螺旋升流反应器(Spiral Up-Flow Reactor, SUFR)是一种具有机械导流系统的新型污水处理立式反应技术,该技术从反应技术角度对生物处理反应单元进行了优化设计。其在试验运行期间,SUFR取得很好同步脱氮除磷效果,并有较强的运行稳定性。本研究就是以螺旋升流式反应器为对象,运用试验和CFD数值模拟的方法对其流态性能进行了探索。本研究主要在以下几个方面展开:①通过流态试验对SUFR的流态进行初步研究;②利用大型商用软件PHOENICS对SUFR的流态进行模拟,对结果进行分析,并与上面的流态试验结果进行比较;③根据上述试验及模拟研究分析SUFR反应器的流态特性。通过示踪剂试验,对SUFR系统流态进行了研究。结果显示,试验中的反应器出明显的活塞流特性,SUFR系统的厌氧、缺氧及好氧反应器分别相当于3、2、2.5个完全混合式反应格串联在一起的阶式CSTR反应器。反应器中流体的特殊运动方式,能提高基质的浓度梯度,延长基质在反应器中的停留时间,从而提高反应器的容积利用率。通过计算流体力学软件Phoenics建立数学模型,对SUFR系统的流态进行了数学模拟。通过模拟得到的踪剂浓度值C(t)与通过流态试验得到得C(t)有较高的吻合性,说明了数值模拟结果的可靠性。PHOENICS数值模拟结果表明:SUFR系统中流体行进方式为螺旋升流式。其中厌氧反应器、缺氧反应器、好样反应器分别可以看作是由6个4个和8个单元反应器串联组成,其中PFR单元反应器和CSTR单元反应器间隔排列。可以估算出SUFR系统厌氧反应器、缺氧反应器和好氧反应器中推流流态的容积占有率分别为65%、61%和63%。