辐流式二沉池的数值模拟及应用

采用标准k—ε两方程紊流模型和简化的多相流Mixture模型对辐流式沉淀池内的水流速度场和悬浮物浓度场进行了模拟。通过验证表明该模型能够很好地模拟沉淀池中水流流场以及污泥的分布情况。利用该模型模拟辐流式沉淀池在不同进水流速和不同挡板布置形式下的水流流场、悬浮物的浓度场,经过分析比较提出了更合理的沉淀池运行工况,并优化了挡板的布置形式,以期提高沉淀池的运行效率。     

基于数值仿真-响应表面法的二沉池优化研究

以长沙市某污水处理厂二沉池为例,采用多相流混合物模型与k-ε湍流模型结合对辐流式二沉池内速度场和污泥浓度场进行了数值模拟.以出水口悬浮物浓度(SS)为响应目标,对影响二沉池沉淀效果的3个影响因素(进水口流速、颗粒污泥粒径、挡板的淹没深度)进行中心复合设计(central composite design,CCD),并经响应表面法分析得到影响出水SS的二次回归模型,确定了二沉池沉降的最佳条件:进水口流速为0.03m·s-1,颗粒污泥粒径为220.41μm,挡板的淹没深度为3.45m,采用数值仿真模拟实验得到出水口悬浮物浓度值为2.4mg·L-1,较优化之前的仿真结果一周平均值6.7mg·L-1相比,其处理效率提高了64.2%.采用数值仿真和响应表面法结合对二沉池工艺条件进行优化研究,可以加速寻优过程,是工艺优化的辅助工具.     

平流式二沉池三维数值模拟分析

采用Fluent15.0软件对城市污水处理厂的平流式二沉池进行模拟分析。选取RNG k-ε模型和欧拉双流体模型,利用加拿大温莎大学Imam实验数据验证了该模型的准确性。基于该模型,以出水悬浮物浓度(ESS)和异重流比例为表征指标,对影响二沉池沉淀效率的3个因素——污泥颗粒粒径、表面溢流率和挡板比例进行分析。结果表明:污泥颗粒粒径影响泥水分离的效果,模拟实验得到的最佳颗粒粒径为300μm。表面溢流率对出水悬浮物浓度值影响较大,随表面溢流率增大出水悬浮物浓度值和异重流比例呈非线性急剧增加。同时,二沉池中最佳的挡板比例为60%,此结构不仅有利于能量的耗散和异重流比例的减小,而且能保证较低的出水悬浮物浓度值。     

污泥回流对高密度沉淀池运行效果的影响

利用高效沉淀池,对污水厂二级出水进行了深度处理实验,考察了不同污泥回流比对SS,TP和COD的去除效果及污泥的沉降特性,同时对最优工况进行了运行分析.实验结果表明:不同污泥回流比对污染物的去除和污泥沉降性有影响作用,当回流比为50％时,出水SS,TP,COD质量浓度分别为10,0.48,49 mg/L,出水满足GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,且污泥的沉降性能良好.高密度沉淀池对悬浮颗粒的去除效果明显,可有效去除3μm以上粒径的悬浮物,完全去除12 μm以上粒径的颗粒.实验表明高密度沉淀池对污水中SS,TP,COD有的处理效果,最优工况的实验参数能为市政污水处理厂高密度沉淀池的运行提供借鉴.     

提高沉淀池处理能力的措施

废水处理系统中的初次或二次沉淀池的处理能力,由于废水水量和水质方面超过设计负荷,沉淀池效率将明显下降;有时沉淀池虽未达到设计负荷,但由于设计和施工中存在问题,也会导致沉淀效率下降。因此,要提高沉淀池的处理能力,必需采取一些工程措施。根据实践经验并参考有关资料,提出如下几种方法:一、投加混凝剂在沉淀池进水中,投加一定数量的混凝剂,促使颗粒凝聚,加速下沉,从而提高悬浮物     

