污水生物处理百年发展走过了一条由简易到复杂再回归简易的道路,目前,众多研究者将目光瞄准了简易污水处理技术的开发。单池系统就是在上述思想基础上提出的一体化简易污水处理技术。为了获得单池独特的混合效果,保证活性污泥在沟中不致于发生沉积,就要求沟内具有足够的混合推动力,否则就会出现单池混合流动不好、能耗大等诸多问题。作为博士基金项目“城市污水处理能量配置优化理论及技术研究”课题中的一部分,本文对与单池相仿且采用转碟和水下推进器推动的一体化氧化沟主沟内的流速进行了测定,根据实测数据从曝气转盘单独运行、水下推进器单独运行和两者联合运行三个方面共五个工况分析了实验单池的流速分布特性。在实测和分析的基础上,提出曝气转盘的合理安装位置应距弯道进口15m以外,这样使得上部的高速液流差不多均布到中、下部后再进入到弯道,大大减少了与弯道壁和导流墙壁剧烈碰撞而导致的能量损失;同时本文建议水下推进器距离弯道的纵向安装位置应接近于其直段推进长度的2/3,这样,当液流到达弯道时,既可以避免因推动力太强导致的返混现象,又不会因为推动力衰减的太多从而导致过弯道时流速太低、底部容易积泥的问题;另外阐明了弯道导流墙对弯道流态的作用并提出了导流墙的合理设置方式,为实际工程设计提供了理论依据和参考。本文利用针对旋流和带有弯道壁面流动进行改进的RNG k-ε湍流模型对水下推进器单独运行时的实验单池流速场进行了模拟,在计算域中引入理想推进器的概念以反映水下推进器对流体的推动力,构成沟内动力的唯一来源,理论计算结果与实验结果相吻合。此外,针对几个低速区对水下推进器的安装位置进行优化配置后,在不同的推动功率下对实验单池流速场进行了模拟预测,提出了混合推动所需要的最小功率密度。对于本试验单池而言,投入3.46W/m3的混合推动功率密度(以水下推进器电机功率计算)就可以使底部绝大部分区域的流速达到0.100m/s以上,能够满足不淤流速的要求。当混合推动功率密度(以水下推进器电机功率计算)达到4.71W/m3时,整个单池的底部流速基本上都达到了0.200 m/s以上,能够使沉积的污泥再次被卷起。RNG k -ε湍流模型在单池流态模拟中的应用,为今后的水力实验大大的节省了所需的人力、物力和时间,并对实验结果的整理和规律的得出起到了很好的指导作用,为解决实际的工程问题开辟了道路。