[发明专利]一种用于研究MBR中活性污泥物性的粘滞性模型

摘要

本发明公开了一种用于研究MBR中活性污泥物性的粘滞性模型，包括基于活性污泥的连续性分析和流变性分析，基于活性污泥的连续性分析由活性污泥中污泥颗粒沉降速度和活性污泥中污泥颗粒的粒子速度达到液体流速所需的滞后时间两部分组成，而基于活性污泥的流变性分析为添加铁盐絮凝剂前后对掺有活性污泥所构成的混合溶液样品的流变性分析；本发明应用气、液两相模型来代替三相模型，大大简化了计算量，有效的避免了现有技术中，多过程与繁琐计算量的情况，并将固、液两相的混合物简化为一个单一连续相，再分析出该固、液两相的混合物流变性情况，进而得出适于描述不同浓度活性污泥悬浮物流变性的粘滞性模型。

主权项

1.一种用于研究MBR中活性污泥物性的粘滞性模型，包括基于活性污泥的连续性分析和流变性分析，其特征在于，基于活性污泥的连续性分析由活性污泥中污泥颗粒沉降速度和活性污泥中污泥颗粒的粒子速度达到液体流速所需的滞后时间两部分组成，包括如下步骤：S1：将膜过滤区中的污泥颗粒受到的三类分力依次标定为F_D、F_H和F_G，且F_D表示为污泥颗粒的粒子速度v与液体流速u的差异所导致的拖拽力，F_H表示为高浓度固体存在时，污泥颗粒的粒子所受到的阻碍力，F_G表示为重力和浮力所引起的污泥颗粒的粒子增加的重力；S2：先依据公式其中ρ_P表示为污泥颗粒的粒子密度、ρ表示为流体密度、d_P表示为污泥颗粒的粒子等效球直径，再基于S1中F_D、F_H和F_G的共同作用，即在匀速流动中的单个污泥颗粒的粒子运动方程为其中v表示为污泥颗粒的粒子速度；S3：当液体流速u为零且污泥颗粒的粒子仅做垂直运动时，污泥颗粒的粒子速度v将等价于污泥颗粒的粒子沉降速度v_s，即有而当污泥颗粒的粒子沉降速度v_s趋于稳定，则时，即有S4：当污泥颗粒的粒子沉降速度vs远小于液体流速u时，则将F_H和F_G忽略不计，即有其中(u‑v)表示为污泥颗粒的粒子滑移速度，即有而当污泥颗粒的粒子在远小于1时，则用斯托克斯定律来得出阻力系数而当污泥颗粒的粒子速度v增加至趋于液体流速u，则时，滞后时间t_s表示为而基于活性污泥的流变性分析为添加铁盐絮凝剂前后对掺有活性污泥所构成的混合溶液样品的流变性分析，包括如下步骤：A1：先将活性污泥从添加铁盐絮凝剂前后的MBR中的膜区处分别提取，并使用容量为1000毫升的刻度瓶来将活性污泥样品进行收集，再将活性污泥样品置于沉降筒中进行测量；A2：先采用5s^‑1的速度梯度来对沉降筒内的活性污泥样品进行搅拌，再将经搅拌的活性污泥样品进行三次测量，并取三次测量的均值作为粒子的平均粒径，且以容积式粒径分布的平均粒径d来表示活性污泥粒子的平均粒径；A3：分别对无铁盐絮凝剂和加入铁盐絮凝剂时的活性污泥粘度进行测定操作，并将获取到的流变数据进行分析。