污水處理廠二沉池?cái)?shù)值模型研究進(jìn)展

李自改，張宏，徐貴華

1.陜西科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院

2.中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院

二沉池是污水生物處理工藝中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，其處理效果決定著整個(gè)工藝的出水水質(zhì)，現(xiàn)有二沉池的運(yùn)行與操作往往通過(guò)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行管理，相對(duì)比較粗糙。二沉池由于操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低等顯著優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于污水處理廠固液分離，在二沉池泥水混合物固液分離過(guò)程中，由于液態(tài)水與污泥顆粒之間存在密度差，污泥在重力作用下不斷下沉分離。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（computational fluid dynamic，CFD）是流體力學(xué)的一個(gè)分支，隨著許多商用CFD軟件（如 Fluent、CFX、FLOW-3D、PHOENICS、STARCD、XFLOW、COSMOL、OPENFOAM 等）的出現(xiàn)，近年來(lái)，CFD模型模擬開(kāi)始用于二沉池流體動(dòng)力學(xué)理論研究、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等方面，數(shù)值模型模擬方法已成為研究二沉池流場(chǎng)特性、固相顆粒分布和運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化的有力工具。例如，有研究者把污泥和水看作擬單相流體建立單相模型；也有其他研究者將污泥和水看成單獨(dú)的兩相，通過(guò)兩相流的方法建立多相流模型，如歐拉-歐拉模型、歐拉-拉格朗日模型、VOF模型和混合模型等。由于大多數(shù)環(huán)保工作者對(duì)計(jì)算流體力學(xué)模型并不熟悉，在實(shí)際研究和應(yīng)用過(guò)程中存在較多復(fù)雜的影響因素，極大地限制了CFD在實(shí)際污水處理廠中的應(yīng)用。因此，系統(tǒng)地對(duì)現(xiàn)有污水處理廠二沉池?cái)?shù)值模型進(jìn)行梳理、歸納和總結(jié)，對(duì)CFD在二沉池實(shí)際設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理中的應(yīng)用推廣尤為重要。

污泥混合液屬于非牛頓流體，受流變性質(zhì)影響，流體動(dòng)力學(xué)信息處于瞬態(tài)變化的過(guò)程，所以關(guān)于二沉池流場(chǎng)數(shù)值模擬較為復(fù)雜?！?br>