论文部分内容阅读
二沉池内流体为典型的固－液两相流，相间耦合非常强。现有二沉池模型均简化为单相流，忽略了相间作用。单相流模型先单独求解湍流方程和流函数得到速度场，再把速度场带入悬浮物输移模型中求得悬浮物浓度分布。单相流模型在分析流场、污泥浓度分布和颗粒行为时，没有考虑回流污泥量的影响。 本文基于计算流体力学（CFD）和多相流理论，利用专业流体力学软件包FLUENT，模拟分析二沉池内固－液量相流流态和污泥浓度分布，运用该模型分析回流污泥量对二沉池流态和颗粒行为的影响。结果表明： (1)平流式沉淀池中的主要部分为絮凝区和成层沉淀区，约占水深的50％，周进周出沉淀池主要部分为清水区，约占水深的67%；沉淀池内泥水界面清晰；沉淀池压缩区都很薄（小于0.5m），但悬浮物浓度梯度很大。 (2)两相流模型是模拟二沉池的有效工具。对平流式沉淀池的模拟结果表明，沉淀池内泥水界面清晰，各沉淀区分区明显，但清水区厚度不均，絮凝区和成层沉淀区是沉淀池的主要部分，约占水深的40%，压缩区约为0.3m，浓度梯度很大。模拟结果与试验值吻合较好，可以预测二沉池中污泥浓度分布情况。 (3)回流污泥量和回流口位置是影响涡流体积的重要因素。当回流比等于1.0，吸泥机距进水端5m时，涡流区体积约占池子体积的28%，15m时为17%，25m后涡流区体积基本不变，约占池子体积的10%；随着回流比的增加，涡流区体积显著增加，当吸泥机位于15m，回流比R=0时，涡流区体积约占池子体积10%，R=0.5时为17%，R=2.0时为25%。 (4)回流污泥量影响二沉池速度的分布。回流比越大吸泥机前面水平流速越大，分布越不均匀，吸泥机后面的流速与回流比无关，且分布均匀，二者之差与吸泥机后面的流速和回流比成正比关系。