布水器是生物滤池内的一种重要设备,其设计的合理性对污水处理效果非常重要。只有布水均匀,才能充分发挥每一部分滤料的作用和提高滤池的处理能力。到目前为止,国内外许多布水器仍然采用传统多孔式结构,多孔布水器中存在喷水孔易堵、出水孔加工工艺复杂、水头损失计算繁琐及整个布水装置适应性差,不可调控等诸多缺点。 针对多孔布水器中所存在的一系列问题,提出了一种新型的双臂单孔布水器,它由原来的多孔布水更新为单孔布水,引入了中央旋转水管和可调控的布水横管,并配合等布水流量模型、等布水间距模型、等价线性均布模型和等面积均匀喷洒模型,使得新型的布水器在一个布水周期内单位面积上的布水量相等。合理的喷嘴结构和布水运动方式对布水的均匀性和布水效率起到了关键性作用。 论文首先根据射流理论,进行了喷嘴设计,提出了具有收缩段、过渡段和扩散段的喷嘴,其中入口角是决定着喷嘴流动阻力的主要因素,而扩散角和扩散段长度对喷嘴出流特性影响较大；其次,在Gambit中进行二维模型网格划分,选择标准κ-ε模型和分离式求解器,设定了边界条件,运用流体动力学软件FLUENT探讨具有不同参数的喷嘴对布水效果的影响,分别对流场的轴向速度、动压、径向速度,紊动能等因素进行分析,数值模拟表明,在系统流量为10m3/d,入流速度为0.8m/s的情况下,扩散角为30°,扩散段长度为15mm的喷嘴布水效果最为理想,此时需提供的喷嘴入口压力为1.99×105pa,,滤料表面距喷嘴入口为170mm左右；同时对布水系统的各个结构和运动参数进行了计算,并利用Adams仿真了布水横管相对于中央旋转水管的几种运动方式,对几种不同的运动轨迹进行了比较、分析,认为“正-正”型的运动模式布水最为均匀；最后就进一步的研究方向做出阐述。