高密度澄清池导流筒对絮凝条件的影响研究

随着水体污染问题日趋突出以及人们对生活饮用水水质要求的不断提高,如何提升水处理构筑物的处理效果备受关注。基于CFD数值模拟的方法对不同处理规模的高密度澄清池的内部流场和流态特性进行了分析,以涡旋速度梯度G0、湍动能k以及湍动能耗散率ε作为絮凝效果的评价指标,研究改变导流筒结构尺寸参数对絮凝水力条件的影响。结果表明,不同处理规模的高密度澄清池的最优导流筒直径D与搅拌桨叶直径d之间满足D/d=1. 28～1. 40,当叶轮直径确定后,使用该式计算的导流筒直径的絮凝条件较按照手册中D/d=1. 1计算得到的导流筒直径的絮凝条件更优。     

穿孔旋流絮凝池加网格板的数值模拟

为提高穿孔旋流絮凝池的絮凝效果,在竖井内加入网格板,增强其扰流作用。将竖井分为前段、中段、末段,以涡旋速度梯度G_0和湍动能耗散率ε作为絮凝评价指标,在穿孔旋流絮凝池前段、中段都加网格板的情况下,固定中段网格板的各参数,对前段网格板的层数和间距进行模拟,得到计算范围内前段的最佳网格板层数为4、最佳间距为40 cm,这与《栅条、网格絮凝池设计标准》给出的网格絮凝池前段网格板层数在16以上、网格板间距为60～70 cm的参考值不同。     

基于实验和模拟方法对隔板絮凝池流场的研究

运用粒子图像测速技术和数值模拟方法,对往复式隔板絮凝池的流场进行了研究,通过分析实验结果和数值模拟结果,从流场的水力特性角度解释了往复式隔板絮凝池无效能量消耗大、絮凝效率低的根本原因。     

涡旋澄清池反应区流场模拟分析研究

众多的工程实践证明,涡流澄清技术具有较好的经济效益及社会效益。利用Fluent软件对涡旋澄清池反应区流态情况进行数值模拟,通过分析其流态情况及湍动能的数值模拟结果进而优化反应区的设计,消除死角区,最大限度地发挥其混合反应效果。     

基于CFD模拟的絮凝效果评价指标研究

传统絮凝效果评价指标仅是对絮凝工艺作出整体评价,缺乏对絮凝过程的准确描述,不宜作为采用计算流体力学（CFD）软件模拟絮凝效果的评价指标。结合絮凝的动力学过程及流态特征,从水动力学与絮凝形态学两方面探讨了5种评价指标在CFD模拟絮凝过程中的适用性,分析结果表明,絮体的成长尺度和致密程度取决于涡旋速度梯度G’,而欧拉准数Eu则决定着絮凝过程的完善程度,当考察流场总体情况时,同时采用局部G’与Eu两个指标可对絮凝效果作出更为准确的评估;当需要考察输入能量与絮凝效果之间的关系时还应引入湍动能k和湍动能耗散率ε;当评价絮凝设备的有效造涡能力时,可利用后处理获知的流场参数间接计算涡旋尺度λ作为评价指标,尚应考虑速度分布均匀性指标γv,以考察涡旋分布的均匀性;当以絮体的形态作为评价指标时,应将计算流体力学模型与群体平衡模型（PBM）相结合,建立PBM-CFD耦合形式求解。     

基于FLUENT对往复式隔板絮凝池的模拟与水力优化研究

以往复式隔板絮凝池为研究对象的流场,利用Fluent软件进行1︰1数学建模和模拟分析。针对絮凝无效区过大的问题,提出在廊道中设置栅条的优化改进措施。模拟分析和数据处理结果表明,分别经过间隙为50,80和100 mm的栅条,水流速度从0. 55 m/s分别增大到0.720,0. 705和0. 693 m/s,有效距离分别约为1. 4,1. 2和1. 0 m。设置栅条后,流场沿水流方向在一定距离内湍动能显著增加,且栅条间距越小,湍动能越大,影响范围也越大。     

