流体剪切破解剩余污泥的实验与模拟研究

作     者：冯雪林 范世良 张溢铭 张阔 齐元欣 柴天昱 由美雁 谢元华 朱彤 FENG Xuelin;FAN Shiliang;ZHANG Yiming;ZHANG Kuo;QI Yuanxin;CHAI Tianyu;YOU Meiyan;XIE Yuanhua;ZHU Tong

作者机构：东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004 辽宁省石油化工规划设计院有限公司辽宁沈阳110000 

出 版 物：《环境科学与技术》 (Environmental Science & Technology)

年 卷 期：2017年第40卷第4期

页      面：136-140页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51178089) 教育部中央高校基本科研业务费(N140306001) 教育部中央高校基本科研业务费(N150304002) 辽宁省科技项目博士启动基金(201501155) 

主　　题：剩余污泥 流体剪切 FLUENT 数值模拟 

摘      要：污水处理过程中产生大量剩余污泥需妥善处理处置,剩余污泥的破解是众多污泥减量化与资源化处理工艺的有效预处理过程。利用组织捣碎机产生流体剪切力破解剩余污泥,考察在19 000 r/min和24 000 r/min下,破解500 m L剩余污泥0.5~10 min的效果,并应用FLUENT软件对流体剪切力破解剩余污泥的过程进行模拟。结果表明,破解10 min后,24 000 r/min时SCOD增加4.76倍,蛋白质增加2.68倍,肽聚糖由0增至387 mg/L;19 000 r/min时SCOD增加4.68倍,蛋白质增加2.63倍,肽聚糖由0增至304 mg/L。在破解的3 min内各指标增长最快,3 min后破解效率逐渐降低,持续增加破解时长,对破解效率的提高作用不大。通过FLUENT数值模拟得出,高速旋转的叶片带动污泥在容器内形成剧烈的湍流,产生了足够大的流体剪切力,使得污泥中微生物的细胞壁破碎。实验与模拟结果说明流体剪切破解污泥的是一种有效的方法。