利用CFD技術(shù)對(duì)平流式二次沉淀池的數(shù)值模擬及優(yōu)化改進(jìn).pdf

1、平流式二次沉淀池是水處理系統(tǒng)中的重要組成部分,其設(shè)計(jì)與運(yùn)行情況關(guān)系到整個(gè)污水處理的效果。現(xiàn)有沉淀池設(shè)計(jì)中還是依據(jù)理想沉淀池假設(shè),暴露出了許多問題。應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的方法數(shù)值模擬研究水處理構(gòu)筑物反應(yīng)器流體運(yùn)動(dòng)特性,從而對(duì)構(gòu)筑物運(yùn)行設(shè)計(jì)提出優(yōu)化改進(jìn),正逐漸成為設(shè)計(jì)工作中的一條新思路和重要方法。
　　 本文綜述了CFD技術(shù)應(yīng)用到沉淀池研究中的國(guó)內(nèi)外進(jìn)展?fàn)顩r,簡(jiǎn)要介紹了通用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent的特點(diǎn)和湍流、固液兩相流數(shù)

2、學(xué)模型。對(duì)Imam簡(jiǎn)化矩形沉淀池實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,并與實(shí)驗(yàn)中速度測(cè)定值對(duì)比,驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法的有效性。
　　 查閱相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范,設(shè)計(jì)了一座平流式二次沉淀池,分別對(duì)沉淀池單相水流穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)和固液兩相流非穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行數(shù)值計(jì)算分析。結(jié)果表明:沉淀池內(nèi)單相水流運(yùn)動(dòng)的實(shí)際流態(tài)中存在著明顯的回流區(qū)和死水區(qū),是造成沉淀效率不高的一個(gè)重要原因；同時(shí)對(duì)沉淀池內(nèi)沿程斷面水流速度分布特征情況的考察表明,無論是水平方向還是豎直方向,都無法符合

3、理想沉淀池有關(guān)池內(nèi)流速分布的假設(shè)。在固液兩相流運(yùn)動(dòng)中,對(duì)池內(nèi)固液兩相耦合運(yùn)動(dòng)中的速度分布情況和沿程斷面濃度分布情況進(jìn)行分析,結(jié)果與二次沉淀池實(shí)際運(yùn)行工況中的四區(qū)雙界面理論對(duì)比驗(yàn)證后較為一致。
　　 在沉淀池優(yōu)化改進(jìn)方面,本文以清水口出水懸浮物濃度(SS)和去除率為主要考核指標(biāo),著重對(duì)顆粒粒徑,回流比,坡度以及排泥量等影響因素進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:①顆粒粒徑越大,越有利于顆粒沉淀過程的進(jìn)行,去除率越高。②變回流比工況運(yùn)行下,回流比

4、的增大會(huì)引起池內(nèi)水平方向流速變大,進(jìn)而會(huì)縮短二次沉淀池的水力停留時(shí)間,造成清水口出水SS值顯著上漲和沉淀效率的明顯下降；③改變坡度的嘗試對(duì)于沉淀池去除效果方面并無顯著影響；底坡越大會(huì)使得池內(nèi)高差明顯,池內(nèi)流入泥斗的污泥量越多,沉淀池清水口去除率也相對(duì)較高一些；但是過大的坡度將會(huì)增加埋深和提高成本預(yù)算。應(yīng)針對(duì)實(shí)際情況,在去除率和成本投資之間選擇合理坡度；④單純?cè)龃笫Ｓ嗤馀拍嗔?清水口出水SS值逐漸降低；這表明增大外排泥量對(duì)于沉淀池去除率的