新型沉淀裝置的數(shù)值模擬與優(yōu)化研究.pdf

1、澄清池作為給水處理中的重要構(gòu)筑物，在給水處理中有著非常廣泛的應用。但是傳統(tǒng)澄清池具有占地大、回流泥渣量大、藥耗大、空間利用率不足等缺點，為克服這些缺點課題組開發(fā)兩種新型的澄清池：泵吸式泥渣外回流高效澄清池和管/筒式泥渣內(nèi)回流泥水高效澄清池，這兩種澄清池都以異向流螺旋斜板沉淀為技術(shù)要點。實驗結(jié)果表明它們均具有較強的抗沖擊負荷能力，出水水質(zhì)穩(wěn)定，效果較好，藥耗小的特點。
　　鑒于螺旋斜板良好的泥水分離效果，課題組開發(fā)了第三種螺旋斜板澄

2、清池。前兩種澄清池的沉淀區(qū)皆為異向流，第三種為同向流。論文通過分析沉淀工藝的基本理論以及國內(nèi)外對沉淀工藝的研究現(xiàn)狀，結(jié)合課題組對螺旋斜板的研究、開發(fā)和運行經(jīng)驗，提出一種新型的螺旋斜板沉淀工藝，即采用同向流的螺旋斜板沉淀方式，側(cè)邊出水。傳統(tǒng)設備的設計和優(yōu)化僅僅建立在實踐經(jīng)驗的基礎上，都是通過建立實驗模型或現(xiàn)場測試，通過改變實驗條件和實驗參數(shù)來進行校核和優(yōu)化，缺乏理論依據(jù)。雖然結(jié)果比較可靠，但實驗的周期比較長，耗費也比較大，主、客觀影響因素

3、太多。為避免這些缺點，論文先利用 Fluent軟件對新型的螺旋斜板沉淀裝置進行固液兩相流模擬，考察其對懸浮物的去除效率，然后進行試驗研究，考察其實際的沉淀效果，以及驗證模擬結(jié)果的正確性，為沉淀裝置的設計和運行管理提供一些有益的參考依據(jù)。
　　通過對新型螺旋斜板沉淀裝置的模擬研究，可以得出對其進行優(yōu)化的途徑。從斜板區(qū)污泥濃度的分布情況來看，小孔的布置位置對出水濃度有較高的影響；從斜板區(qū)內(nèi)的流速來看，斜板的安裝角度也是影響因素；參照同

4、向流斜板沉淀池，在小孔上部斜板內(nèi)可以設置擋板來改變污泥的走向使去除率提高。改變這三個結(jié)構(gòu)參數(shù)，分別進行模擬研究便可得到最佳優(yōu)化方案。
　　對優(yōu)化后的螺旋斜板沉淀裝置的運行工況進行數(shù)值模擬，分別研究懸浮顆粒密度、粒徑、進口顆粒體積分數(shù)及進口流速四種不同因素的不同工況對沉淀池沉淀效果的影響，通過對小孔處體積分數(shù)以及懸浮物的去除率可以看出螺旋斜板的沉淀效率，模擬結(jié)果表明它具有很好的泥水分離效果。
　　為了檢驗螺旋斜板沉淀裝置實際的