论文部分内容阅读
目前澄清池的改造中大部分都是在沉淀区增设斜管/板,增强泥水分离效果,但上述改造都是按规范的参考值进行设计,没有针对性的参考标准。本研究针对此种问题,采用Fluent软件模拟与试验相结合的方法,模拟澄清池中单根斜管在不同液面负荷、长度、安装角度下对不同等效粒径颗粒的去除情况以及沉淀区的流场湍动能分布,试验相同液面负荷下,不同斜管长度、投药量及相同斜管长度下,不同液面负荷、投药量下的出水效果。初步确定涡流澄清斜管设计的相关参数。(1)涡流澄清池单根斜管模拟1)去除率随液面负荷的增大而降低。通过模拟对比定性确定模型Ⅰ的最佳液面负荷范围为3~5m3/(m~2h),在此范围内,合理使用絮凝剂保证絮凝颗粒大且密实,斜管的去除效率最高达99.42%。2)去除效率随颗粒等效粒径的增大而升高。在相同液面负荷条件下,对不同粒径的去除效果进行模拟发现颗粒等效粒径越大,去除效果越好,这与事实相符合。通过对比分析确定模型I在最佳液面负荷范围内,颗粒等效粒径为100~125μm时去除效果较好。3)去除率均随斜管长度的增加而升高,但随着斜管长度的增加,其去除率的增加在减少;当颗粒等效粒径较大时,斜管长度的增加对去除率的贡献降低。这种现象在颗粒粒径较大时更明显。由此确定模型Ⅰ在最佳液面负荷、投药量下,斜管长度为600~800mm时已能满足泥水分离,去除率最高可达99.42%。4)模型Ⅱ比模型Ⅰ的的去除效率高,但自动排泥不如模型Ⅰ。(2)涡流澄清池沉淀区模拟1)沉淀区不设置斜管/板时,流场流速分布不均衡,在沉淀区形成范围巨大的涡旋,不利于泥水分离2)沉淀区设置斜管/板时,其内部流场流速分布均衡并无涡旋,创造良好的泥水分离条件(3)现场试验1)相同液面负荷下,随着投药量的增大,斜管为100cm和70cm的澄清池出水浊度及UV254均降低,但差值变小。在投药量达到一定范围后,絮凝效果变好,颗粒密实变大,易于沉淀,此时斜管长度为70cm和100cm的去除效果相接近。由此确定了斜管长度为60~80cm的可行性。2)相同斜管长度下,随着投药量的增大,流量为6m3/h和10m3/h(即液面负荷为3m3/(m~2·h)和5m3/(m~2·h)时)的澄清池出水浊度及UV254均降低,但两者差值逐渐变小。一定范围随着投药量的加大,絮凝沉淀效果变好,在出水要求一定的情况下,可增大处理量。3)通过实验验证了在投药量合适的条件下把斜管长度缩短为60~80cm的可行性,并确定此长度在液面负荷为3m3/(m~2·h)和5m3/(m~2·h)时的去处效果与100cm时的效果相接近。