水电工程建设过程中需要大量的砂石骨料,在砂石骨料加工过程中会产生大量的高浊度废水,如不加处理直接排入水体,势必造成严重环境污染。针对处理水电工程砂石废水的旋流沉砂池在运行中经常淤积,产生的沉渣难于处理等问题,结合颗粒分级沉淀的思想,即:对于极易沉淀的粗颗粒在一级旋流沉砂池中先行沉降;对于较易沉淀的次级粗颗粒在二级旋流沉砂池中进行沉降,以减轻后续处理工艺的负担;对于较难处理的细颗粒泥渣,在二级旋流沉砂池的后续处理工艺中通过絮凝实现沉淀。本文采用计算流体力学(CFD,Computational Fluid Dynamics)方法对旋流沉砂池进行了数值模拟,模拟分析了旋流沉砂池不同桨叶结构和运行参数(包括:叶片数量、叶片角度以及水力停留时间)对不同粒径颗粒沉降性能的影响,以期优化桨叶结构和运行参数来实现旋流沉砂池分级沉淀的目的。采用了Eulerian-Lagrangian和Eulerian-Eulerian两种模型研究旋流沉砂池内高浓度固液两相流的流场情况和颗粒分布规律,结合瀑布沟水电站砂石加工厂旋流沉砂池,运用所建立的高浓度两相流湍流模型,在栾闯[30]研究基础上,探讨了搅拌桨叶片数量、叶片角度以及水力停留时间对砂石颗粒去除效果的影响,并分析了最佳运行工况。