+
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
为
v
和μ对
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
图
2
流速测定装置
Fig. 2
Testing instrument of liquid cross
2
flow velocity
9
3
1
1
期
鹿道强等
:
自生动态膜
2生物反应器结构优化的研究