[發明專利]一種用于研究MBR中活性污泥物性的粘滯性模型

有效

• 申請號: 201910508384.0
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110208144B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 劉雪菲;王遠;大衛·韋特
• 申請（專利權）人: 江蘇新宜中澳環境技術有限公司
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00;G01N11/12;G01N11/14;C02F3/12
• 代理公司: 無錫市天宇知識產權代理事務所(普通合伙) 32208
• 代理人: 周舟

本發明公開了一種用于研究MBR中活性污泥物性的粘滯性模型，包括基于活性污泥的連續性分析和流變性分析，基于活性污泥的連續性分析由活性污泥中污泥顆粒沉降速度和活性污泥中污泥顆粒的粒子速度達到液體流速所需的滯后時間兩部分組成，而基于活性污泥的流變性分析為添加鐵鹽絮凝劑前后對摻有活性污泥所構成的混合溶液樣品的流變性分析；本發明應用氣、液兩相模型來代替三相模型，大大簡化了計算量，有效的避免了現有技術中，多過程與繁瑣計算量的情況，并將固、液兩相的混合物簡化為一個單一連續相，再分析出該固、液兩相的混合物流變性情況，進而得出適于描述不同濃度活性污泥懸浮物流變性的粘滯性模型。

技術領域

本發明涉及活性污泥模型技術領域，具體為一種用于研究MBR中活性污泥物性的粘滯性模型。

背景技術

活性污泥是微生物群體及其所依附的有機物質和無機物質的一類總稱，它可分為好氧活性污泥和厭氧顆?；钚晕勰?，活性污泥主要用于處理污廢水?；钚晕勰喾▌t是利用懸浮生長的微生物絮體來處理污廢水的一類好氧處理方法。

活性污泥的流變性在MBR中起著重要的混合、凝結和曝氣作用，同時也影響著活性污泥的處理與管理。而隨著含鐵量的增加，MBR中活性污泥懸浮物的濃度增加，其它因素例如結合水含量和粒徑分布則可能會隨著活性污泥流變性的變化而變化。依據以往的研究結果表明，在沒有金屬絮凝劑的情況下，混合液表現為非牛頓流體狀，這種多相基質的流變學對MBR的整體流體動力學影響不大。然而，文獻中并未記載關于添加二價金屬鹽對活性污泥流變性的影響，或是由此產生的活性污泥密度和粘度的變化對膜表面附近的運輸現象產生影響的相關信息。

首先，被檢測的流體是固體、液體和空氣的三相混合物。在大規模的MBR中來研究曝氣對膜過濾區流體動力學的影響，需要在涉及氣相和固相之間的相互作用系統中建立湍流模型，計算量很大。且相關人員在計算流體動力學模型中對活性污泥輸運方程進行耦合時，結果導致計算量呈指數增長。因而，是否可用氣、液兩相模型代替三相模型最重要的是評估液相能否來表征固相的特性。而這項工作可通過測量活性污泥中二價鐵離子的沉降速度和評估活性污泥中污泥顆粒的粒子速度達到液體流速所需的滯后時間來實現。其次，若將固、液兩相的混合物簡化為單一連續相，則需要在計算流體動力學模型中考慮該混合液的流變性，即在此基礎上，需研究得出添加絮凝劑前后，混合溶液樣品的流變特性，并建立可用于描述不同濃度的活性污泥懸浮物流變特性的數學模型。

為了解決上述缺陷，現提供一種技術方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于研究MBR中活性污泥物性的粘滯性模型，本發明應用氣、液兩相模型來代替三相模型，大大簡化了計算量；有效的避免了現有技術中，當模擬曝氣對膜過濾區流體動力學的影響因素時，需要在涉及氣相和固相之間的相互作用系統中建立湍流模型，進而使得計算量很大，以及在對流體動力學模型中的活性污泥輸運方程進行耦合時，導致計算量呈指數增長的情況；并將固、液兩相的混合物簡化為單一連續相，再分析出該混合液的流變性情況，進而得出適于描述不同濃度活性污泥懸浮物流變性的粘滯性模型。

本發明所要解決的技術問題如下：

(1)如何提供一種有效的方式，來測量活性污泥中二價鐵離子的沉降速度和評估活性污泥中污泥顆粒的粒子速度達到液體流速所需的滯后時間；

(2)如何在固、液兩相的混合物簡化為單一連續相的基礎上，來研究得出添加絮凝劑前后，混合溶液樣品的流變特性。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種用于研究MBR中活性污泥物性的粘滯性模型，包括基于活性污泥的連續性分析和流變性分析，基于活性污泥的連續性分析由活性污泥中污泥顆粒沉降速度和活性污泥中污泥顆粒的粒子速度達到液體流速所需的滯后時間兩部分組成，包括如下步驟：