往复式隔板絮凝池作为一种比较成熟的絮凝工艺,在水处理量比较稳定的大、中型水厂中得到广泛的应用,但是在实际运行中发现往复式隔板絮凝池的水力条件不够理想,池中存在较大的低效絮凝区域,并且在絮凝过程中无效能耗所占比例也很大,絮凝效率较低造成整个絮凝过程的时间比较长。本文以某往复式隔板絮凝池为例,利用CFD技术中的Fluent软件为技术手段,对该絮凝池以1:1的比例建模并利用相应的后处理软件分析模拟结果,弄清楚这些问题的原因和找出其水力条件方面有待改善的地方,提出优化改进方案。本文的主要研究内容和成果如下:(1)利用Gambit软件对往复式隔板絮凝池进行建模然后用Fluent软件进行模拟,得到其内部流场的速度分布云图、速度矢量图以及湍动能分布图,并利用Tecplot软件进行数据提取处理,根据絮凝基础理论结合模拟结果分析往复式隔板絮凝池内流场的水力特征以及存在的问题,发现絮凝池中仅在廊道转弯处的一定区域内有较大的速度梯度值和湍动能,而其他约2/3的廊道区域内速度梯度值和湍动能很小,不能产生明显的湍流扰动使絮凝颗粒之间发生有效的碰撞,这里称之为低效絮凝区域,因此与其他絮凝池相比其整个絮凝过程的絮凝效率较低和絮凝时间较长;(2)对往复式隔板絮凝池内流场的水力分布有重要影响的设计参数是转弯处过流断面的面积A1与廊道过流断面的面积A2的面积比值A(即A=A1/A2),通过对不同A值的絮凝池进行模拟分析得到过流断面面积比A的最优取值参考范围为1.2~1.4之间,此时絮凝池廊道转弯处的水力分布更为合理,已经形成的絮凝颗粒既不会因为水流的剪切力过大而在转弯处被打碎,也不会在转弯处大量沉积形成较大范围的“死水区域”;(3)在对往复式隔板絮凝池模拟结果分析的基础上,针对存在较大低效絮凝区域的问题,提出优化改进方案即在廊道中设置栅条,以增大水流的湍流强度和扰动,提高絮凝效率;并且分析了不同间隙的栅条的作用效果。选取市场上常见的三种规格的栅条即:间隙分别为50mm、80mm和100mm的栅条,通过模拟分析和数据处理,得到当水流分别经过间隙为50mm、80mm和100mm的栅条时,水流流速分别从原来的0.55m/s增大到0.720m/s、0.705m/s和0.693m/s,间隙为50mm的栅条的有效距离为1.4m左右;间隙为80mm的栅条的有效距离为1.2m左右;间隙为100mm的栅条的有效距离为1.0m左右;因此在传统往复式隔板絮凝池的优化改进中栅条的设置间隔宽度应根据选用的栅条的间隙大小来决定;(4)根据上面的探究结果,在往复式隔板絮凝池宽度为0.6m的廊道中设置多层栅条,即第一、二廊道中设置9层80mm的栅条,在第三、四廊道中设置5层80mm的栅条,在第五、六廊道中设置3层80mm的栅条。水流经过栅条后,产生较大的速度梯度和湍流强度,并且会在栅条后廊道中的一段距离上形成很多微小涡旋,这样增加了絮凝颗粒之间的接触碰撞,有利于絮凝颗粒的生成,提高了絮凝效率,使整个絮凝时间缩短了约4min。