影響研究

崔麗娜，王  軍

（合肥工業(yè)大學 土木與水利工程學，安徽 合肥 230009）

摘  要：通過改變穿孔旋流絮凝池中污泥斗的高度和絮凝池的尺寸，利用CFD數(shù)值模擬的方法對絮凝池內部的流場和流態(tài)的特性進行分析研究，以渦旋速度梯度G₀、湍動能k和湍動能耗散率Ɛ作為絮凝評價指標，分析研究污泥斗高度對絮凝水力條件的影響效果、絮凝池最優(yōu)污泥斗高度和處理規(guī)模之間的關系。將數(shù)值模擬的結果和有關規(guī)范和設計手冊的參數(shù)進行對比，發(fā)現(xiàn)利用數(shù)值模擬得到的污泥斗高度最優(yōu)值比給排水設計手冊中提供的污泥斗高度參考值低10cm，為實際工程的設計運行提供了良好的理論依據(jù)。

關鍵詞：穿孔旋流絮凝池；數(shù)值模擬；污泥斗高度；渦旋速度梯度；湍動能耗散率

隨著水資源緊缺的加劇以及人們對飲用水水質要求的不斷增加，如何提高中小型水廠的處理效果逐漸受到人們的重視。穿孔旋流絮凝池結構簡單、造價較低、施工方便，適用于規(guī)模較小的農村水廠，但穿孔旋流絮凝池的絮凝效果易受水量變化的影響。在絮凝池相關設計規(guī)范中對穿孔旋流絮凝池設計參數(shù)的規(guī)定較少，只在文獻[8]中提供了五種不同規(guī)模穿孔旋流絮凝池設計參數(shù)的參考值。穿孔旋流絮凝池過水孔洞的位置、污泥斗高度等參數(shù)依靠設計者的經(jīng)驗取定，這種方式易造成參數(shù)選取的隨意性，不能提高實際工程中絮凝池的運行效果。近年來許多學者通過CFD數(shù)值模擬的方法對穿孔旋流絮凝池進行了研究。丁美蘭用速度場和湍動能耗散率作為絮凝效果評價指標，通過模擬發(fā)現(xiàn)將穿孔旋流絮凝池豎井末尾直角設計成圓弧形狀時絮凝效果最好,并利用Fr相似理論，對絮凝過程進行了實驗，驗證了數(shù)值模擬結果的正確性^[1]。薛英文等通過對穿孔旋流絮凝池進行數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)，當過水孔洞為高寬比為2:1的矩形斷面時絮凝水力條件最好，并依照Fr相似理論，設計連續(xù)流實驗對絮凝過程進行了驗證^[2]。Samaras K.，Lai Yanping等也利用CFD的方法對絮凝過程進行了研究^[3][4]。數(shù)值模擬方法為實際工程的優(yōu)化提供了一種新途徑。

詳見：中國給水排水2019年中國城鎮(zhèn)污泥處理處置技術與應用高級研討會（第十屆） 論文集