水處理絮凝動力學的試驗研究和數(shù)值模擬.pdf

1、絮凝設備的水力學特性是影響絮凝反應效果的重要因素。本論文結合試驗和數(shù)值模擬進行的不同水力學條件對絮凝效果影響的研究，對合理選擇絮凝工況、提高絮凝效率和優(yōu)化絮凝工藝有預測作用和實際指導意義。 本論文進行的主要工作如下： 1.應用燒杯試驗進行改變絮凝反應容器的形狀、絮凝階段的轉速、攪拌槳的幾何尺寸和槳葉置水樣中的高度等水力學條件對絮凝效果影響的試驗研究，得到各情況下較合理的絮凝動力學條件。 2.在總結國內外對攪拌槽中

2、水流流場研究成果的基礎上，應用計算流體力學軟件FLUENT對上述試驗中不同水力學條件下、容器內的水流流態(tài)進行三維數(shù)值模擬，以計算所得的有效能耗ε和微渦旋尺度λ作為評價絮凝是否充分的標準，對絮凝過程中的復雜現(xiàn)象作出合理解釋與分析。 通過試驗研究和數(shù)值模擬，本論文得到以下結論： 1.對燒杯試驗的結果分析得到：容器形狀對絮凝階段轉速的影響最大，而對其他因素如混合階段的轉速與時間，絮凝和沉淀時間的影響較弱；在同一圓形容器中，合理

3、選擇絮凝階段攪拌槳的轉速、適當增大槳葉劃水面積、調節(jié)槳葉置水樣中的高度都能改善水流流動狀況，優(yōu)化絮凝效果，降低剩余濁度。 2.對數(shù)值模擬的結果分析得到：圓形容器中水流緩和，用于絮凝的整體平均有效能耗較高，方形容器有較好的阻流作用，但其四個直角處會形成明顯的死水區(qū)，阻礙局部流體運動，不利于局部絮凝體的成長；同一圓形容器中合理的絮凝攪拌轉速所產生的水流紊動效果，既促進槳葉區(qū)顆粒之間有效碰撞，又保證主流區(qū)絮凝體結合鍵牢固不被強大的剪切