迷宫螺旋泵气液两相流场的数值模拟及试验

基于混合物多相流模型、RNGk-ε湍流模型和SIMPLEC算法,应用CFD软件Fluent对迷宫螺旋泵内气液两相流场进行数值模拟并通过试验进行验证.通过分析流道内不同截面上的压力、速度以及含气率分布,研究泵内气液两相流场的流动情况.模拟结果表明,压力分布从进口到出口沿螺旋槽逐渐升高,增压效果明显,速度分布在环形腔的外侧比在内侧稍大,螺旋部分含气率分布比较均匀,进出口处出现含气率分布不均匀现象,局部含气率较高,在此要防止气堵现象的发生.试验结果表明所采用的计算模型基本符合泵内部流动的实际情况,这说明模拟结果一定程度上揭示了迷宫螺旋泵内部气液两相流场的流动规律,可为迷宫螺旋泵气液两相流研究提供理论依据,试验结果同时表明迷宫螺旋泵进行气液混输时具有良好的曝气效果,可作为传统曝气设备的替代产品.     

微孔曝气增氧机的增氧能力试验

为探究微孔曝气增氧机对氧气的传递效果,从研究增氧能力出发,依据SC/T6009-1999增氧机增氧能力试验方法的标准检测程序,以直径为10m的标准室内水池作为试验平台,试验水温为20℃、气压为101.325kPa、初始溶氧浓度为0mg/L;试验用水为清水,将微孔曝气增氧机与射流式增氧机进行对比试验研究。研究结果表明,微孔曝气增氧机能有效增加水体底部溶解氧,与1.5kW射流式增氧机相比,射流式增氧机的增氧能力平均值为2.4kg/h,微孔曝气增氧机布管长度为20m时,增氧能力平均值为0.25kg/h,布管长度为42m时,增氧能力平均值为0.40kg/h,布管长度为98m时,增氧能力平均值为1.12kg/h,布管长度为200m时,增氧能力平均值为1.55kg/h,所以在目前试验布管密度条件下,增氧能力可以超过射流式增氧机。在进气口压力相同的情况下,微孔曝气增氧机增氧速度随着布管长度增加而增加。     

3种水质调控方式下刺参池塘初级生产力的周年变化

通过对自然纳潮、微孔曝气、养水机池塘不同水层初级生产力及其相关参数的研究,分析养水机对初级生产力的影响。结果表明,3种水质调控方式池塘,初级生产力年均值、P/R值均以养水机池塘最高,微孔曝气池塘次之,自然纳潮池塘最低。养水机池塘、微孔曝气池塘、自然纳潮池塘的初级生产力年均值分别为(6.22±0.54)、(5.37±0.60)、(4.69±0.53) gO_2/(m~2·d)。3种水质调控方式下,养水机池塘30～50 cm水层和50～100cm水层初级生产力差异不显著,而微孔曝气池塘和自然纳潮池塘这两水层之间初级生产力差异显著,且养水机池塘50～100 cm的水层初级生产力显著高于微孔曝气和自然纳潮池塘。研究表明,养水机能显著提高刺参池塘50 cm以下水层的初级生产力,缩小上层和下层初级生产力之间的差距,从而提高池塘水体总初级生产力,为刺参饵料和池塘物质快速循环提供基本保障。     

海参养殖池塘底部增氧技术要点

底部微孔充氧装置在池塘海参养殖生产中的应用,可有效解决池塘底部容易出现缺氧等情况发 生。通过近年来池塘海参养殖户养殖生产实践,总结出池塘微孔充氧使用的技术要点,以供广大养殖户参考。     

曝气生物滤池系统处理含氨氮废水的试验研究

为了进一步研究曝气生物滤池工艺在污水处理中的应用,采用曝气生物滤池处理工艺,对氨氮质量浓度较高、其他污染物量较低的废水进行了工艺运行条件及处理特征的模拟试验,主要研究了气水比、水力负荷、氨氮负荷等因素对氨态氮等污染物处理效果的影响。结果表明,进水氨态氮质量浓度约为25 mg/L时,气水比为3∶1和4∶1时,曝气生物滤池系统出水氨态氮质量浓度均低于7 mg/L;系统出水COD平均质量浓度随气水比增大而升高;在气水比为2∶1,进水氨态氮质量浓度相近条件下,水力负荷调整为5 m~3/(m~2·h)时,系统出水氨态氮质量浓度低于12 mg/L,去除率达到54%。     

