沉淀池是城市污水处理工艺流程中的重要组成部分，沉淀池中二次沉淀池的工作效率直接影响整体的污水处理能力。竖流式二沉池在我国中小型水厂大量运用，由于季节变化产生的进水与池内水温度不同，池内水的浓度和进水浓度不同，会在池中产生异重流现象，二沉池中的异重流对二沉池的运行效果有着明显的影响。目前对于竖流式二沉池异重流的研究较少且大多为二维数值模拟研究，因此，本研究主要依据计算流体力学理论，根据实际运行工况，利用RNG k-epsilon湍流模型和Mixture两相流模型来对竖流式二沉池进行异重流的模拟研究，研究结果表明：
　　（1）当二沉池池内水与入流流体存在温度差时，会使二沉池产生异重流现象，对二沉池的运行时产生的分离效率带来不容忽视的影响。高温水入流会产生上异重流，其特征是混合液沿中心管上翻至出水槽而导致出水带泥；而低温水入流会产生下异重流，其特征是沿沉淀池池壁产生翻泥现象而影响固液分离效率，下异重流对二沉池的分离效果影响要较小。
　　（2）当高温入流时，随着二沉池的入流温度的增大，入流混合液沿着中心管上翻速度随之增大，上异重流现象现象变强，二沉池沉降区流态将变得紊乱。当二沉池的污泥回流比增大，上异重流现象将被抑制，在相同温差下，回流比越大，上异重流的影响越小，但仍难以通过增大污泥回流来消除上异重流现象。
　　（3）二沉池在不同季节高温入流时，在夏季运行时，二沉池的上异重流现象最为明显，在春、冬两季上异重流现象较弱，随着回流比的增大，可以在一定程度上抑制上异重流现象。
　　（4）在不改变二沉池回流比情况下，当二沉池污泥浓度较低时，下异重流现象较弱，二沉池沉降区流线较为稳定，但随着污泥浓度的增大(3g/L)时，由于同池内水体密度差的增大，将进一步增大下异重流现象，影响出水水质；当二沉池入流污泥不变时，随着回流比的增大，导致二沉池污泥出流速度变大，排泥口污泥浓度降低，下异重流现象进一步得到增强，但随着污泥口出流加大，泥斗涡流被压缩，对分离区影响变小，沉淀池分离变得稳定；二沉池在不同季节运行时，由于季节的不同导致水流粘度密度差别，发现二沉池在夏季和秋季运行时，上异重流现象较重，在春季和冬季运行时，下异重流现象较轻。
　　（5）同时考虑混合液温度浓度协同作用时，高温进水时，随着高温温差的增大，异重流现象得到一定的缓解，沉降区流态稳定，速度波动较小，污泥沉降性得到提高，排泥口处污泥浓度随着入流温度的增大而增大，但池内流态仍为下异重流现象。
　　（6）同时考虑混合液温度浓度协同作用时，当混合液低温进水时，随着低温温差的增大，下异重流现象变强，沉降区流态变得紊乱，回流区和涡流强度变大，速度波动变大，由于混合液同池内水密度差的增大，使得水流对污泥斗污泥冲击作用变强，使得二沉池底部涡旋增大，排泥口处污泥浓度随入流温度变低而降低，污泥沉降性降低，易导致出水浑浊。
　　（7）随着出水口数量的增多，使得出水负荷得到降低，能够改善沉降区水流流态，使得水流流线更为均匀，从而降低异重流的影响；二沉池折流板位置的改变可以影响二沉池水流流态，当折流板间距较大时（间距为250mm）折流板两侧和下方存在明显漩涡，沉降区水流流态较为紊乱，涡旋强度较大，当折流板距离为150mm和200mm时，沉降区水流流态得到明显改善，回流区面积变小。