基于CFD技術(shù)的周進周出式方形二沉池數(shù)值模擬與優(yōu)化改進.pdf

1、本文通過建立小型模型，利用PIV測速技術(shù)分析了周進周出式方形沉淀池中的流場分布情況，并應用該實驗數(shù)據(jù)驗證了在方形沉淀池中應用混合物(Mixture）兩相流模型和RNG（重整化群）k-ε兩方程模型的可行性。繼而將該驗證可行的數(shù)學模型應用于湖南省建筑設(shè)計院設(shè)計的湘潭市河東污水處理廠方形二沉池中，采用CFD模擬技術(shù)，對該沉淀池進行兩相流的三維數(shù)值模擬。分析其中流態(tài)分布情況及懸浮物分布特點，并將其處理效果與相同設(shè)計流量和表面負荷的周進周出輻流式

2、沉淀池進行對比。改變設(shè)計參數(shù)（進水表面負荷和進水污泥濃度、進水導流板長度、回流比大小及懸浮物顆粒粒徑）分別進行模擬，分析池內(nèi)流態(tài)分布情況及出水污泥濃度，提出優(yōu)化改進方案，并對其實際運行提出指導意見。
　　模擬結(jié)果表明，在方形沉淀池中，存在有三個主要回流區(qū)域，分別在：進水導流板下方；沉淀池中部，靠近出水口處；進水導流板后方。這些回流區(qū)的存在，使方形沉淀池中的有效沉淀容積減小，不利于懸浮物沉降。而沉淀池內(nèi)懸浮物分布存在明顯的分層現(xiàn)象，

3、使其懸浮物去除率高，出水水質(zhì)好。
　　由于方形沉淀池過水斷面面積恒定，因此相比于傳統(tǒng)輻流式沉淀池流速分布更為均勻，處理效果略優(yōu)于輻流式沉淀池。而處理相同水量的污水，方形沉淀池的體積比傳統(tǒng)輻流式沉淀池小了近30％，加之其施工更為簡單，具有較好的經(jīng)濟性。
　　在不改變其他條件的情況下，分別放大方形沉淀池的表面負荷和進水污泥濃度，進行模擬，結(jié)果表明：該方形沉淀池有較好的抗沖擊性能，表面負荷放大30%（1.365），或進水污泥濃度增

4、大至4500mg/L時，仍可滿足一級 B標準的SS出水要求。
　　在其他條件不變的情況下，改變進水導流板長度進行數(shù)值模擬。通過模擬計算獲得出口處懸浮物體積分數(shù)，分析導流板長度對方形沉淀池出水污泥濃度及去除率的影響。結(jié)果表明，隨著導流板長度的增加，方形沉淀池中懸浮物去除率不斷提高。且經(jīng)過綜合比較，該方形沉淀池的最適導流板長為1.5m。
　　在其他條件不變的情況下，改變進水導流板長度進行數(shù)值模擬，分析其對出水污泥濃度（SS）的影