随着经济的发展和环保要求的日益提高,优化和改善污水处理工艺是当前重要的发展方向。开发高浓度复合粉末载体生物流化床工艺,并选择长沙市某污水厂进行生产性试验以验证其可行性。生产性试验的污水厂采用的是周进周出辐流式二沉池,进入二沉池的曝气池混合液污泥浓度高达12000mg/L～13000mg/L,远高于传统工艺二沉池的污泥浓度,二沉池的沉淀效果存在不确定性。为了保证和改善二沉池的沉淀效果,以周进周出辐流式二沉池为模型,利用Fluent软件进行数值模拟。通过研究分析采用RNG k-ε两方程湍流模型和混合多相流模型,分别对超高污泥浓度混合液二沉池池内的水流速度场和悬浮物浓度场进行了模拟,并将实际运行的二沉池生产性试验结果与模拟结果进行对比分析,对模型的准确性与可靠性进行了验证。分析发现该二沉池进水口区域存在明显的异重流和回流现象,二沉池内悬浮物分布存在明显的分层现象,主要分为清水区、分离区以及污泥浓缩区。该二沉池的悬浮物去除率高达99.99%,出水水质较好。研究了超高污泥浓度混合液二沉池部分运行参数对沉淀效果的影响,模拟的主要运行参数为污泥回流比、污泥浓度、悬浮固体颗粒密度和粒径。模拟采用控制变量法,保持其他条件不变,改变需要研究的运行参数,通过模拟得到不同运行参数与二沉池沉淀效果的作用关系。经过研究分析,建议该二沉池污泥回流比设置为80%～100%之间有助于提高二沉池的沉淀效果;在一定范围内减小污泥浓度或增加悬浮固体颗粒粒径和密度,有利于提高二沉池的沉淀效果,建议通过投加硅藻土或改性硅藻土等方式人为提高悬浮固体颗粒粒径和密度,进而提高二沉池的沉淀效果。对超高污泥浓度混合液二沉池的部分结构参数进行了研究,研究了二沉池池底坡度、挡水裙板深度、挡水裙板与池壁距离以及折流板与配水槽配水短管口距离对沉淀效果的影响。经过模拟研究提出了二沉池的结构优化设计方案,建议二沉池池底坡度保持0.005不变,二沉池挡水裙板深度设为1000mm,挡水裙板与池壁距离设为400mm,折流板与配水槽配水短管口距离设为250mm。将超高污泥浓度混合液二沉池挡水裙板深度、挡水裙板与池壁距离以及折流板与配水槽配水短管口距离分别调整为1000mm、400mm以及250mm,二沉池其他结构和进水条件保持不变,二沉池污泥回流比为60%、80%和100%时,以出水SS值满足《湖南省城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》（DB43/T1546-2018）一级标准为原则,该二沉池表面负荷约为原设计表面负荷的1.2倍,即表面负荷可达1.104m3/（m2·h）。