导　　师： 程香菊

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 经济与科技的快速发展,引发了一系列水环境问题,如水体富营养化、黑臭。增氧则是解决这种水环境问题的重要措施之一。在众多增氧设备中,因为增氧性能比较好,微气泡扩散曝气系统在实际工程中的应用越来越广泛,但在其应用的过程中,仍存在不少问题,如:(1)究竟哪些因素影响着系统的增氧性能,这些因素的影响程度如何?(2)以往的研究,大多在静态的清水中进行,而实际工程中多为流动的含有有机物质的水体,所以研究成果外推到野外实际中会存在误差。(3)虽然大家已经形成共识,微气泡扩散曝气系统的氧传质主要来源于气泡-水界面传质和由气泡上升过程中带动的自由液面的紊动传质,但是,两种传质对增氧的贡献如何,迄今缺少数据和理论支撑。(4)试验方法存在耗时、耗力和测量范围有限等不足,且外推至野外现场时,曝气增氧性能至今仍缺乏比尺效应,所以,构建数值模拟技术显得尤为重要。针对目前存在的问题,在室内构建了微气泡扩散曝气系统和增氧试验装置,进行了以下研究:(1)对曝气流量、曝气管管径、扩散器形状等内部因素和淹没水深、水体的流动特性、水质等外部因素的影响规律开展了大量的试验研究。(2)通过铺设薄膜盖与气泡拍摄技术,对两种氧传质方式进行了试验与分析。(3)建立了较为精细的微气泡扩散曝气系统的数值模拟,采用试验结果对其进行率定与验证,设置了一系列情景工况对不同曝气流量下的水体流速场进行了预测。结合室内试验与数值模拟技术,得到了以下结论:(1)微气泡扩散曝气系统的增氧效果随曝气流量的增大而增强。(2)直线型扩散器的增氧效果最好,其次是C型与圆盘型,最差的是S型。(3)25mm×12mm尺寸的曝气管的充氧效率最高,而不是常用的16mm×10mm。(4)对于浅水体,氧体积传质系数随着淹没水深的增加而下降。(5)平顺

关 键 词： 微气泡扩散曝气系统 增氧性能 影响因素 氧传质 数值模拟

领　　域： []