采用竖流式污泥沉降罐对污水处理厂产生的含水率高达97%-98%的原污泥进行沉降减水,可以在很小的占地面积上实现污泥大幅减量,大大降低其后续机械脱水所需的能耗。竖流式污泥沉降罐内液流运动非常复杂,单纯依靠实验研究不仅费用高且周期长。本文以某污水处理厂竖流式污泥沉降罐中试装置为研究对象,建立了该沉降罐物理模型与污泥沉降数学模型,采用数值模拟与实验验证的方法,对竖流式污泥沉降罐的沉降性能进行研究。采用SIMPLEC算法,对沉降罐内部污泥运动规律、湍流结构及污泥颗粒分布状态进行数值模拟,得到了沉降罐内速度场、湍流结构及污泥状态分布状况；在微观领域内揭示了沉降罐内流场的分布规律,分析了流场与污泥沉降性能之间的关系。对不同结构参数和运行参数下的沉降罐流场进行分析,结果表明,在中心管下方安装反射板,污泥颗粒在沉降罐下段中心管环形区域得到较快速均匀扩散,明显提高了沉降罐内污泥沉降效率。针对本文模型,中心管下边缘与反射板之间的垂直距离在130-150mm时,反射板顶锥角在146°左右时,沉降罐内液流具有较低的湍动能,有最优的沉降效果；污泥斗侧壁倾斜角在55-60°之间时,利于污泥斗内污泥层的形成；当结构参数在前述最优范围时,入口流速在0.03m/s以下,沉降罐高度大于等于3.5m时,沉降罐能正常工作,对应的流量即为该沉降罐最大处理能力；污泥颗粒密度增大,沉降罐沉降效率增高。本文的研究方法和结果对竖流式污泥沉降罐的设计具有一定的指导意义。