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立体循环一体化氧化沟(Integrated Oxidation Ditch with Vertical Circle,简称IODVC)是一种上下层立体结构形式的新一代氧化沟工艺,其反应区与固液分离区集成于一体,与传统的氧化沟工艺相比,进一步减小了占地面积,降低了运行功耗。混合液在氧化沟主沟道内进行立体循环流动,这种独特的流动特性,使其避免出现传统平面氧化沟中的弯道环流现象,具有非常好的工程应用前景。针对IODVC的结构特点和流场内流体的流动特性,本研究通过前处理工具GAMBIT对IODVC进行二维几何建模和网格划分,利用FLUENT求解器对模型进行数值模拟。建立二维单相流模型研究主沟道反应区的流场特性及对其结构进行优化。首先,通过对比模拟值和实测值验证模型的可行性。其次,对IODVC中间隔板的偏移距离对流场流态的影响进行探究,并引入熵权-层次分析法对IODVC流场运行工况进行综合性评价。最后,利用正交实验法研究了曝气转刷的浸没深度、转刷的直径和转刷与进水口的水平距离等因素对流场流态的影响。沉淀分离器对污水处理具有十分重要的作用。本文将污水简化为固液两相流,污泥颗粒被视作等直径的球形颗粒,采用Mixture模型,对沉淀分离器进行数值模拟,研究了斜板和导流板长度对沉淀分离器固液分离效率的影响。研究结果表明:(1)在熵权-层次分析法的评价体系下,中间隔板相对基准点向下偏移距离为140mm时,IODVC有最优运行工况。(2)曝气转刷与进水口的水平距离和转刷的直径对IODVC反应区流场流态有显著影响。在试验范围内,IODVC主沟道流场运行工况的综合评价值与两影响因素成正比关系。(3)上端进水的沉淀分离器有更高效的固液分离效率,出水口过水断面的混合液平均密度降低至1009.82 kg/m~3。(4)在沉淀分离器底部加设与水平面夹角为60°的斜板,使得出水口过水断面的混合液平均密度下降0.91 kg/m~3,沉淀分离器底部的污泥能更加顺畅地自动回流。(5)当进水口处不设置导流板时,出水口水质较差。本研究中,当进水口导流板长度为200mm时,进水口的流体对底部沉淀污泥的水力冲击最小,出水水质最佳。