發(fā)布時(shí)間：2020-11-20 06:26

　　 水力空化因其在發(fā)生過(guò)程中產(chǎn)生巨大的能量,近年來(lái)成為眾多水處理學(xué)者的研究重點(diǎn),然而這種技術(shù)并不成熟還沒(méi)有被工廠大規(guī)模使用,因此需要研究水力空化特性,為將來(lái)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。為探究水力空化應(yīng)用前景,本文主要通過(guò)FLUENT流場(chǎng)模擬、亞甲基藍(lán)降解、納米羥基磷灰石分散研究了水力空化的氧化特性與分散特性�；�于FLUENT軟件K-ε模型對(duì)孔板水力空化反應(yīng)器中流體流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬,選擇孔隙率與孔數(shù)相同排布不同、孔數(shù)與排布相同孔隙率不同、孔隙率相同孔數(shù)不同三種規(guī)律的系列孔板模擬分析初步得出結(jié)論:所做系列孔板空化器中,圓環(huán)排布比交錯(cuò)排布、十字排布的孔板空化器的空化效果要好;相同排布的孔板孔徑小的孔板空化器空化效果要好;相同孔隙率孔數(shù)多的孔板空化器空化效果要好。水力空化降解有機(jī)物特性采用亞甲基藍(lán)為水中模擬污染物,研究了操作條件與孔板結(jié)構(gòu)對(duì)亞甲基藍(lán)降解效果的影響,其中孔板結(jié)構(gòu)采用了與模擬部分相同的規(guī)律,除了討論水力空化氧化降解有機(jī)物特性外,目的還在于對(duì)模擬部分進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出以下規(guī)律,亞甲基藍(lán)降解率隨著初始濃度的增加而降低,隨著溶液溫度與入口壓力增加有先增大后減小的趨勢(shì),隨著空化時(shí)間的延長(zhǎng)不斷增加,最終趨于平緩。水力空化技術(shù)降解亞甲基藍(lán)最佳操作條件為:入口壓力0.35 MPa、時(shí)間4.0 h、MB初始濃度0.53 mg·L-1、溶液溫度35 ℃,最佳工藝下MB降解率平均值為11.9%。水力空化降解有機(jī)物符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)模型。將最佳孔板空化器進(jìn)行應(yīng)用性研究,對(duì)水中納米羥基磷灰石進(jìn)行分散實(shí)驗(yàn),由Zeta電位儀、SEM分析得知,水力空化-分散劑聯(lián)合作用對(duì)水中納米羥基磷灰石分散效果較好。水力空化-分散劑分散水中納米羥基磷灰石最佳工藝為:HA濃度0.50 g·L-1、Nap:HA為10:1、入口壓力0.35 MPa、空化時(shí)間25 min、空化溫度20 ℃。分散后的分散體系剩余沉降率平均為82.0 w%,粒徑平均為191.2 nm。
【學(xué)位單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類(lèi)】：TV131.3
【部分圖文】：

?天津科技火學(xué)碩士學(xué)位論文???１．６．２研究?jī)?nèi)容??課題研宄內(nèi)容為：ＦＬＵＥＮＴ軟件模擬、水力空化氧化降解特性、水力空化分散特??性．具體包括如下：??（１）基于ＦＬＵＥＮＴ軟件ｋ－Ｓ模型對(duì)孔數(shù)與孔徑相同孔排布方式不同、孔數(shù)相同孔??徑不同、孔隙率相同孔數(shù)不同的多孔孔板空化器進(jìn)行數(shù)值模擬，由湍動(dòng)能分布圖初步??探討孔板平面結(jié)構(gòu)對(duì)空化效果的影響，模擬流程如圖１－１所示；???????

２．２．１水力空化裝置??水力空化實(shí)驗(yàn)裝置主要是由管路系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)組成的一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，??實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖２－１，具體實(shí)物見(jiàn)圖２－２。管路系統(tǒng)包括水泵、空化反應(yīng)器、水箱，冷卻??系統(tǒng)是由冷凝管構(gòu)成，測(cè)量系統(tǒng)由壓力表、溫度傳感器、流量計(jì)等組成。循環(huán)系統(tǒng)管??路有主路和旁路，冷凝器維持水溫恒定，旁路上的調(diào)節(jié)閥３可以調(diào)節(jié)入口壓力和主路??流量，主路上安裝有孔板水力空化反應(yīng)器。???＼??壓力表１?壓力表２??＿?ｙｊＫ?ｐｉ??０?０?ａ?ｆ?？??－Ｔ?＇?？??調(diào)節(jié)閥３?Ａ?空化反應(yīng)器?溫度傳感器???ｘ?ｎ???調(diào)節(jié)閥１???出水口??：箱圍二雜器??進(jìn)水口??Ｑ?＾?ｖ??Ｌ?＼?調(diào)節(jié)閥２??水泵??圖２－１水力空化實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??，ｍ??畫(huà)重」：ｙ??圖２－２水力空化實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)物圖??Ｆｉｇ．?２－２?Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｄｅｖｉｃｅ?ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｍａｐ??ｌｉ??

２．２．１水力空化裝置??水力空化實(shí)驗(yàn)裝置主要是由管路系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)組成的一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，??實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖２－１，具體實(shí)物見(jiàn)圖２－２。管路系統(tǒng)包括水泵、空化反應(yīng)器、水箱，冷卻??系統(tǒng)是由冷凝管構(gòu)成，測(cè)量系統(tǒng)由壓力表、溫度傳感器、流量計(jì)等組成。循環(huán)系統(tǒng)管??路有主路和旁路，冷凝器維持水溫恒定，旁路上的調(diào)節(jié)閥３可以調(diào)節(jié)入口壓力和主路??流量，主路上安裝有孔板水力空化反應(yīng)器。???＼??壓力表１?壓力表２??＿?ｙｊＫ?ｐｉ??０?０?ａ?ｆ?？??－Ｔ?＇?？??調(diào)節(jié)閥３?Ａ?空化反應(yīng)器?溫度傳感器???ｘ?ｎ???調(diào)節(jié)閥１???出水口??：箱圍二雜器??進(jìn)水口??Ｑ?＾?ｖ??Ｌ?＼?調(diào)節(jié)閥２??水泵??圖２－１水力空化實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??，ｍ??畫(huà)重」：ｙ??圖２－２水力空化實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)物圖??Ｆｉｇ．?２－２?Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｄｅｖｉｃｅ?ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｍａｐ??ｌｉ??
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本文編號(hào)：2891081