二沉池的设计主要是基于理想沉淀池的假设,确定二沉池的尺寸有很大的经验性、主观性和任意性。为此,有必要对二沉池内的流态和悬浮物浓度分布进行研究,从而比较精确的确定二沉池的尺寸和沉淀效率,以期为二沉池的设计和运行管理提供参考依据。在国内外已有的研究基础上,本文首先建立了三维Euler两相流模型。模型中将颗粒作为拟流体,采用改进的高雷诺数k -ε湍流模型,并在固相的湍流模拟中引入响应函数。该模型充分考虑了固液两相间相互作用的影响,即计入了相间曳力、横向升力、虚拟质量力和分散相体积分数以及分散相与连续相间密度差的影响;其次建立了二沉池三维拟单相流模型,并模拟了一定入水条件下的不同二沉池尺寸下水流和悬浮物分布。采用有限体积法中的PISO算法对平流式二沉池内流体三维流动过程进行了计算,并通过与Imam的实验结果进行比较,验证了数值模拟求解的正确性。模拟结果表明:(1)进水口下方和污泥斗上方存在回流区;二沉池内速度分布是非均匀的;其中宽度方向顶部水流由中心面分别向两边壁流动,底部水流流向中心面,中心面上速度较小,高速区主要分布在二沉池前部,靠近顶部以及污泥斗的前端。(2)进口挡板附近存在一较周围悬浮物浓度高的浓度区;在二沉池中部,由于悬浮物向顶部流动,底部悬浮物浓度较顶部低;污泥斗内悬浮物浓度较高。(3)进水区水流湍动能较大,而沉淀区内很小,出水口附近湍动能增大。(4)在一定入流条件下,二沉池挡板长度、位置对二沉池的流场和浓度场产生一定的影响;在悬浮物浓度不高的情况下,悬浮物颗粒尺寸对流场的影响并不明显,但影响了悬浮物在二沉池内的分布。(5)通过模拟不同二沉池尺寸下入流条件一定时的水流和悬浮物分布,拟合了悬浮物去除率与二沉池长、宽、高之间的函数关系。