雨天溢流污水就地處理工藝開(kāi)發(fā)及處理裝置CFD模擬研究.pdf

1、本文根據(jù)上海市西干線雨天污水溢流的水質(zhì)情況，研制一套采用強(qiáng)化絮凝+高效沉淀工藝的裝置處理雨天溢流污水，對(duì)裝置各單元的設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹和分析，應(yīng)用管道靜態(tài)混合器取代傳統(tǒng)混合池單元，設(shè)置導(dǎo)流筒強(qiáng)化反應(yīng)池絮凝效果，增設(shè)斜管和懸浮填料提高沉淀池沉淀效率，采用fluent商業(yè)軟件對(duì)裝置沉淀單元流態(tài)進(jìn)行模擬優(yōu)化。 現(xiàn)場(chǎng)搭建溢流污水中試處理裝置，考察各種相關(guān)因素對(duì)其的影響，捕獲不同雨型進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，驗(yàn)證裝置處理效能。分別對(duì)旱流污水、小雨情況混

2、接雨污水、中強(qiáng)降雨混接雨污水和暴雨溢流污水、梅雨持續(xù)雨天、冬春季節(jié)持續(xù)降雨等工況進(jìn)行了試驗(yàn)研究，裝置能較大幅度地削減SS、TP和COD等各項(xiàng)污染物，有效控制雨天溢流污水對(duì)水體的污染。處理暴雨條件下雨天溢流污水，SS、濁度、TP和COD平均去除率分別達(dá)到82％、79％、77％和69％以上，裝置沉淀池表面水力負(fù)荷可達(dá)32m<'3>/h.m<'2>，為普通沉淀池表面水力負(fù)荷的10倍以上。 分別考察裝置污泥回流、沉淀池水力負(fù)荷和藥劑投

3、加點(diǎn)與出水水質(zhì)的關(guān)系和影響，討論底流排放措施、沉淀池設(shè)置斜管、管道混合器應(yīng)用等各種措施對(duì)出水水質(zhì)的改善情況。污泥回流在溢流污染控制中不建議采用，藥劑最優(yōu)投加點(diǎn)為反應(yīng)池進(jìn)水口部位，出水SS濃度隨出水流速即沉淀池水力負(fù)荷的增加而上升，水質(zhì)其他指標(biāo)相應(yīng)升高；裝置底流排放措施是控制多余溢流污水的有效措施； 沉淀池斜管的設(shè)置主要起整流和泥水分離作用；管道混合器取代傳統(tǒng)混合池單元，減少了混合池設(shè)施及其攪拌設(shè)備，防止藥劑投加過(guò)程攜帶或混入空

4、氣，有效控制了反應(yīng)池和沉淀池出現(xiàn)浮渣，改善沉淀池出水水質(zhì)。 啟動(dòng)響應(yīng)時(shí)間是溢流污水處理裝置的重要指標(biāo)，結(jié)合自主開(kāi)發(fā)的溢流污水高效處理裝置，研究了裝置在不同啟動(dòng)方式下的響應(yīng)時(shí)間及影響因素。研究表明，干式啟動(dòng)時(shí)裝置響應(yīng)時(shí)間達(dá)25～30min，響應(yīng)時(shí)間內(nèi)出水水質(zhì)較差，濁度高達(dá)120NTU以上，SS濃度也在100mg/L以上；濕式啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，裝置響應(yīng)時(shí)間為10min左右，響應(yīng)時(shí)間內(nèi)出水水質(zhì)良好，出水濁度60NTU左右，SS濃度小于60

5、mg/L。處理溢流污水時(shí)應(yīng)采用濕式啟動(dòng)方式，以有效削減初期溢流污染。對(duì)斜管濾料沉淀池的處理功能進(jìn)行了探討，在斜管上部加設(shè)濾料，利用濾料層穩(wěn)定水流，攔截絮體；實(shí)驗(yàn)表明，提高沉淀池水力負(fù)荷，沉淀池較難出現(xiàn)礬花跑冒現(xiàn)象，出水效果較好，出水穩(wěn)定，該措施能有效提高了沉淀池的處理負(fù)荷。 借助大型計(jì)算流體力學(xué)Fluent軟件，采用標(biāo)準(zhǔn)K．￡兩方程湍流模型，對(duì)裝置沉淀單元進(jìn)行了數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)目前運(yùn)行的沉淀裝置存在嚴(yán)重的回流區(qū)及其較大的死區(qū)。通