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辐流式沉淀池的数值模拟

付立静  
【摘要】: 在社会建设中,对建设环保、生态社会的要求越来越高,污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程,对城市污水污泥的处理已经成为极其重要的问题。污水处理过程中沉淀是一个重要的环节,主要是在沉淀过程中去除大量的悬浮物,沉淀过程的好坏直接影响着整个给水处理过程的好坏。 沉淀池的水力特性对其沉淀效果有很大影响。在沉淀池水力设计中应通过对池型以及各种几何参数的优化,使沉淀池内回流区范围尽可能减小,并且尽量使池内垂直断面上流速均匀平稳。研究表明,在污水处理工程的设计中,对沉淀池或者其它水力构筑物进行数值模拟是可行的,并且也是很有意义的。 本文的研究对象是合肥市经济开发区污水处理厂中的辐流式沉淀池。采用计算流体力学的方法,对沉淀池的流场和浓度场进行数值模拟和分析。首先本文对沉淀池内流体进行系统分割和模型假设,建立了其流场与悬浮物浓度场的非稳态数学模型,采用标准k-ε两方程紊流模型和简化的多相流Mixture模型对辐流式沉淀池内的水流速度场和悬浮物浓度场进行了模拟。通过验证表明该模型能够很好地模拟沉淀池中水流流场以及污泥的分布情况。利用该模型模拟辐流式沉淀池在不同进水流速和不同挡板布置形式下的水流流场、悬浮物的浓度场,经过分析比较提出了更合理的沉淀池运行工况,并优化了挡板的布置形式以及出水口的位置,给出了结构参数设计上的建议,以期提高沉淀池的运行效率。


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