新型螺旋斜板澄清池数值模拟

利用计算流体动力学分析软件建立新型螺旋斜板澄清池数值模型,并对其可行性进行数值模拟研究,通过数值模拟表明:澄清池在絮凝和沉淀方面都能达到理想效果,污泥的去除率达到98%以上。     

基于群体平衡原理的絮凝反应模型

絮凝构筑物设计阶段普遍使用基于层流理论的甘布公式计算平均G值,对絮凝池内部细节设计缺乏紊流理论依据。为此,依据紊流理论,基于群体平衡原理,建立了完整的絮凝反应模型(Floc-SMEDI)。通过非定常湍流模型、多相流模型、群体平衡模型以及絮凝反应模型的耦合,模拟水处理絮凝阶段絮体的变化过程。经过多种池型的测试,该模型能有效模拟絮凝过程中絮体的变化情况,为絮凝池的优化设计以及新池型的研发提供了新依据。     

二次沉淀池新工艺：絮凝—沉淀系统

试验表明:向心流式和周边式二沉池有明显的缺陷,幅流式乃是比较符合混合液活性污泥絮凝与沉降特点的流态。实践证实:混合液的澄清取决于活性污泥的絮凝。二沉池中进行絮凝的非压缩区,其污泥浓度一般小于进水浓度,不利于污泥絮凝。由此,发展了二沉池新工艺:絮凝——沉淀系统,其澄清能力比传统幅流式有明显的提高。     

网格絮凝池与折板絮凝池运行效果对比

对比我司下属D水厂的网格絮凝池与折板絮凝池运行效果,结果表明,对于正常水质,无论取水低峰期还是取水高峰期,网格絮凝池与折板絮凝池运行效果相差不大;对于排涝期水质与高浊度水质,折板絮凝池处理效果优于网格絮凝池。平流沉淀池沿程待滤水浊度数据显示,折板絮凝池处理效果相对较好。网格絮凝池和折板絮凝池运行维护情况相差不大,但D水厂的折板絮凝池平行直板区最后一段因设计原因有死水区,该区域有出现池面浮泥现象,需要人工清理。     

排泥管对网格絮凝池流态的影响

多格竖井共用一根排泥管的网格絮凝池存在短流和排泥不均匀的问题。通过理论计算相邻竖井的短流流量发现,减小排泥喇叭口规格,可增大局部水头损失,减少短流。采用计算流体力学软件Fluent对非排泥时段絮凝池内流态进行数值模拟,模拟结果与理论计算结果一致。对排泥时段絮凝池内流态进行数值模拟发现,适当减小排泥喇叭口规格可有效提升各竖井的排泥均匀度,改善排泥管积泥问题。建议在排泥阀前端设置排泥冲洗管,定期进行冲洗,以解决排泥管积泥堵塞问题。     

生活污水生物絮凝吸附强化一级处理的研究

提出一级污泥絮凝吸附－沉淀工艺，利用回流一级污泥的絮凝吸附作用强化一级沉淀处理。试验证明，处理未经沉淀的生活污水。当ＨＲＴ为１０５ｍｉｎ，絮凝池污泥浓度１￣２ｇ／Ｌ、污泥充氧时间１ｈ左右时，ＣＯＤ和ＳＳ的去除率分别为６０￣７０％和７０％左右。     

絮凝方式对净水厂排泥特性的影响

在不同的聚合氯化铝(PAC)投量下,考察了网格、折板和机械搅拌三种絮凝方式对沉淀池排泥周期和污泥静沉性能的影响。结果表明,当PAC投量20 mg/L时,网格絮凝池中矾花的沉降性能最好,相应的沉淀池排泥周期也最长,为10 h;当PAC投量为25 mg/L时,三者的排泥周期均为8 h左右,排泥水初始含固率也基本相同,此时,与网格池和搅拌池相比,折板池的污泥静沉性能最好、上清液浊度最低、浓缩后的污泥体积最小,表明该池型更适于对排泥水进行再絮凝沉淀。     

折板絮凝池设计方案的探讨

本文分析介绍了折板絮凝池的设计原理,并从絮凝时间、单池设计流量与折板间距、GT值和流速的选取等方面对具体设计要点进行了详细阐述。     

泄洪洞出口扭曲斜切挑坎挑流数值模拟

采用RNGκ-ε湍流模型与VOF多相模型对扭曲斜切型挑坎进行水气两相流三维数值模拟,模拟了挑流水舌的空中形态,水舌挑距,水舌挑高,以及水舌速度分布、湍动能k与湍动能耗散率ε的分布情况.数值模拟成果与模型试验观测数据吻合良好,验证了该数值模拟方法的可靠性和合理性,可以为工程优化设计提供科学依据.     

