新型導(dǎo)流板旋流沉砂池數(shù)值模擬及水處理效能研究

王旭博，王延濤

（1.太原理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山西太原030600；2.山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，山西太原030001）

沉砂池是整個污水處理過程中必要的構(gòu)筑物之一，而旋流沉砂池因具有占地面積小、能耗低、土建費用低、管理方便等優(yōu)點，在污水預(yù)處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用〔1〕。旋流沉砂池具有良好的沉砂性能，以往的研究多以攪拌槳葉片優(yōu)化、攪拌槳轉(zhuǎn)速優(yōu)化以及攪拌槳距離池底的距離為目標〔2〕，或進行池體結(jié)構(gòu)優(yōu)化〔3〕，或研究對不同粒徑的去除效能〔4〕，或進行數(shù)值模擬分析〔5〕，或考察各影響因素〔6〕以及改造系統(tǒng)性能〔7〕等，忽略了旋流沉砂池內(nèi)部流態(tài)調(diào)控對于水處理效能的影響。本研究構(gòu)建了新型旋流沉砂池，其特點在于該池進水處設(shè)置了導(dǎo)流板，可有效地控制砂礫軌跡，提高無機砂礫的去除率以及與有機物的分離效率。同時基于物理模型法，研究了不同進水流速下旋流沉砂池的水處理效能并運用數(shù)值模擬解釋不同因素影響下結(jié)果的差異性。

1 實驗部分

1.1 旋流沉砂池的構(gòu)建

本研究所構(gòu)建旋流沉砂池池體直徑為2.0 m，有效深度為1.3 m，采用360°進出水方式構(gòu)建，圓形進水口直徑為0.2 m，方形出水口尺寸為0.4 m×0.3 m，沉砂斗直徑為0.45 m，該旋流沉砂池設(shè)置進水導(dǎo)流板，導(dǎo)流板呈0.2 m寬的90°弧形設(shè)置，進水口在弧形導(dǎo)流板中部，起到導(dǎo)流與穩(wěn)流的作用。旋流沉砂池結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 旋流沉砂池結(jié)構(gòu)

本研究依據(jù)水力學(xué)相似的原理建立縮小的旋流沉砂池模型（實際∶模型=10∶1），以旋流沉砂池為研究對象，主要考察其在不同進水邊界條件下的水處理效能。……