多托盘旋流沉砂池流动特性和性能数值模拟研究

吴比; 宋赛; 石熠; 赵恒威; 王余豪

doi:10.19770/j.cnki.issn.1008-2565.2025.03.005

北京石油化工学院学报 ›› 2025, Vol. 33 ›› Issue (3) : 26 -33. DOI: 10.19770/j.cnki.issn.1008-2565.2025.03.005

多托盘旋流沉砂池流动特性和性能数值模拟研究

吴比, 宋赛, 石熠, 赵恒威, 王余豪

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摘要

我国城市污水含砂量普遍较高，且相当部分为粒径小于200μm的细砂粒，现有的沉砂池对细砂粒去除效果不佳，为了减小占用面积、提高处理性能，提出一种新型多托盘旋流沉砂设备用于污水处理厂进水预处理。并开展了多托盘旋流沉砂池的结构设计，利用计算流体动力学(CFD)软件ANSYS Fluent并引入DPM离散相模型对其内部流场和分离性能进行数值模拟。以除砂率作为性能评价指标，考察了托盘数量、托盘直径、托盘倾角等结构参数的影响。结果表明：借助响应曲面法(RSM)对关键结构参数进行优化确定的最优参数组合为：托盘数量4个、托盘直径为0.16 m、托盘倾角为40°,对100μm砂粒去除效率为98.16%。针对最优结构参数进行了不同工况下的数值模拟，验证多托盘旋流沉砂池对不同粒径细砂颗粒均具有较好的去除效果。