随着给水工艺的不断提高,水质标准越来越严格,加上空间水资源分布的特点,导致不同地方的给水工艺不尽相同。在给水处理过程中,絮凝是非常重要的一个环节,它直接影响着药剂的使用量、后续沉淀工艺的负荷、进而影响出水水质。长期以来,许多学者已经对给水处理工艺中的絮凝机理和工艺进行了广泛的研究,从而促进了该工艺的快速发展,并在传统的絮凝工艺上发展出了多种新型的絮凝池。从实际角度来说,絮凝过程不仅受温度、PH、碱度等影响,而絮凝过程也会受悬浊液中的颗粒碰撞、聚集、破碎过程的影响。絮凝过程不仅受到添加絮凝剂的影响,而且也受构筑物提供的水力条件的影响。絮凝水力条件的作用由水流紊动特性和构筑物结构条件共同决定。网格(栅条)絮凝池,在西南地区的给水工艺中应用较为普遍,而对于该种絮凝池的设计存在许多盲区,因此选择网格(栅条)絮凝池为研究对象。和其他形式的相比,栅条絮凝池絮凝碰撞效果好,形成的絮体密实度好,絮凝时间短,无须消耗过多的功率等优点,可以提供良好的水动力学条件。首先,以常见的设计经验为依据,同时满足规范的尺寸、流速等要求,在此基础上探讨了构筑物的尺寸对单个竖井中流场分布的影响。根据已经优化的尺寸要求,设计实验中试装置,用实验中观察到的涡旋、速度对比验证数值模拟的结果特征。研究构筑物的尺寸对单个竖井中流场分布的影响表明,出口到底层栅条的距离(h2)宜为400-600mm,同时该距离对流场分布的影响要小于入口到首层栅条距离(h1)对流场分布的影响。h1的取值范围应在600~800mm之间。同时,栅条层数对整个竖井空间的物理量(如速度、湍动能、湍动能耗散率、速度梯度等)分布有着较大的影响,层数越多,湍动能、耗湍动能耗散率在栅条附近分布也就越集中,使得竖井中的平均k值和湍动能耗散率也就越大,在栅条前后和局部回流区附近形成的小水流涡旋比例就越高,使得絮凝碰撞的效果越好。通过宽度分别为800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500mm的对比研究,发现最优的宽深比为0.29附近。通过扰流部件截面为矩形、菱形、圆形、漏斗形四种情况的对比,可以发现当截面为漏斗形时,竖井中的速度梯度最大,湍动能也最大,栅条附近的涡旋影响区域最大,可以提供更好的水力条件。建议在实际工程中,前段扰流部件的形状可以设置为漏斗形,中段设置为矩形或菱形的,末段不设置扰流部件,这样可以减少池体容积。另外,本文以网格絮凝池对研究对象,分别以前段、中段、末段中的典型竖井为研究对象,相应的尺寸分布参考了本文的结构优化的结果,在此基础上,利用染色线流动显示技术显示了网格(栅条)絮凝池内的水流迹线和涡旋的形成过程,同时验证了中试装置中絮凝池内流场中涡旋的分布位置、大小。同时用电导率仪验证了模拟的水力停留时间。