二沉池污水處理過程的數(shù)值仿真及優(yōu)化研究.pdf

1、水是生命之源，但隨著人口增長和工業(yè)發(fā)展，水資源短缺和污染問題日益嚴重，對污水進行處理是解決問題的根本出路。沉淀是污水處理過程一個重要的環(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)，整個污水工藝流程的處理效果與二沉池的運行密切相關(guān)，因此二沉池的工藝參數(shù)的設計就顯得尤為重要。
　　與傳統(tǒng)的基于理論分析和實驗研究進行工藝設計的方法相比，利用數(shù)值仿真優(yōu)化方法進行工程的工藝調(diào)整高效、經(jīng)濟，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準k-ε湍流模型結(jié)合對輻流式二沉池內(nèi)污泥濃度場和速度場進行了數(shù)值模擬，在計算域上采用有限元法對控制方程進行離散，并對離散后的代數(shù)方程用SIMPLE算法進行計算，得到出水SS的模擬結(jié)果與實際沉淀池八周監(jiān)測數(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，驗證了模型的可靠性。
　　以出水口懸浮物濃

3、度(SS)為響應目標，對影響二沉池沉淀效果的三個影響因素：進水口流速、顆粒污泥粒徑、擋板的淹沒深度進行中心復合設計(central composite design，CCD)，并經(jīng)響應表面法分析得到影響出水SS的二次回歸模型，預測了二沉池沉降的最佳條件：進水口流速為0.03m/s，顆粒污泥粒徑為220.41μm，擋板的淹沒深度為3.45m，采用仿真模擬實驗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