计算流体力学在氧化沟设计中的应用

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1、INDusTRIALwArrER&WASTEWATER工业用水与废水Vo1．40No．1Feb．．2009。‘。。。。‘。。‘6技术与经验2一。．。．。．<>．<>．()．。‘计算流体力学在氧化沟设计中的应用张羽，黄卫东，勾全增，王淦，谢荣焕(1．安徽国祯环保节能科技股份有限公司，合肥230088；2．中国科学技术大学地球与空间学院，合肥230026)摘要：利用计算流体力学对氧化沟的倒伞曝气机及推流器建立叶轮机械驱动模型，建立氧化沟污水一污泥多相流模型．利用计算流体力学软件Fluent对倒伞曝气

2、机及推流器驱动的氧化沟进行流场模拟，能够较为准确的预判各种情况下的流场．有效地整合表面曝气机与潜水推流器的统一．能够很好地对氧化沟工程设计，设备配置及布置等起优化作用，并对污水厂运营起指导作用。关键词：氧化沟；水力学；计算流体力学中图分类号：X505；035文献标识码：A文章编号：1009—2455(2009)01—0049—05ApplicationofcomputationalfluiddynamicsindesignofoxidationditchZHANGYu，HUANGWei—dong

3、2，GOUQuan-zeng，WANGGan，XIERong-huan(．AnhuiGuozhenEnvironmentalProtectionScienceandTechnologyCo．，Ltd．，Hefei230088,Chino；2．CollegeofEarthandspace，UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei23002~China)Abstract：Basedonthecomputationalfluiddynamics，the

4、impellerdrivemodelofinve~edumbrellaaeratorandimpellerofoxidationditchandthewastewater—sludgemuhiphaseflowmodelofoxidationditchweresetup．UsingFluent，asofiwaterforcomputationalfluiddynamics，tosimulatetheoxidationditchdrivedbyinve~edumbrellaraeratorsand

5、impellerscannotonlyforecastetheflowfieldunderdifferentconditionsexactly，gatherthesurfaceaeratorandthesubmersiblewaterimpellereffectively，butalSOoptimizethedesignofoxidationditchandthedeviceassignmentanddispositionevidently，supervisetheoperationofwast

6、ewatertreatmentplantaswel1．Keywords：oxidationditch；hydraulics；computationalfluiddynamics1氧化沟水力学研究现状氧化沟中的理想流态应该是规则流动。实际氧化沟工艺是我国城市生活污水厂设计主要工上，实际沟道中的流场是非常复杂的，在平均流速艺之一，水力设计是氧化沟系统设计的核心和关达到0．3m／s条件下．沟道内测得的流速很不均键，采用表面曝气设备的氧化沟利用表曝机与推流匀，存在流速很小的区域，局部流速往往小于0．1器

7、达到推流、曝气和混合的三位一体。氧化沟污水m／s。因此。了解氧化沟流场分布情况，是改善氧处理系统的性能与沟内流体的流动状态密切相关。化沟水力学性能的关键。沟内活性污泥分布与流动状态密切相关。通常氧化计算流体力学是一种数值方法，通过求解描述沟内流体是由曝气设备或(和)推流设备驱动的，主中国城镇水网流体流动状态的数学方程，获得流体运动和混合等要防止活性污泥沉降。WEF制订的设计手册要求方面特征。近年来用来模拟氧化沟中水力学特征的曝气池内混合液流速至少达到0．15m／s。对于氧化数学模型相继出现。但是

8、这些模型预测的结果与实沟，通常要求最小平均速率达到O．24m／s[。www.chinacitywater.org际沟道流速分布还相差较大。Littleton等_2开发了由于对曝气池内流速的了解较少。通常采用单位体积所消耗的功率来判别。然而，很多研究表基金项目：国家863计划资助项目(2004AA601060)明。采用体积功率密度法，有时会导致过度混合。收稿日期：2008—06—24；修回日期：2008一O9一o6·49·INDUSTRIALWATER＆WASTEWATER．工业用水与废水v。1．