微曝气生态浮床水芹吸收NP的特性及其对系统去除NP贡献的研究

针对污染河水黑臭缺氧、NH4^＋—N含量高等问题,研发了一种“漂浮载体悬挂弹性生物膜填料＋水生植物并辅以人工微曝气系统”的微曝气生态浮床系统,以漂浮植物水芹为例研究了系统中水芹对N、P的吸收特性和去除作用。结果表明,随着水芹的生长其生物量干重显著增加,生长80d左右时总生物干重在2497．2—3144．4g·m^-2之之间,上、下部生物量比平均为13．4。不同部位水芹N、P的含量不同,总的趋势为含N量叶〉根〉茎,含P量茎〉根〉叶。不同生长时间水芹N、P含量及其吸收速率不同：随着水芹的生长,组织内N、P含量逐渐降低,N的吸收速率总趋势为60-80d〉35-60d〉1-35d,P的吸收速率总趋势为35-60d〉1-35d〉60-80d。而随着水芹的生长吸收N、P的总量却在逐渐增加,吸收N的总量从17．69g·m^-2增加到61．66g·m^-2,吸收P的总量从4．99g·m^-2增加到13．55g·m^-2,这主要取决于自身的生物量和N、P的含量。水芹对N、P的积累主要集中在上部,分别占N、P吸收总量的92．2％-93．4％、92．5％～93．1％。水芹生长35、60、80d时,吸收N量占系统TN去除量的比率分别为4．50％、6．06％和6．87％,水芹对P的吸收量分别占系统去除P总量的18．53％、26．82％、22．00％。水芹对N、P的吸收仅是微曝气生态浮床净化系统去除N、P的一个途径,但水芹根际微生物的作用不可忽视。     

射流器式曝气生物滤池试验研究

分析了射流曝气的基本原理与充氧理论,并进行清水充氧试验以测定其性能。结果表明．其氧总转移效率和氧气利用率均高于传统的鼓风曝气法。     

碳素纤维加曝气处理养猪场废水试验

利用碳素纤维和小型曝气机曝气单独或组合进行养猪场废水处理试验。结果表明,组合利用碳素纤维和曝气进行养猪场废水处理效果最佳,显著高于单独利用碳素纤维或曝气处理,经过14 d处理后,化学需氧量、氨氮、总氮、总磷的下降率分别为83.7%,84.1%,32.0%和20.8%。     

附壁振荡液气射流泵工作性能试验研究

提出一种新的射流工作形式应用于液气射流泵,该射流形式——附壁振荡射流由射流元件产生.在液气射流泵垂直安装的试验装置上,对24种不同尺寸模型泵进行了振荡射流性能试验,并与直射情况对比.试验结果表明,工作水压力对性能影响明显,泵的性能线具有相近的最大压力比h值,随工作水压力的增大,最大流量比q和泵效率η增大.在相同工作压力下,随面积比m的增大,性能线由陡峭变为平缓,也即最大压力比减小,最大流量比增大,此时泵效率增大后减小,因此存在最优m值使效率最高.与直射情况对比,振荡射流形式获得的最大效率约为16%,小于直射情况,但两者具有相近的吸气量,采用振荡射流方式具有增大面积比的作用,随射流振荡频率的增大,压力比增大但小于直射情况.在给定具体工作压力为300 kPa情况下,由试验数据拟合出非稳定液气射流泵性能方程式,用于指导液气射流泵的实际应用.     

增氧机池塘增氧效果试验的研究

研究不同型式的增氧机性能,可使生产者根据不同养殖对象与模式针对溶氧的需求,选择配置合适的增氧方式。通过对使用最为广泛的叶轮式、水车式、射流式和曝气式增氧机产品性能的池塘实效试验,分析比较各类增氧机性能、工作特性和适用范围。结果表明,养殖水体溶解氧主要来自浮游植物的光合作用;叶轮式、水车式和射流式增氧机应用于服务水域,其增氧能力远远不能满足该水域养殖鱼类的氧需求,但可满足养殖鱼类的应急氧需求;曝气式增氧机因没有应急增氧作用和水体搅拌能力而不适合四大家鱼等常规鱼种的养殖需要。