background image

+

1
2

K

d

ρ

m

u

3
lr

A

r

A

r

A

d

2

1

1 - ε

d

2

(8)

+

1
2

K

r

ρ

m

u

3
ld

A

d

A

d

A

r

2

1

1 - ε

r

2

+

H

D

ρ

m

A

r

λ

u

3
ld

2

L

d

(1 - ε

d

)

4

  对于式 (8) ,当

d E

p

du

ld

= 0 时 ,能耗

E

p

达到极小 ,

由于 :

u

lr

A

r

(1 - ε

r

) =

u

ld

A

d

(1 - ε

d

)

(9)

由式 (8) 、(9) 经整理后得 :

u

ld

=

2
3

H

D

K

d

1 - ε

d

(1 - ε

r

)

3

+

K

r

A

d

A

r

2

1

(1 - ε

r

)

2

+

λ

H

D

L

d

A

r

A

d

1

(1 - ε

d

)

4

1
2

u

g

g

(1 - ε

d

)

v

g

(1 - ε

r

)

2

1
2

(10)

  由于降流区没有气泡存在 ,即 ε

d

= 0 ; 并代入

K

d

K

r

的值 ,因此式 (10) 可以写为 :

u

ld

=

2
3

H

D

(1 - ε

r

)

K

b

A

d

A

b

X

b

+

K

u

A

r

A

u

X

u

A

d

A

r

2

・(1 - ε

r

) +

λ

H

D

L

d

A

r

A

d

(1 - ε

r

)

3

1
2

u

g

g

v

g

1
2

(11)

  由式 (11) 可以看出 ,膜面错流流速与反应器结

构密切相关 ;在其他条件不变的情况下 ,膜面错流流
速由反应器结构决定.

2  实验装置与方法

在 MBR 的研究和应用中 ,混合液膜面错流流速

是 1 个非常重要的工艺参数. 但是在有关一体式

MBR 的研究中 ,实际污泥混合液时的膜面错流速度

很难准确测定 ,特别是当反应器的体积较小时. 为
此 ,在本实验研究中以清水反应器作为研究对象. 虽
然还没有证据表明 ,在 SFDMBR 正常工作范围内 ,一
定曝气强度下清水流速与混合液流速呈线性关系 ,
但可以推断在同 1 个反应器中二者存在 1 个确定的
函数关系. 有文献报道 ,在其它条件相同时 ,MBR 的
膜面错流速度 ,清水速度和混合液速度具有以下的
经验关系

[10 ]

:

v

S

=

f

μ

a

v

b

式中 ,

v

S

为反应器中混合液流速 (m

Πs) ;

v

为反应器

中清水流速 (m

Πs) ;μ为混合液粘度 (Pa・s) ;

a

,

b

v

μ

v

S

产生影响的指数系数 (无量纲) ;

f

为常

数 (无量纲) .

本实验采用如图 2 所示的实验系统测定反应器

内的清水膜面错流速度

[11 ]

. 以皮托管作为测量总压

强和静压强的探测装置 ,以铅垂放置的刻度测压双
管作为压强的测量装置 ,以读数显微镜作为精确读
取测压管水头的装置. 读数显微镜安装在带万向导
轨系统和水平仪的底座上 ,以保证测量和显微镜对
焦的精确度 ,并使操作简便. 测量时 ,将皮托管的探
测段放置在测点处 ,并使皮托管的全压孔正对流线
的方向. 刻度测压双管中的测量介质可以选用不影
响被测量流体的液体或者与被测量流体相同 ,如水 、
水银 、

各种油等 ,本试验采用清水. 将皮托管与刻度

测压双管相连接 ,测压管须保持铅垂. 当压差不要求
精确至 mm 液柱以下时 ,可以直接利用测压双管上

   

2

 流速测定装置

Fig. 2

 

Testing instrument of liquid cross

2

flow velocity

9

3

1

1

鹿道强等

:

自生动态膜

2生物反应器结构优化的研究