作为成熟污水处理工艺流程中的重要环节,二次沉淀池的作用无可替代。平流式二次沉淀池具有对冲击负荷和温度变化适应能力较强、施工简单造价低的优点,适用于水位较高或者地质较差的地区及各个类型的污水处理厂,应用非常广泛。由于进水与池内水的浓度差异及不同季节进水与池内水的温度差异,会在沉淀池内产生异重流现象,将对池内的流态产生影响。本文将以城市污水处理厂中平流二次沉淀池为研究对象,针对池内的异重流现象应用数值模拟的方法,选取RNG k-ε两方程紊流模型和Mixture模型作为该次模拟二沉池的数学模型,对平流式二沉池池内流态进行二维数值模拟。考虑到产生异重流的两大因素(进水与池内水的浓度差异和温度差异),研究二沉池中的异重流对流态及浓度分布情况的影响,再寻求改善池内流态的方法或途径,以求改善沉淀效果。本次研究主要针对平流式二次沉淀池内的流态和浓度变化情况展开,因此分别选用两个不同的试验对本次研究所选用的方法在流场和沉降性能的可用性方面进行验证。验证了模型的有效性后,对平流二沉池进行了以下数值模拟研究：第一,对浓度差异重流进行模拟研究；第二,对温差异重流进行模拟；第三,在同时考虑浓度差与温度差的条件下研究异重流现象；最后,有针对行的对二沉池的结构进行优化。模拟结果表明：单纯的浓度差异会在平流式二次沉淀池中产生下异重流；低温水流入时会产生下异重流,高温水流入时产生上异重流；下异重流沿池底向前推进,到达池末端时来流沿池壁上升,未经沉淀即由出口排出,甚至将下层的浓缩污泥带出,严重影响二沉池的工作效率；上异重流沿池表面向前推进,到达出水口时进水未沉淀完全即排出,同样会影响沉淀池的工作效率；异重流对平流式二次沉淀池的作用在总体上说弊大于利；异重流的形成与弗汝德数有着密切的关系；优化出水口结构可以对削弱异重流的冲击起到一定作用。