CFD目前已经在多个工程领域得到成熟应用,成为解决各种流体流动问题的可靠技术手段。随着CFD的完善以及相关研究的不断深入,为水处理领域研究提供了新的技术途径,其中包括了水处理原理及相关设备的探讨,本文以高密度沉淀池沉淀区为研究对象,通过CFD-DEM耦合模拟絮体、污泥颗粒的捕捉研究颗粒物之间的相互捕捉关系,从而提出更加优化的方案,进而优化反应器,提高固液分离效果。本论文首先采用了离散单元法模拟研究单颗粒过滤大颗粒床层的过滤规律,为接下来的研究的模拟做铺垫。通过EDEM软件的使用,离散模拟结果表明,小颗粒与大颗粒的粒径比与捕集效果有着简单的关系,单颗粒能通过大颗粒床层的临界粒径比在6.7左右;改变粒径比、摩擦力和弹性恢复系数参数进行模拟,通过分析临界粒径比、停留时间、径向扩散和颗粒运动轨迹,结果表明摩擦力和弹性恢复系数会影响颗粒穿透多孔介质床层的临界粒径比,对穿透概率也有一定的影响,并且改变弹性恢复系数对改变摩擦力的影响更大。这些关系可以潜在的用于描述过滤过程中大小颗粒捕集的机理问题。之后加入流体进行模拟,通过CFD-DEM耦合模拟了单颗粒通入流体后过滤多孔介质床层,改变摩擦力、粒径比、弹性恢复系数等参数,通过分析颗粒的平均碰撞次数以及平均停留时间,得到了颗粒过滤的规律,并与无流体过滤模拟结果进行了对比,在不考虑弹性恢复系数的变化下,在有流体的情况下颗粒的平均碰撞次数以及平均停留时间都比无流体的情况下更多;流体的作用在弹性恢复系数改变时,颗粒碰撞次数并不能影响颗粒的停留时间,流体的因素对其产生了影响。最后基于前面的模拟结果,进行CFD-DEM流固耦合模拟,借助LIGGGHTS和Open FOAM软件进行耦合模拟,以更贴近高密度沉淀池的角度,改变絮体的流速以及浓度等条件,探究其对污染物颗粒捕捉的机理,进一步为优化反应器提供理论基础。