盐水体系内气体驱动液固逆流化床的颗粒流动特性

摘要

气体驱动液固逆流化床是一种新型的逆流化床生物反应器，具有能耗低、颗粒磨损少、传质效率高等优点，在生物污水处理中具有巨大的应用前景．为开发其在高盐废水中的应用，明确盐水浓度对颗粒流动特性的影响规律，自行设计并搭建了一套中试规模的气体驱动液固逆流化床实验装置，通过实验观察与压降测试相结合的方法研究了颗粒的流动特性，包括床层的流型、流型转折速度、床层膨胀高度和固含率等．结果表明：随着气体表观速度的增加，颗粒床层经历了固定床区、过渡流化区、完全流化区和循环流化区4种流型，流型之间通过初始流化气速、最小完全流化气速、最小循环流化气速进行划分；相比于PE2.0颗粒，直径较大的PE4.0颗粒更难以流化；PE2.0和PE4.0颗粒的初始流化气速和最小完全流化气速皆随盐水浓度和颗粒装载量的增加而增加；PE2.0和PE4.0颗粒的最小循环气速同样随盐水浓度的增加而增加，但随颗粒装载量的增加，PE2.0颗粒的最小循环流化气速呈增加的趋势，而PE4.0颗粒的最小循环流化气速呈先下降后轻微上升的趋势．研究还发现，随着盐水浓度的增加，液固间密度差逐渐加大，颗粒流化越发困难，床层的膨胀高度随之下降，床层的平均固含率随之增加．以上所得的结果可为此类反应器的开发及工业应用提供基础数据和理论依据．

关键词

逆流化床 / 流型 / 最小完全流化气速 / 最小循环流化气速 / 床层膨胀高度 / 固含率

基金资助

宁波市甬江引才工程创新人才项目(2023A136G); 宁波市自然科学基金资助项目(2023J246); 国家自然科学基金资助项目(22408270)