浸没式膜生物反应器中气含率的研究_李瑞芳

环境工程2011年第29卷增刊浸没式膜生物反应器中气含率的研究＊李瑞芳1邢世录1田瑞1,2李春丽1乔波波1李芳1(1.内蒙古工业大学能源与动力工程学院,呼和浩特010051;2.内蒙古可再生能源重点实验室,呼和浩特010051)摘要:通过对浸没式膜生物反应器中总平均气相含率、下降区气含率和上升区气含率的测量和研究,实验表明:反应器运行的适宜工况流量为:100～300m3/h之间,曝气量:2.5～7.5m3/h;验证了静压差法测量气含率的方法在膜生物反应器中的适用性;根据测量数据分析得出膜生物反应器中总平均气含率随曝气量的增大而增加,整个下降区气含率及计算得到的上升区气含率都稳定增大,但下降区内部每段气含率呈现余弦曲线的变化规律。关键词:浸没式膜生物反应器;气液两相流;曝气量;气含率STUDYONGASHOLDUPINSUBMERGEDMEMBRANEBIOREACTORLiRuifang1XingShilu1TianRui1,2LiChunli1QiaoBobo1LiFang1(1.SchoolofEnergyandPowerEngineering,InnerMongoliaUniversityofTechnology,Hohhot010051,China;2.KeyLaboratoryofRenewableEnergy,Hohhot010051,China)Abstract:Ithasbeendonethemeasurementandstudyontotalaveragegasholduprate,dropareaholduprateandrisinggasholduprateinsubmergedmembranebioreactor,theresultshowsthatthesuitableconditionsforthereactoperationare:therateofflow100～300m3/handtheaeration2.5～7.5m3/h;whichverifiedtheap-plicabilityofstaticdifferentialpressuremethodforgasholduprateinsubmergedmembranebioreactor.Ac-cordingtothedatathattotalaveragegasholduprateisconstantlyincreasedwiththeincreaseinaerationrate,thegasholduprateofdropzoneandthecalculatedrisinggasholduprateincreasedstably,butthegasholdupratecurveofeachmeasuringunitindropareaissimilartothecosinecurve.Keywords:submergedmembranebioreactor;gas-liquidflow;aeration;gasholduprate＊内蒙古自然科学基金重大项目(2010ZD11)。0引言气含率是反应器中气相所占的体积分率,它是反应流体的流动状态、传质效率的重要参数,也是决定气泡比表面的重要参数,是表征气液两相流中流体力学特性的基本参数之一。它直接影响反应器内气液接触面积,从而影响传质速率与宏观反应速率,是重要的设计参数。在气液两相流中,含气率、含水率是表征流体流动和传热传质特性重要的指标之一。目前,国内外对两相流中气含率的测量及研究较多,其中,国内学者对气升式内外环流反应器中气含率及其他流体特性的研究较多[1-6],其中,刘永民[1-5]等人对环流反应器中气速对气含率的影响进行了研究;刘梦溪[6-11]等人研究了反应器中气含率对传质系数的影响;韦朝海[12-13]等人针对结构参数和气含率的关系进行了分析。研究表明,气含率与操作气速、流动状态、结构参数的改变及曝气器形式等多种因素有关。本实验对一体式膜生物反应器(SubmergedMembraneBioreactor-SMBR)中气含率进行了初步的研究,分别考察了充气量和进出水流量变化对气相含率的影响效果。目前,国内对膜生物反应器中气相含率影响因素的研究还较少。1实验部分1.1实验装置与流程本实验膜生物反应器的运行装置与流程见图1。原水首先进入集水池a,经过稀释调配,由给水泵输送到浸没式好氧膜生物反应器中,泵的开启由时间继电器调控,且安装流量计,可根据实验要求调节进水流量;曝气采用时间继电器控制的鼓风机进行间歇式曝气,气量大小由气体流量计控制;出水由隔膜抽吸泵输送至集水池b,泵的开启由时间继电器控制。本实验系统采用整体循环模式,抽吸出水经过集水池b后经过反冲洗泵重新输送到集水池a。本实验采用