新型环流气浮反应器(ES-DAF)研制与机理研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 陈福泰 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2003-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 栾兆坤 |
| 关键词 | 溶气气浮 气泡形成与粒径分布 气泡Zeta电位 水中有机物 |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 中文摘要 | 本文在全面系统地总结气浮技术现状与发展趋势的基础上，研制开发了新型环流气浮反应器(简称ES-DAF)， 并设计制造了微气泡数码显微动态测量装置和气泡Zeta电位测量装置， 从理论和试验两方面对ES-DAF性能进行了综合评价。研究探讨了气泡粒径分布规律和气泡形成动力学特性，喷嘴减压成泡过程传质与能量耗散特征，气泡Zeta电位以及气泡与颗粒物相互作用，ES气浮反应器去除浊度和有机物效能， 以及采用不同碱化度聚合铝气浮法去除水中有机物接触絮凝过程。 研制开发了新型ES-DAF气浮反应器。采用自制微气泡数码显微动态测量装置和释气量测试装置，对其气泡粒径分布规律和释气量等气浮关键评价指标进行了分析测试。与泵前吸气式气浮装置(简称为M-DAF)相比， 新型ES-DAF能够产生更微小气泡，更高释气量和总气泡表面积浓度，特别是在300kPa较低压力条件下， ES-DAF总气泡表面积浓度比M-DAF高47．5％ ， 显示了ES-DAF设备的优越性。研究考察了气泡粒径分布规律和气泡形成动力学特性，结果表明，溶气系统紊流强度对气泡粒径分布具有显著影响，增大紊流强度能够减小气泡平均粒径，根据气泡形成概念模型提出增大紊流强度有利于气泡核位产生，从而有利于气泡析出和粒径减小。 研究考察了喷嘴减压成泡过程的传质与能量耗散特征。根据Bernoulli公式和物料衡算方程计算了释气过程能量转化效率，得出能量耗散主要在孔室和孔口中进行，释气性能与能量耗散速率有关， 消能越快释气性能越好；释放器内紊流流速梯度越大释气性能越好，结合性能曲线得出G>3．5×105 s以时释放器释气性能较好。应用Kolmogoroff湍流理论预测形成气泡大小，得出喷嘴环隙高径比和单位质量流体能量耗散对形成气泡粒径影响的关联式为：巩=1．351×102(见／d,)0．027S0．116。采用设计制造的气泡Zeta电位测量装置测定了气泡Zeta电位，在蒸馏水中气泡Zeta电位均为负值并在pH8附近达到最小值-65．6 mV。根据EDLVO理论对高岭土悬浮颗粒与气泡相互作用进行了探讨， 得出絮体颗粒物与气泡之间相互粘附主要是憎水力和双电层力作用结果，当投药量增大到一定程度后，絮凝剂桥联作用逐渐占据主导地位并继续促进两者之间相互粘附。 开展了ES气浮反应器实际运行处理试验研究，验证了新型气浮反应器在去除絮体微粒与微污染有机物方面具有良好水质净化效能。在同等条件下， 比M-DAF具有更高的浊度和有机物去除率。当压力为300kPa时ES-DAF对浊度和UV254去除率分别比M-D,~F高28．7％和25．5％。研究探讨了在弱酸性条件和中性条件下不同碱化度聚合铝絮凝剂去除腐殖酸有机物的接触絮凝气浮过程及其作用机理，不同pH值虽然对气浮法去除有机物有一定影响但并不很大，无需投加太多药量即可在中性条件下达到较高去除率。 |
| 学科主题 | 水处理工程 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-12-12 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/2091]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈福泰. 新型环流气浮反应器(ES-DAF)研制与机理研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2003. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。