二沉池污水處理過(guò)程的數(shù)值仿真及優(yōu)化研究.pdf

1、水是生命之源，但隨著人口增長(zhǎng)和工業(yè)發(fā)展，水資源短缺和污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，對(duì)污水進(jìn)行處理是解決問(wèn)題的根本出路。沉淀是污水處理過(guò)程一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，污水在二沉池中發(fā)生固液分離并得到澄清。二次沉淀池的處理效率直接影響系統(tǒng)的出水水質(zhì)，整個(gè)污水工藝流程的處理效果與二沉池的運(yùn)行密切相關(guān)，因此二沉池的工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。
　　與傳統(tǒng)的基于理論分析和實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的方法相比，利用數(shù)值仿真優(yōu)化方法進(jìn)行工程的工藝調(diào)整高效、經(jīng)濟(jì)，且能充分了

2、解沉淀池的流態(tài)和濃度分布狀況。
　　本文以長(zhǎng)沙市某污水處理廠二沉池為例，采用多相流混合物模型與標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型結(jié)合對(duì)輻流式二沉池內(nèi)污泥濃度場(chǎng)和速度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，在計(jì)算域上采用有限元法對(duì)控制方程進(jìn)行離散，并對(duì)離散后的代數(shù)方程用SIMPLE算法進(jìn)行計(jì)算，得到出水SS的模擬結(jié)果與實(shí)際沉淀池八周監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)偏差僅為0.56%～4.9%，懸浮物濃度分布結(jié)果與二沉池的沉降中污泥分布理論相吻合，驗(yàn)證了模型的可靠性。
　　以出水口懸浮物濃

3、度(SS)為響應(yīng)目標(biāo)，對(duì)影響二沉池沉淀效果的三個(gè)影響因素：進(jìn)水口流速、顆粒污泥粒徑、擋板的淹沒(méi)深度進(jìn)行中心復(fù)合設(shè)計(jì)(central composite design，CCD)，并經(jīng)響應(yīng)表面法分析得到影響出水SS的二次回歸模型，預(yù)測(cè)了二沉池沉降的最佳條件：進(jìn)水口流速為0.03m/s，顆粒污泥粒徑為220.41μm，擋板的淹沒(méi)深度為3.45m，采用仿真模擬實(shí)驗(yàn)得到出水口懸浮物濃度值為2.4 mg/l，較優(yōu)化之前的仿真結(jié)果八周平均值7.0 m