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沉淀池出水效果的好坏直接影响着整个水处理工艺的出水效果,斜板沉淀池作为给水处理厂中应用广泛的泥水分离构筑物,具有沉降效率高、占地面积小的优势。在实际运行过程中,斜板沉淀池内部的速度场和浓度场变化复杂,目前,斜板沉淀池的研究主要集中在纯理论分析和小规模实验方面,人们对池体结构尺寸、斜板参数等因素对沉淀影响规律的认识还不够清晰,在这种缺乏理论依据的现实条件下,设计人员多以主观经验选用设计参数,以至于不能保证其在最优工况下运行。配水渠作为连接絮凝池和沉淀池的中间构筑物,对沉淀池的进水均匀性有着直接的影响,但是关于配水渠的系统性研究极少,优化措施单一。本文以给水处理厂的斜板沉淀池及其配水渠为研究对象,基于CFD数值模拟方法,采用Realizable k-ε湍流模型和Mixture多相流模型,对配水渠进行三维单相流稳态模拟、对斜板沉淀池进行二维两相流瞬态模拟,通过分析各种工况的模拟结果并加以优化,得到以下结论:(1)配水渠进口的集中主流在池内流域空间的扩散程度是出水均匀度的主要影响因素。为此,首先针对配水渠的不同进口宽度、池体宽度,模拟了7组工况,并探究池长的最佳设计参数;随后研究分析了单段/双段配水渠对出流均匀度的影响,优化了挡墙在双段配水渠中的最佳位置,最后比较分析了配水渠三种出口类型对出流均匀度的影响。(2)斜板沉淀池池宽维度的流态变化较小,内部流场随时间变化的瞬态特征显著。斜板底端连续性积泥与瞬间性脱泥的独有特征,导致了池内的速度场和浓度场复杂多变,使之明显有别于平流式和辐流式沉淀池相对稳定的流场流态。通过进行斜板沉淀池水力验证实验,对比CFD数值模拟结果,计算得NSE=0.76~0.77,证明CFD模型可信度较高。(3)表面负荷为5m/h时,斜板沉淀池最优池长取值范围为10~18m,以14m为最优,此时出水去除率较为稳定,去除率较高,达到91.24%;斜板平均长度大于等于1m时,前长后短的非等长度布置形式能够提高出水去除率;采用前密后疏的方式布置斜板时,沉淀效果无明显改善;直接增加斜板长度,比通过增加池长来增加浅层沉淀面积的方案更为有效,前者提升的出水去除率是后者的8倍,且未增加额外的占地面积;最后研究了3种不同池长工况下泥斗的积泥规律,并给出了相应的优化排泥建议。本研究所得到的结论将对斜板沉淀池及配水渠的设计及运行工作提供一定的理论指导。通过优选池长参数、适时增设挡墙、改变配水渠出口类型、优化斜板参数、调整沉淀池排泥周期等方式提升斜板沉淀池的出水效果,降低初期建设和后期运行的成本,使之更为经济高效。