄种买,虞启义

用改性壳聚糖对城市未达标排放污水进行再处理    陈津端,罗道成,刘能铸,王海桥

多层桨式搅拌罐内混合过程的数值模拟    王乐勤;杜红霞;吴大转;戴维平;

低密度固体颗粒与液体搅拌混合过程的数值模拟研究    陈涛;吴大转;杜红霞;王乐勤;李志峰;

细颗粒泥沙絮凝-分散在水土保持中的应用    陈洪松,邵明安

气液反应器局部分散特性的实验与数值模拟    李良超

水流对混凝沉淀影响研究    詹咏

气液（浆）反应器流体力学行为的实验研究和数值模拟    王铁峰

固—液搅拌槽内液相湍流特性研究    江涵

用Autolisp语言编制絮凝-沉淀池设计程序    陈莉,范跃华

反应器原理用于折板絮凝池运行状况评价的探讨    陈伟,高乃云,范瑾初

试论波纹板絮凝池的合理化设计    李镜明 ,周成湘 ,江小林

物化除磷工程方案比较    羊寿生!200002上海市圆明园路133号

絮凝池能耗分配数学模型的研究    黄其龙;李镜明;

程控多项排泥阀在絮凝池排泥系统中的应用    李铁;

水处理絮凝动力学及其效果的数值模拟    陈卫;邹琳;汪德爟;

搅拌反应器内三维流场对絮凝效果影响研究    尉鹏翔;

絮凝沉淀磁吸附工艺在富营养化水体治理中的应用    张发宇;叶瑞;杜海明;吕凤鸣;张宏;余增亮;汪家权;

论微气泡参与絮凝的机理及其数学模式    杨开;

絮凝—沉淀在膜处理工艺中的应用研究    康华;徐立群;张海龙;

磁加载絮凝技术在清河污水处理厂应急工程中的应用    张雅玲;李艺;张韵;赵志军;方先金;李振川;

城镇供水处理厂节水策略及效益分析    陶辉;王毅;韩伟;江翰;李星;赵富旺;李圭白;

电镀废水处理技术的工程应用    徐乾坤;张智良;

冷轧污水处理工艺设计    饶宁;

合理利用现有设施 有效处理焦化废水    刘文;

浅谈玻纤的废水治理    万维晶;

黄岩新水厂工艺优化设计与施工的浅析    袁琪;安世平;郑晨;

北京市第九水厂二、三期工程介绍    钟亮洁;刘益萱;

浮滤池处理引黄水库水的试验研究    林清丽;张克峰;贾瑞宝;

惯性效应是絮凝的动力学致因    于立群

高效混凝沉淀净水技术简介    

本市建成世界最大气浮产水池    卞建国

金沙县多措并举确保县城供水    龙军

结成甘泉济苍生    本报记者 武永清

污染严重企业不让进入开发区    实习记者 何琼

说说自来水那些事儿    本报记者 李江涛　实习生 秦延晓 通讯员 吕斌

黄河水到了咱的家    

工艺小改进 解决大问题    何兴明

120万昆山人将喝上优质水    记者　 苏菁

絮凝搅拌能耗分布优化模式及其实验验证    陈威

典型北方水源地藻类特征及其对自来水厂处理效率的影响研究    王雪松

水流对混凝沉淀影响研究    詹咏

城市给水处理厂及泵站能耗分析与应用研究    王圃

微涡旋接触絮凝澄清器工艺过程优化分析及试验研究    张莉平

气浮—好气滤池再生水深度处理工艺研究    朱兆亮

絮体分形成长与流场协同作用机制及数值模拟研究    贺维鹏

城市污水生物絮凝吸附工艺的特性及模拟研究    刘绍根

对网格絮凝池内部流场数值模拟的研究    齐欣

改进隔板絮凝池的数值模拟和实验研究    蔡小虎

机械絮凝池流场数值模拟与实验研究    申锋

基于CFD的网格絮凝池参数优化研究    柳溪

基于CFD的网格絮凝池中过栅紊流特性数值模拟研究    李国强

气动絮凝用于城镇污染河水处理的试验研究    薛广雷

碱化絮凝海水预处理及联产氢氧化镁浆料研究    刘赫

医院污水处理技术专用混凝设备流场模拟及结构优化    李思辰

多重絮凝的机理研究    廖祁明

水处理絮凝工艺强化及颗粒形态控制技术研究    王振北