渦流澄清池澄清區(qū)中結(jié)構(gòu)參數(shù)的模擬與試驗分析.pdf

1、為研發(fā)適合我國國情高效低能耗的渦流澄清技術(shù)，確定渦流澄清池澄清區(qū)在各工況下的斜管沉淀技術(shù)參數(shù)及池內(nèi)擋板的結(jié)構(gòu)參數(shù)，論文應(yīng)用Fluent技術(shù)，并結(jié)合現(xiàn)場試驗對渦流澄清池中澄清區(qū)進行了模擬與試驗分析。建立兩種模型用于模擬斜管及擋板在不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的流體流態(tài)，并選用顆粒的體積分數(shù)作為評價指標分析了不同工況下渦流澄清池中顆粒的去除效果。利用模擬結(jié)論指導(dǎo)現(xiàn)場試驗，對比分析了渦流澄清池在不同工況下的出水水質(zhì)。對比分析數(shù)值模擬與現(xiàn)場試驗，最終確定了渦

2、流澄清池斜管的長度、角度、截面形狀、擋板傾角與長度、最佳液面負荷等相關(guān)參數(shù)。
　?。?）Fluent數(shù)值模擬可以較好地反映渦流澄清池內(nèi)流體的流態(tài)與懸浮物的沉淀。對比分析各工況下的模擬與試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，模擬與試驗去除率的最大誤差均小于10％且趨勢相同，這表明模擬結(jié)果與試驗結(jié)果相一致。同時，模型Ⅰ與模型Ⅱ模擬結(jié)果較為一致，且均能較好的反應(yīng)裝置內(nèi)的流體的流態(tài)。因此可應(yīng)用Fluent技術(shù)對澄清區(qū)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化研究。
　?。?）對渦

3、流澄清池澄清區(qū)結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)值模擬分析研究表明：從模擬結(jié)果上來看，渦流澄清池澄清區(qū)各結(jié)構(gòu)參數(shù)存在最佳參數(shù)，斜管截面最佳形狀為正六邊形、斜管最佳傾角為50°、斜管最佳長度為0.8m、擋板最佳長度為0.3m、擋板最佳傾角為90°（豎直）。
　?。?）優(yōu)化后的渦流澄清池裝置在不同液面負荷下的池內(nèi)流體流態(tài)進行數(shù)值模擬，結(jié)果表明當渦流澄清池裝置在最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)運行時，顆粒的去除效果隨著液面負荷的降低而增強，最佳液面負荷為5m3/(m2?h)，此時

4、顆粒的去除率均超過98%。
　?。?）在斜管結(jié)構(gòu)參數(shù)恒定、液面負荷5m3/(m2?h)工況下的現(xiàn)場試驗，發(fā)現(xiàn)投藥量越大，顆粒的沉淀效果越好。30 mg/L的投藥量可使得出水各項指標去除率最大，即濁度去除率為83.79%、CODMn去除率63.49%、UV254去除率60.44%、懸浮物（SS）去除率94.33%，因此可以確定PAC的最佳投藥量為30 mg/L。
　　（5）相同液面負荷且斜管管長恒定，減小斜管傾角可以增強處理效

5、果，提高去除率。斜管長為1.0 m與0.8 m兩種工況，均是隨著斜管傾角的減小，出水濁度有所下降，去除率明顯增大，當傾角減小到50°時出水水質(zhì)最好，且四種指標均值接近。這表明斜管長度完全可以縮短進而提高經(jīng)濟效益。
　　（6）相同液面負荷與斜管傾角時，兩種斜管長度1.0m和0.8m均是在傾角為50°時去除效果最佳，雖然管長為1.0m時較0.8m時去除效果好，但考慮到兩種長度處理效果較為接近，降低斜管長度可以減少耗材，斜管長度最優(yōu)參數(shù)

6、建議為0.8m。
　?。?）相同斜管結(jié)構(gòu)參數(shù)時，一定范圍內(nèi)隨著流量的減小出水水質(zhì)有所提高，進水流量為6 m3/h時的處理效果最好。試驗選用兩組斜管結(jié)構(gòu)參數(shù)工況，即斜管長度為1.0m、傾角為50°和斜管長度為0.8m、傾角為50°，分析了渦流澄清池在3m3/(m2?h)、5m3/(m2?h)、7m3/(m2?h)三種液面負荷下出水水質(zhì)，結(jié)果表明液面負荷為3m3/(m2?h)時的處理效果最好，而設(shè)計液面負荷5m3/(m2?h)時的處理