表面曝气反应器中气泡尺寸分布测量

来源：黄金科学技术杂志2020年第2期北京时间：

作者：郝易潇,郑学锋,肖依婷,王浩亮,李向阳

单位： 中国五环工程有限公司，湖北 武汉 430223, 中国科学院过程工程研究所，中国科学院绿色过程与工程重点实验室，北京 100190, 中国科学院大学化学工程学院，北京 100049

摘要：合理处置矿山开采过程中产生的废水是绿色矿山建设中必要且重要环节，表面曝气处理废水有助于节约能耗。本研究开展了表面曝气反应器内气泡局部性质分布的测量，将为反应器准确设计奠定基础。采用新研制的侵入式远心照相多相测量仪，对表面曝气反应器内气泡直径分布进行了系统测量，进一步获得了相界面积和气含率分布，重点考察了轴向位置和搅拌转速2个因素。研究结果表明：与相同转速下分布器供气的气液搅拌反应器相比，表面曝气反应器中气泡尺寸更小；沿轴向逐渐远离液面，气泡尺寸逐渐减小，同时气泡数量也逐渐变少；随着转速增大，吸入气泡增多，平均气泡尺寸变大。为了强化表面曝气反应器内气液分散过程，采用浅层床设计，同时在功率允许范围内可适当提高转速。本研究将为绿色矿山废水高效处理提供一种新的选择。

关键词：表面曝气,气泡尺寸分布,远心照相,废水处置,绿色矿山

基金资助：国家重点研发专项课题“多相氧化组合反应器数值放大与耦合强化”(2016YFB0301701),国家自然科学基金项目“高气速鼓泡塔中气泡群动力学测量、相间作用力模型和反应器模拟”(21878297)