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好氧污泥颗粒化是在流体动力条件下,微生物自固定作用所形成的生物团聚现象,它是一个十分复杂的物理-化学-生物过程。目前对它的研究主要都是从生物化学角度来揭示它的形成机理与影响因素,从流体动力学角度进行的相关研究十分有限。由于对污泥颗粒化过程中的流体动力学特性、流体力学调控参数与影响机制等科学问题认识不足,造成该技术在工业应用时存在颗粒化过程不稳定和污染物降解效果差等问题。论文以序批式反应器(SBR)为主体,在不同运行参数(曝气量和搅拌器转速)和结构参数(高径比)下,进行好氧颗粒污泥的培养;用三维欧拉模型研究搅拌桨转速、高径比(H/D)和曝气量对反应器内二相流体动力学行为的影响;用二维混合模型研究曝气孔数量,表观气速和高径比对反应器内三相流体动力学行为的影响。得到如下主要结果:1.在SBR反应器中,采用以葡萄糖为有机碳源的人工模拟废水培养好氧颗粒污泥,经过实测,得到数值模拟所必须的模型参数:气泡平均直径为2.7mm;颗粒污泥的直径为0.6mm;颗粒密度为1059kg/m~3。2.采用欧拉方法数值模拟了好氧颗粒反应器内水汽两相流动过程。结果显示:a.叶片逆时针旋转,前面的压力大于后面的压力;增大表观气速或增大转速都可增加反应器内部的混合压。b.搅拌桨的转速过小不能达到混合的目的,搅拌桨转速过大会打散所形成的污泥颗粒,其与实验结果相符,故要控制在800rpm~1200rpm范围内。c.增加高径比,增加了气相停留时间且氧气分布更均匀。3.采用二维混合模型数值模拟了好氧颗粒反应器内泥水汽三相流动过程,发现SBR中固相的流速分布与液相的流速分布较为相似,总体上形成两个较大的环流且随着高径比的增加而变大,环流大小与曝气孔数量亦有关。单孔反应器底部气含率分布很不均匀,椭圆底反应器底部形状要根据反应器入口气速变化而变化,才可以得到好的内部流场。多孔曝气反应器受入口曝气速度影响小,适应能力强,适合SBR反应器颗粒污泥的培养。然而值得注意到是改变反应器的形态,不能改变反应器内气含率的值。