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污水处理已成为经济发展和水资源保护不可缺少的组成部分,作为污水处理厂污水处理流程中的重要环节,二次沉淀池的作用举足轻重。“限制污水处理厂效率的瓶颈”[1],“活性污泥处理工艺中最敏感和最复杂的部分”[2],“活性污泥系统效率低下的主要原因”[3]等等。这些话语都描述了二次沉淀池在污水处理系统中不可替代的重要作用。 由于入流污水与池内水流存在密度差异及温度差异,会在二次沉淀池内产生异重流现象;同时入流污水混合物中悬浮物颗粒粒径分布范围较广;这些复杂因素将对池内的流态及池子的工作效率产生影响。本文以污水处理厂中的平流式及辐流式二次沉淀池作为研究对象,选用Mixture模型和RNGk-ε紊流模型对二沉池内的异重流现象进行三维数值模拟。首先采用实例对所选模型进行验证;然后同时考虑异重流的两大影响因素(进水与池内水的密度差异和温度差异),同时对固体颗粒进行分相;通过模拟数据分析异重流对二次沉淀池内流态及污泥浓度分布情况的影响,得出异重流的变化过程及对沉淀池工作效率的影响结论。 模拟结果表明:平流式沉淀池沿宽度方向、辐流式沉淀池沿切向均存在流速,但与主要方向相比影响较小,可以忽略;污泥颗粒粒径的选取对模拟结果中悬浮物的沉降规律及沉淀池的工作状态有较大影响,不能简单处理;温差异重流与浓度差异重流本质一样为密度差异影响;异重流会产生旋流,上下异重流在发展过程中都对沉淀池的工作有短暂时刻的有利作用,但总体还是弊大于利的;由于现实中入流密度会大于池内水密度,在沉淀池工作中下异重流作用时间更长,对沉淀池影响更大。