絮凝是水处理的重要单元操作之一,在城镇用水量不断增大和对水质要求不断提升的背景下,传统絮凝工艺亟待优化升级。本文以实际应用较为广泛的网格絮凝池、折板絮凝池及搅拌絮凝反应器为研究对象,结合絮凝动力学理论,利用计算流体力学数值模拟（CFD）软件对三种絮凝形式的主要结构参数与运行参数进行模拟计算,从流场流态和能量分布等角度,阐述了絮凝效果与水力学条件及反应器构造特征之间的关系,为絮凝工艺的优化提供理论支撑。本文基于CFD模拟,采用标准k-ε模型和RNG k-ε模型作为湍流的数值模拟方法,对网格絮凝池、折板絮凝池进行二维模拟,对搅拌絮凝反应器进行三维模拟,选用涡旋速度梯度、湍动能、湍动能耗散率、速度分布均匀性以及涡旋尺度作为动态评价指标,分析流体运动状态,探求最佳设计参数,研究结果表明:1.网格絮凝池中各工艺参数变化均会直接影响内部速度分布和水体紊动情况,其中网孔等效尺寸对流场流态的影响程度最为显著。池体宽深比为0.37,入口流速0.12m/s,选用40mm小尺寸网孔,网格板层间距设置为400mm,入水口高度为600mm时,流场内部因水流的紊动协同作用,具有较好的水力条件,水流掺混剧烈,适用于絮凝初期;通过建立网孔等效尺寸与涡旋尺度之间的关系模型发现,在网孔尺寸为20～100mm时,网格板下方100mm范围内均可产生絮体尺度的微涡旋,尺寸范围的数量级为10-4,据此可实现对絮凝过程进行分段调控。2.水流经折板渐缩段在波峰处形成的射流带在折板通道内的扩散程度是水体紊动程度的主要影响因素。针对不同的折板夹角、折板板长、折板间距进行单因素模拟,共建立16组模型,最终确定夹角90°、板长500mm、间距300mm为最优折板参数组合;在此基础上对其进行了结构优化,分析了增设中心扰流板和使用去角处理的波纹板对流场速度及能量分布带来的影响,根据模拟结果提出在絮凝前段宜采用加装120°菱形扰流板的折板单元,在絮凝中段宜使用增设竖板的波纹板。3.搅拌絮凝反应器流场的速度分区占比受搅拌桨转速影响较小,但能量分布变化程度显著。模拟结果显示相较于直叶桨,斜叶桨流场的整体掺混程度更加均衡,单位能量的做功效率更高。不同水质条件下的搅拌絮凝试验与CFD模拟结果对比分析发现,采用15°角四叶桨的反应器絮凝效果最佳,且更适用于处理低温低浊度水。