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悬挂链移动曝气技术是近年来开发的一种新型曝气技术,因其具有效率高、投资少、可维护性强等优点,而迅速被世界各国众多污水处理厂所采用。目前,纵观国内外研究现状,对悬挂链摆动机理和摆动曝气后水力条件对传氧影响的研究仍然较少,深入研究悬挂链摆动机理、曝气流体力学行为,可以为优化曝气操作、设计高效曝气器结构以及拓展悬挂链曝气的应用范围提供依据。曝气的作用即是产生气泡,维持一定气液接触面积。气泡形成是复杂曝气过程中决定曝气效率的一个重要阶段。因此,本论文通过研究悬挂链柔性孔气泡生成特点和所建立的柔性孔气泡体积预测模型,对悬挂链气泡生成体积进行了分析,得出悬挂链采用柔性孔口与气泡尺寸、效率之间的关系。结果表明:柔性孔能产生更小气泡;增加曝气器开孔数将减小小孔流速,减小气泡尺寸。移动曝气是悬挂链区别于其他曝气形式的最大特点,对悬挂链摆动性质的理论分析有利于全面掌握悬挂链工作机理。本论文建立了悬挂链二维动力学模型。模型把悬挂链系统非线性性质与随机摆动建立起联系,分析出悬挂链随机摆动主要能量集中于低频区的特点。悬挂链的随机摆动有利于氧传质进行,使曝气效率提高。在曝气效率影响因素中,水力条件是影响氧传质进行和溶解氧扩散的重要因素。但是曝气流场状态复杂,气液两相间作用强烈,加之大量气泡的存在使得通过实验直接观察流场状态非常困难。近年来,随着计算流体力学、计算传质学的发展,数值模拟已逐渐成为流场研究的重要手段。本论文根据欧拉两相流方程与氧传质方程编制出OpenFOAM计算程序,对悬挂链曝气流场进行了计算流体力学模拟,移动曝气模拟揭示了悬挂链传氧效率高的原因。移动曝气气泡上升速度慢、液流均匀,涡漩流动易于出现在曝气池下部,增加水体总气含率的保有量,加快了溶解氧扩散,提高了氧总转移系数和充氧速度。所得结论为悬挂链改进设计提供了方向,即悬挂链曝气技术优化工作应从如何增加流场流动均匀性和如何增加曝气池中下部涡漩流动入手。