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我国自然村落分布广、分散农户数量大,污水管网难以覆盖,分散式的生活污水已成为农村水环境污染的重要来源之一。化粪池是自然村落里最传统的一种生活污水收集处理设施。目前普遍应用的三格室化粪池为水平流,容易形成短流和死区,处理效率低,出水水质差,直接外排会造成水环境污染。对农户现有化粪池进行适当改造,作为一种有效的预处理设施,为分散农户生活污水的就地化资源利用创造条件。这对改善农村生态环境、建设美丽乡村,乃至推进会主义新农村建设均具有重要意义。本研究参考厌氧反应器最新的研究成果,对传统三格化粪池进行了优化设计,新型化粪池结构为在反应器第一格室的中下部进水,沿第一格室高度方向设置多层孔板,第二格室设置折流板,在第三格室内放置陶粒填料,第四格室收集出水用于农田灌溉或连接后续装置做进一步处理。本文利用fluent软件对新型反应器第一格室的流场分布进行数值模拟;通过RTD(停留时间分布)示踪试验对模拟结果进行了校核;在此基础上确定了孔板的孔径大小、间距和距离进水口的位置等主要参数;并通过污水处理的模拟实验对新型反应器的处理效果进行了验证。数值模拟分析结果表明:对于实验所用的新型反应器,孔径20-30rmm、开孔率8%-12%、孔板间距为60-90mm,且孔板靠近出水口设置,与进水管的距离为180mm时,孔板设置对水流的剪切作用明显,孔板之间的流场分布更均匀,流速有所增大,水流状态更趋近于返混流。RTD示踪实验结果表明:反应器第一格室内孔板的开孔孔径为20-30mm、孔板间距保持在60mm左右时,该格室内的死区占比仅为10%左右,内部流态趋于返混流,与数值模拟的结果相吻合。反应器应用于生活污水处理的模拟实验表明:反应器稳定运行后COD和BOD的去除率分别达到72%-84%、80%-92%,与传统化粪池相比COD的去除率提高了 30%-40%,动植物油和LAS的去除率分别达到71%-90%,35%-45%,对氮和磷的去除效果与传统化粪池相当约为5%-20%,出水水质的生化指标符合农田灌溉水质的要求。不同孔板设置条件的对照实验表明:孔板的孔径和间距是对污水处理效果影响最大的两个因素,对COD和BOD去除率总体在30%-50%之间,当孔径为20mm,孔板间距60mm时,第一格室对COD和BOD的去除率均能达到50%,效果最好。说明通过数值模拟和RTD示踪实验确定的孔板设置条件,可以应用于反应器的优化设计。