学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

超声破碎剩余污泥的力学机制

作　者: 刘孝亮
导　师: 朱彤
学　校: 东北大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 剩余污泥 超声破碎 超声空化 力学机制
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 51次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


污水处理厂处理污水普遍使用的方法是活性污泥法,该方法会产生大量的剩余污泥,需要进行处理以免引起二次污染,超声波破碎方法是处理剩余污泥方法中的一种。本课题的研究思路是,首先进行剩余污泥破碎试验；其次就是对超声波破碎剩余污泥过程用超声空化理论,再结合相应的简化假设和力学理论来推导其破碎的力学机制,得出细胞外壳破碎的强度极限,应用该强度极限探讨超声破碎的最佳功率。超声波破碎剩余污泥试验分为两个方面,一是超声波照射时间与污泥破碎效果的关系,二是超声波照射功率与污泥破碎效果的关系。污泥破碎效果通过SCOD和核酸浓度来反映表征。理论推导部分从这样几个方面来进行,首先根距超声空化理论,用数值求解的方法得到本实验条件下,空化泡的运动曲线,再根据该曲线计算空化泡闭合对闭合中心周围产生的压力情况；其次根据污泥中的污泥细胞结构,对其中细胞加以简化,并分析其受力。最后在受力下得到污泥细胞外壳的强度极限,并应用该强度探讨破碎剩余污泥的最佳功率在破碎剩余污泥试验部分,通过不同破碎时间试验得到了破碎效果与破碎时间的关系曲线,即SCOD浓度与破碎时间的关系曲线和核酸浓度与破碎时间的关系曲线；通过不同破碎功率试验得到了破碎效果与破碎功率的关系曲线,即SCOD浓度与破碎功率的关系曲线和核酸浓度与破碎功率的关系曲线。在理论推导部分,根据不同功率下的空化泡运动曲线,得到空化泡闭合前的最大半径和整个空化过程所需的时间；通过空化泡闭合产生压力的计算,得到空化压力与离闭合中心距离的关系曲线；通过模型假设和前面所得等参数,推导出细胞外壳的强度极限σc=107.5MPa以；根据该强度极限和论文中定义的破碎效率系数,得到在本实验条件下的破碎最佳功率为350W,与实验结果相符。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 课题背景  10
  1.2 剩余污泥概述  10-13
    1.2.1 剩余污泥的产生  10-12
    1.2.2 污泥对环境的影响  12
    1.2.3 剩余污泥的结构与特性  12-13
  1.3 超声波破碎剩余污泥研究现状  13-15
  1.4 本课题的研究意义  15
    1.4.1 研究目的  15
    1.4.2 理论意义  15
    1.4.3 实际应用价值  15
  1.5 本课题的研究内容  15-16
第2章 超声空化的相关理论  16-28
  2.1 超声空化阈值  16-18
  2.2 空化核  18-20
  2.3 空化气泡的运动  20-22
  2.4 空化气泡的闭合与反跳  22-24
  2.5 空化的基本效应  24-28
第3章 超声波破碎剩余污泥实验  28-48
  3.1 剩余污泥的超声波破碎  28-32
    3.1.1 污泥来源及培养  28-30
    3.1.2 实验装置  30-31
    3.1.3 不同破碎时间下的剩余污泥超声波破碎  31-32
    3.1.4 不同破碎功率下的剩余污泥超声波破碎  32
  3.2 SCOD的测量与分析  32-40
    3.2.1 SCOD概述  32-33
    3.2.2 SCOD的测量设备及方法  33-37
    3.2.3 不同破碎时间下的SCOD测量结果及分析  37-39
    3.2.4 不同破碎功率下的SCOD测量及分析  39-40
  3.3 核酸的测量与分析  40-43
    3.3.1 核酸概述  40-41
    3.3.2 核酸测量仪器与方法  41-42
    3.3.3 核酸测量结果与分析  42-43
  3.4 剩余污泥粘度的测量  43-48
    3.4.1 粘度概述  43-45
    3.4.2 测量设备  45-46
    3.4.3 测量过程与测量数据  46-48
第4章 超声空化的数值计算  48-62
  4.1 Matlab概述  48-49
  4.2 超声波作用下气泡空化的相应参数  49-53
    4.2.1 空化核的初始半径  49-50
    4.2.2 超声波的声压幅值  50-53
    4.2.3 超声空化参数小结  53
  4.3 空化气泡运动过程的数值求解  53-57
  4.4 空化泡闭合时产生的压力  57-62
第5章 剩余污泥超声破碎的力学机制  62-72
  5.1 剩余污泥中细菌细胞的结构及其受力简化  62-65
    5.1.1 细菌细胞结构  62-64
    5.1.2 细菌细胞的受力简化  64-65
  5.2 超声波破碎剩余污泥细胞的力学机制  65-70
    5.2.1 剩余污泥中微生物细胞的数量  65-67
    5.2.2 空化泡闭合空间内被破碎同心球半径  67-69
    5.2.3 细胞外壳的强度极限  69-70
  5.3 细胞外壳的强度极限与超声声源功率  70-72
总结  72-74
参考文献  74-76
致谢  76

相似论文

  1. 高速转盘破解剩余污泥及相关力学机制研究,X703
  2. 超声波钢包搅拌数值模拟,TF769.2
  3. 超声对腐蚀的影响研究,TG174
  4. 超声破解预处理对剩余污泥厌氧消化的适应性研究,X703
  5. pH影响食品废弃物和剩余污泥联合发酵产酸及发酵液用于生物合成聚羟基烷酯的研究,X792
  6. 温度阶段厌氧消化系统下剩余污泥产酸性能研究,X703
  7. 木薯酒精废水处理及剩余污泥减量化的研究,X792
  8. 超声破碎制粒法理论模型与关键技术研究,TB559
  9. 利用污水污泥和高浓度二氧化碳培养海洋微藻技术研究,X703
  10. 剩余污泥的电离辐射处理研究,X703
  11. 污泥内碳源增效释放及水解液氮磷去除的试验研究,X703
  12. 玉米秸秆预处理及与剩余污泥混合厌氧消化研究,X703
  13. 嗜热酶溶解技术处理污泥发酵产氢研究,X703
  14. 剩余污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸的研究,X703
  15. 调整运行参数和添加水丝蚓对活性污泥水处理系统的影响,X703
  16. 剩余污泥为燃料的微生物燃料电池研究,TM911.4
  17. 益气解毒方对鼻咽癌细胞骨架结构及相关蛋白表达活性的干预效应研究,R739.63
  18. 抗生素废水的超声空化效应降解研究,X787
  19. 微波场中剩余污泥和洗煤废水絮凝沉降的试验研究,X703
  20. 自热高温好氧消化处理剩余污泥实验研究,X703

中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
© 2012 www.xueweilunwen.com