正方形沉淀池内部水流运动模拟及设计应用

针对江苏新纪元环保有限公司自主研发的上下全截面正方形沉淀澄清池进行水流运动模拟及分析。正方形沉淀澄清池的水力特性对其沉淀效果有很大影响,在沉淀池水力设计中应通过对池型以及各种几何参数的优化,使其池内回流区范围尽可能减小,并且尽量使池内垂直断面上流速均匀平稳,研究中主要利用模型模拟正方形沉淀澄清池在不同进水流速和不同挡板布置形式下的水流流场,经过分析比较出较为合理的沉淀池运行工况以及较为合适的挡板布置形式,进而提高沉淀池的运行效率。     

辐流式斜管沉淀池处理生活污水的实验研究

斜管沉淀池是指在沉淀区内设有斜管的沉淀池。在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行管或平行管道分割成一系列浅层沉淀层,被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。根据其相互运动方向分为逆(异)向流、同向流和逆向流三种不同分离方式。每两块平行斜板间相当于一个很浅的沉淀池。辐流式沉淀池半桥式周边传动刮泥活性污泥法处理污水工艺过程中沉淀池的理想配套设备适用于一沉池或二沉池,主要功能是为去除沉淀池中沉淀的污泥以及水面表层的漂浮物。一般适用于大中池径沉淀池。辐流式沉淀池采用机械排泥,运行较好,设备较简单,排泥设备已有定型产品,沉淀性效果好,日处理量大,对水体搅动小,有利于悬浮物的去除。本研究通过掌握斜管沉淀池的构造功能及沉淀原理、通过改变运行因素来验证斜管沉淀池的处理效率。     

数值模拟方法在二维沉淀池优化设计中的应用

简要介绍了数值方法在沉淀池悬浮物浓度计算中的应用方法 ,并尝试通过数值模拟过程建立起沉淀池沉降效率与几何尺寸间的关系 ,将其作为约束条件之一建立了一个简单的沉淀池优化设计模型。最后通过实例阐明了这种基于数值计算的优化设计模型的可行性和优势     

污水净化装置内部流场特性分析研究

针对目前城市污水存在悬浮物和砂粒的问题,为了减少砂粒大量存在给后续单元带来的处理压力,设计了一种可实现在加药、絮凝等处理模块前,完成污水内固相悬浮物及颗粒的新型净化装置.基于计算流体动力学软件Fluent,运用混合相模型(Mixture),对新型污水净化装置内部流场特性及分离性能进行数值模拟分析.模拟结果显示新型污水净化装置内部流场分布均匀,分离性能稳定并呈现出了较好的固相去除效果,其中悬浮物的分离效率达90%以上,固相颗粒分离效率达91%.     

一种新型平流式沉淀池运行效果研究

在进水口加设调流板、溢流堰上沿水流方向设置溢流槽两个方面对传统平流式沉淀池进行了改进,设计提出了一种新型平流式沉淀池。通过试验研究分析了调流板和溢流槽对泥砂沉淀效果的影响,得出新型平流式沉淀池可以大大提高泥砂的沉淀效率,出池水流平均含砂量最大降幅可达94.8%,特别是对细颗粒泥砂的沉淀具有较好的效果。     

双进水管系统对单通道矩形圆弧角养殖池水动力特性影响的数值研究

为研究双进水管结构工况不同布设位置对海水循环水矩形圆弧角养殖池池底水动力特性的影响,基于RNG k-ε湍流模型,应用计算流体力学仿真技术,对双进水管结构工况下6种不同布设位置的养殖池内部流场进行三维数值模拟,采用流体动力学特征量重点分析排污口附近复杂的流场形态。研究结果表明:双进水管结构中进水管的布设位置对养殖池底部流速分布影响显著,双进水管均布设在圆弧角位置是优选布设,有利于改善养殖池底部水动力特性。     

