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考虑节约建设用地和充分利用原有建筑设施两方面的因素,将部分污水经原有的高效沉淀池进行初步处理,部分污水经生物反应池深度处理,并将不同方法处理后的污水进行充分混合,经消毒池处理,以满足达标排放要求,是一些大型污水处理厂改扩建工程中常用的方法之一。为了保证消毒池的消毒效果,不同水质的水体是否能充分混合非常重要,紫外消毒池的进水(混合)系统起着十分关键的作用。
上海市白龙港污水处理厂改扩建工程紫外消毒池进水系统采用上下层箱涵进水,其中下层浅处理污水箱涵采用双孔出流,深处理污水由上层箱涵输入。为了保证不同水质的混合效果,要求两汇流井出流量相等,因此,有必要对有压双孔出流箱涵的水力特性进行研究。
本文以上海白龙港污水处理厂升级改造及扩建工程为例,对紫外消毒池进水系统的有压双孔出流箱涵系统的水力特性进行了物理模型试验。在此基础上,针对压力管道流的复杂湍流流场,构建了基于N-S方程的不可压水流流体的RNG k-ε湍流数学模型;以流体力学计算软件FLUENT为平台,先进行了数值模拟,在分析、比较了物理模型试验结果和数值模拟结果的基础上,综合分析了有压箱涵双孔出流的水力特性。
本文在数值模拟研究中,采用“配水效果”目标函数,运用单因素分析法,分析研究了下层箱涵过渡段前后管段断面面积比对双孔出流均匀性的影响机理和规律,同时,对下层箱涵过渡段底部坡度对汇流井出流均匀性的影响机理和规律进行了分析研究,找到了它们间的影响规律。