周进周出矩形沉淀池配水孔分布的数值模拟-陈斌

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1、周进周出矩形沉淀池配水孔分布的数值模拟陈斌１１１２１１汪源张华杨荣群王炳祺王强（１合肥工业大学化工机械研究所，合肥２３０００９；２蓝深集团股份有限公司，南京２１１５００）摘要针对周进周出矩形沉淀池中配水孔的设计方法不明确，根据某具体工程实例设计了模型系统，主要包括进水渠、配水孔和出水收集渠，利用两相流非定常数值计算对其进行仿真模拟，统计各配水孔的流量大小，并将仿真结果与试验结果进行对比。在确认数值计算精度的前提下，对模型系统中的配水孔布置方式进行优化，获得最佳布置参数。根据优化结果，提出明确的换算方法，将优化结果应用至示范工程，并利用数值计算进行效果验证。

2、关键词二沉池配水孔明渠流动数值计算滞止压力DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2016.0118０引言矩形沉淀池如图１所示，沉淀池为矩形，进水渠和周进周出二沉池具有水力负荷高、沉降时间出水渠均为等深度、宽度均匀变化，一端封闭的直短及沉淀区容积利用率高等特点，在污水处理厂线状明渠。水流从进水渠始端流入，通过沿程配［１，２］中应用越来越广泛。本文所研究的周进周出水孔进入沉淀区内沉降，最后溢流进入出水渠。国内外已有诸多学者对周进周出二沉池进行了相［３］合肥工业大学“秋实计划”项目：中央高校基本科研业务费专关研究。魏迅等对某污水处理厂的周进周出

3、二项资金资助。沉池进行了水力性能测试，认为进出水渠、配水孔檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿理水平和节能降耗潜力，有助于比较不同厂之间的２刘礼祥，张金松，施汉昌，等．城市污水处理厂全流程节能降耗运行绩效从而促进政府主管部门的有效监管。优化运行策略．中国给水排水，２００９，２５（１６）：１１～１５（２）评价指标体系从污染物削减效率、污染物削３徐晓宇，李春光．污水处理厂运行的节能降耗技术进展．给水排２水，２００９，３５（１２）：４７～５０减效果、运行参数及能耗和药耗４个维度考察Ａ／４谭雪，石磊，

4、陈卓琨，等．基于全国２２７个样本的城镇污水处理Ｏ工艺污水处理厂的运行工况和能耗水平，利用专厂治理全成本分析．给水排水，２０１５，４１（５）：３０～３４家调查法和主成分分析法分别获得准则层和指标层５任福民，毛联华，阜葳，等．中国城镇污水处理厂运行能耗影响的权重，构建Ａ２／Ｏ工艺运行工况及能耗水平综合因素研究．给水排水，２０１５，４１（１）：４２～４７评价体系模型。同时对各指标的权重值以及评价指６张帆，袁晓东．小红门污水处理厂Ａ２／Ｏ工艺优化运行研究．给标的考核计算方法作出了相应说明。水排水，２００９，３５（９）：４２～４６（３）本文所建立的Ａ２／Ｏ工艺运行工

5、况和能耗７陈中颖，刘爱萍，刘永，等．中国城镇污水处理厂运行状况调查水平综合评价体系理论上可行，简单实用、易操作、分析．环境污染与防治，２００９，３１（９）：９９～１０２评价结果真实可靠。其应用于昆明市第七污水处理８杨凌波，葛勇涛，谢继荣，等．基于节能降耗的污水处理厂绩效评厂的综合评价，各项指标具备较强实用性，能够客观估体系研究．给水排水，２００９，３５（增刊）：２２２～２２６地评价Ａ２／Ｏ工艺运行工况和能耗水平。＆通讯处：１０００８２北京市海淀区西直门北大街３２号电话：（０１０）８２２１６５６５参考文献Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｕｓｈｅｎｇｂｏ＠ｂｍｅｄｉ．ｃｎ１纪

6、楠．城市污水处理厂综合评价指标体系和评价方法的研究：收稿日期：２０１５０９０９［学位论文］．哈尔滨：哈尔滨工业大学，２０１１，１８～３２修回日期：２０１６０１１８５４给水排水Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．４２０１６［４］等参数的设计直接影响二沉池的效果；张立强、原型渠中孔径分别为：２４×Φ７７、２５×Φ８２、２５×［５］胡大锵等也对配水渠的相关参数设计进行了探Φ８５、２４×Φ８７。共计９８个孔。每两个邻近的孔距［６］讨。全荣对周进周出二沉池流态进行了数值离８００ｍｍ。模拟。由于原型渠缩小０．１倍，４种孔径分别变为７．７ｍｍ、８．２ｍｍ、８．５ｍｍ及８．７ｍｍ，很难精确

7、保证加工尺寸。同时考虑到减少孔的加工量，将出水渠等分为１０个相同的区间，每个区间对应２个孔，孔的总数共计２０个，计算可得每个孔径为１８ｍｍ。１．３模型进水流量的确定对于明渠流动，弗劳德数Ｆｒ是必须考虑的相似准则数，其计算见式（１）。Ｆｒ＝Ｖ／ｓｑｒｔ（Ｌｇ）（１）式中Ｖ———特征速度，ｍ／ｓ；Ｌ———特征长度，ｍ；２。ｇ———重力加速度，ｍ／ｓ在水动力学中，重力加速度一般为常数，要使得弗劳德数恒定，则模型缩小ｎ倍，流体流动速度就必须缩小ｓｑｒｔ（ｎ）倍。图１周进周出矩形沉淀池明渠结构示意本次试验设计中，模型缩小０．１倍，则ｓｑｒｔ然而，关于配水孔布置的设计

8、方法目前并不（０．１）＝０．３１６。同时，横截面面积缩小０．０１倍