方形圆弧角海水养殖池排污特性的试验研究

为研究工厂化海水养殖系统方形圆弧角养殖池的排污效果,本文建立了单通道排污的养殖池物理模型试验系统,开展了水体日循环次数、射流角度、径深比、相对弧宽比参数对养殖池集排污特性影响的试验研究,分析了固体颗粒物排污规律以及影响池内排污效果的主要因素。本文试验结果表明:水体日循环次数是影响单通道方形圆弧角养殖池系统排污效果的首要因素,池内平均速度越快,养殖池系统的排污效果越好;以20°为间隔开展单管弧壁进水试验,进水管入射角度为40°时池内排污效果最优;固体颗粒物排污效率的明显分界径深比为6∶1,方形圆弧角养殖池径深比小于6∶1时更有利于系统排污;方形圆弧角养殖池的排污效果明显优于方形养殖池,相对弧宽比为R/B=0.2时排污效果最佳。研究表明,优化方形圆弧角养殖池结构及水力驱动条件可不同程度地提高养殖池的系统排污效率,本研究可为改善方形圆弧角养殖池快速排污问题提供理论参考和优化方向。     

平流式二次沉淀池中异重流现象研究

通过对影响异重流形成因素的研究,发现在异重流的形成过程中进水污泥浓度对密度的影响远大于温度对密度的影响,二沉池的进水通常形成下层异重流.利用水力模型进行示踪试验,结果表明在平流式二沉池中存在明显的回流区.异重流对二沉池处理效果的影响有利有弊.     

某大型半地下式污水处理厂工艺设计特点分析

福田污水处理厂设计规模为40万m3/d,为国内首座设计的双层覆盖半地下式结构形式的污水厂,加盖二层顶部规划建设为市政公园,出水水质执行GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,泥饼含水率≤ 50%。对污水厂处理工艺的选择与设计、设计特点及新技术的应用等进行了介绍;针对进水SS高、脱氮任务重、污泥处理要求高的设计难点,污水预处理系统设置了初沉池,污水处理采用多点进水多段强化脱氮改良A2/O工艺,污泥处理采用"机械浓缩+板框深度脱水"工艺。项目建成后运行稳定,效果良好,出水水质优于设计标准。     

城市污水处理厂污水处理工艺对VOCs挥发特征影响

对广州市某污水处理厂入厂原水进行了现场水样采集,用吹扫捕集-气相色谱质谱法测定了水样中VOCs含量.在污水处理厂入水口中共检出20种VOCs,浓度范围为0.1789~21.89μg/L.基于实测数据和构筑物结构参数,对该厂4种不同的污水处理工艺流程(包括A-B工艺,UNITANK工艺,改良A2/O脱氮除磷工艺和改良A2/O 高效沉淀工艺)利用WATER9模型计算了各工艺主要构筑物VOCs的挥发速率和挥发总量.挥发速率最大工艺为A-B工艺,其值为0.2318g/s;构筑物加盖的改良A2/O高效沉淀工艺挥发速率最小为0.0426g/s.各个工艺中挥发速率最大的单元有生物处理池和沉淀池,主要成分有苯、甲苯、三氯甲烷、四氯乙烯.根据VOCs挥发速率和污水处理量计算了VOCs在构筑物加盖和不加盖情况下的排放因子,并估算了珠江三角洲地区污水处理厂VOCs的总排放量,发现构筑物加盖可大大减少城市污水处理厂的排放率,削减率可达到74.72%.     

有关斜管沉淀池的上升流速讨论

文章从理论上了分析斜管沉淀池上升流速对沉淀池处理效果的影响,及原水特性与斜管沉淀池上升流速取值的关系。讨论分析斜管沉淀池设计时,应根据原水特性不同选择不同的斜管沉淀池上升流速。     

污水厂二维沉淀池水流和悬浮物运动数值模拟

以典型城市污水处理厂平流矩形沉淀池速度和浓度分布计算为例,利用涡量-流函数法建立控制方程,并以有限差分法中的控制容积法对方程进行了离散,求出速度分布场后,利用二维浓度迁移方程对沉淀池浓度分布进行了计算.通过与实验数据的对比,验证了方法的有效性与可行性.另外还对沉淀池数值模拟的应用进行了初步探索.