宁夏某水厂微涡旋絮凝池提能改造中试研究

宁夏某水厂采用传统的折板絮凝池工艺,在夏季面临大水量运行的要求,但大水量运行会影响折板絮凝池的水力停留时间以及折板间水流速度,从而影响到水厂出水水质。为此,水厂进行了微涡旋升级改造,但改造后仍然面临出水水质不理想的问题。调查发现水厂现有絮凝池的水力停留时间过短,原水在絮凝池中得不到有效絮凝,从而影响了出水水质。为了能够更好地完成水厂的升级改造,进行了微涡旋絮凝池改造中试研究。向中试装置中添加直板对絮凝池进行分格可以缓解短流现象,这对于提能改造具有重要影响。在第一絮凝区微涡旋球高度占有效水深的55%左右、第二絮凝区微涡旋球高度占有效水深的25%左右的最佳条件下,中试装置提能15%,连续运行24 h,出水水质相对折板絮凝池明显改善。     

絮凝过程中的高密度微分场理论及其应用研究

首次提出强化絮凝过程的高密度微分场理论，运用该理论设计了微分旋流絮凝池，并对其进行了生产性试验；此外还分析了传统絮凝池和微分旋流絮凝池中的微分场特性。结果表明，与目前水厂运行的絮凝池相比，在原水浊度为60～320NTU时，经8min的絮凝、15min的沉淀后，微分旋流絮凝反应池可使浊度降至2NTU以下，絮凝时间减小了近50％或更多，说明该絮凝池具有混凝速度快、絮凝效果好的优势。     

生物絮凝吸附/生物接触氧化处理城市污水研究

通过试验研究了生物絮凝吸附强化一级处理/生物接触氧化法组合工艺处理城市污水的效果,并就污泥负荷对处理效果的影响进行了分析。试验结果表明：在Q=1.5m^3/d,再生池DO=2mg/L,絮凝吸附池的搅拌强度60r/min,DO=0.2 mg/L,污泥浓度MLSS=1000 mg/L,污泥回流比为60%,生物接触氧化池的气水比为5：1,系统污泥龄在15 d时,组合工艺对污染物的总体去除效果良好,且稳定可靠,可以使除磷以外的所有指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准,其强化一级处理段COD和SS的平均去除率可高达72%和76%,并且对氮也有明显的去除效果,大大减轻了后续处理的负荷。     

小议地表水水处理絮凝方式

本文对水力絮凝池与机械絮凝池的介绍和比较,初步了解两类絮凝方式的原理及絮凝池的特点及使用条件。我国幅员辽阔,水资源丰富,地表水一直是我国饮用水水源的重要用水。但是地表水处理工艺较复杂,水质变化较大等特点也十分突出。常规地表水处理工艺大体包括混合、絮凝、沉淀、过滤等,每一道工序都有各自的作用及选择方式。而本文将针对絮凝工艺进行简要的介绍,通过对水利絮凝池与机械絮凝池的絮凝方式、运行方式、管理方式等方面的论述,进行比较,为工艺选型提供帮助。     

絮凝池综合指标GT/Re~(1/2)物理意义的研讨

本文从雷诺数Re絮凝池有效能耗系数α的关系及絮凝池综合指标与流动相似准数的关系,两个方面研讨了该指标的物理意义。并通过对几种现有絮凝池设计参数的分析对比,进一步证实了该指标的实用性。研究结果说明,综合地反映了絮凝过程对水力条件和能量输入的要求,用它替代GT值作为絮凝池设计的控制参数更为合理。结合工程实例,本文还介绍了的计算方法,提出了絮凝池的适宜的值范围。