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水处理过程中的紫外消毒

2020-08-27 14:59:33 administrator 8

  紫外线消毒水处理的优化设计方法有实验模拟和数值模拟两种。通过对实际消毒系统的分析、验证和优化,需要进行大量的植物加工和生物验证工作。采用CFD作为数值模拟的研究工具。利用高性能计算机和CFD软件,对紫外线杀菌进行了模拟,实现了结构和操作参数的优化。紫外线消毒数值模拟的关键因素包括以下两个方面:

  光强模拟

  在紫外线消毒水处理反应器的设计中,获得反应器内紫外线光强的分布、反应器内介质的吸收、壳体和光的反射和折射等细节是非常重要的。光强的分布直接影响紫外反应器的测量分布和杀菌效果。利用CFD可视化和数值模拟的优点,可以直观地得到反应器内的光强分布,为反应器的优化设计提供了边界条件。

图片关键词

  FLUENT ANSYS的辐射模型非常丰富,其中DO(离散纵坐标)模型可以充分模拟紫外光强度,该模型可以模拟吸收、反射、多频波以及对称和周期边界。

  等效剂量计算

  紫外线消毒水处理设备的消毒效果与紫外线剂量大小直接相关。还原当量剂量(RED)可较好地评价反应器的水处理消毒效果。为反应器内所有微生物随流动经过消毒区域后,按相同存活率计算的紫外剂量之和。当量剂量不仅与光强分布有关,而且与微生物在反应器中的停留时间有关。

  采用离散相模型(DMP)对紫外反应器的等效剂量进行了ANSYS FLUENT模拟。该模型将微生物看作离散相,水看作连续相。在拉格朗日框架下,通过求解n-s方程,得到每个添加粒子的运动,并跟踪粒子的运动轨迹。


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