曝气对膜生物反应器内气-液流态影响的模拟研究

作     者：陈小欢 刘鸣燕 涂倩倩 李嘉诚 林培锋 俞三传 CHEN Xiaohuan;LIU Ming yan;TU Qianqian;LI Jiacheng;LIN Peifeng;YU Sanchuan

作者机构：中国铁工投资建设集团有限公司北京101300 中国中铁生态环境专业研发中心上海200331 浙江理工大学杭州310018 

基　　金：国家重点研发计划项目(2023YFC3208000) 浙江省“领雁计划”研发项目(2022C01091) 

出 版 物：《膜科学与技术》 (Membrane Science and Technology)

年 卷 期：2024年第44卷第5期

页      码：125-134,141页

摘      要：采用多孔介质模型模拟具有渗透作用的分离膜,利用群平衡模型(PBM)预测膜生物反应器(MBR)内多尺寸气泡流动,对MBR内气-液流态进行模拟研究.系统分析了渗透侧抽吸作用、气泡直径、曝气速率对流态及近膜面气泡流对膜面的擦洗效果的影响.结果表明:对于远离膜面气泡流,在渗透侧抽吸负压2000 Pa下,气泡直径从0.1 mm增大到3.0 mm,含气率峰值下降16%,小气泡有利于膜反应器内气-液充分混合;曝气速率从0.5 m/s增大至1.5 m/s,气泡流含气率峰值增加12.0%.随着曝气孔靠近膜面,液相流动的循环中心也逐渐靠近膜面.对于近膜面气泡流,渗透侧抽吸压为0 Pa时,气泡直径从3.0 mm减小到1.0 mm,膜面剪切应力由1.92 Pa增大到4.87 Pa;曝气速率由0.5 m/s增大至1.5 m/s,膜面剪切速度由0.02 m/s增大到0.22 m/s,膜面剪切应力由1.97 Pa增大到3.83 Pa;曝气速率0.5 m/s下,抽吸负压3000 Pa的平均膜剪切应力为0 Pa的1.85倍;高抽吸负压下小气泡高速曝气有利于提高膜面剪切应力.研究结果将为MBR曝气工艺设计和优化提供依据.

主 题 词：膜生物反应器(MBR) 近膜面 气泡流 流态 曝气 

学科分类：081704[081704] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 081701[081701] 

核心收录：

D　O　I：10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2024.05.015

馆 藏 号：203144458...