初期雨水旋流分離試驗(yàn)研究及模擬.pdf

1、近年來,隨著社會(huì)的發(fā)展,點(diǎn)源污染逐步得到控制,面源污染成為城市水質(zhì)污染的重要原因。面源污染指降雨過程中地表和大氣中溶解性污染物或固體污染物帶入水體所產(chǎn)生的污染,其發(fā)生地點(diǎn)和時(shí)間不固定,但具有區(qū)域性。初期雨水污染是城市面源污染的主要組成部分,在地表污染負(fù)荷較高的高度城市化地區(qū),即使采用分流制排水系統(tǒng),初期雨水的直接排放也將對(duì)受納水體造成嚴(yán)重的危害。鑒于旋流分離器具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、易于設(shè)計(jì)與安裝、維修費(fèi)用低、易于調(diào)節(jié)與控制等優(yōu)點(diǎn)

2、,本文設(shè)計(jì)加工旋流分離小試裝置,進(jìn)行初期雨水、不同粒徑高嶺土配水及底泥配水模擬實(shí)驗(yàn),采用不同進(jìn)水壓力或進(jìn)水濃度,觀察不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下旋流分離器對(duì)SS的去除效果,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　(1)針對(duì)清Ⅱ沖初期雨水水樣,旋流分離器對(duì)COD和SS具有很好的去除效果。隨著進(jìn)口壓力增大,其處理效果整體上呈增大趨勢(shì);在進(jìn)口壓力為0.02Mpa時(shí),隨著進(jìn)水濃度增大,其去除效果呈先增加后減小趨勢(shì);且SS去除率可達(dá)到80.9％、COD去除率高達(dá)64.7%;

3、而校園雨水的總體去除率略低于清Ⅱ沖初期雨水的去除效果,SS去除率僅
　　為64.3%、COD去除率最高達(dá)56.8%;
　　(2)旋流分離器對(duì)325目粒徑高嶺土水樣和40-80目水樣中的懸浮物也具有很好的去除效果,且對(duì)兩種水樣高嶺土去除效果相當(dāng),約80%;
　　(3)針對(duì)初期雨水、校園雨水、底泥配水、325目高嶺土和40-80目高嶺土水樣,旋流分離器對(duì)懸浮物均具有較好去除效果;雖然固體顆粒在旋流分離器內(nèi)運(yùn)動(dòng)隨機(jī)性導(dǎo)致在不

4、同結(jié)構(gòu)參數(shù)下固體顆粒的去除率不穩(wěn)定,但當(dāng)旋流器錐角為15°、溢流管插入深度6cm、柱段長度15cm時(shí),此旋流分離器對(duì)懸浮物去除效果較好,可認(rèn)為此結(jié)構(gòu)參數(shù)為實(shí)驗(yàn)條件下最佳旋流分離器結(jié)構(gòu)參數(shù);
　　針對(duì)實(shí)驗(yàn)所得較佳結(jié)構(gòu)參數(shù)的旋流器,采用GAMBIT軟件對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格化處理,FLUENT進(jìn)行內(nèi)部流場模擬,得出其內(nèi)部壓力分布圖、速度矢量圖和速度圖,進(jìn)行旋流分離機(jī)理的驗(yàn)證分析。模擬結(jié)果表明:旋流分離器進(jìn)口附近靜壓比較大,且沿徑向由外向內(nèi)逐步遞