网格絮凝池具有絮凝时间短、处理效果好的优点,目前被各规模水厂所使用,但其应用方面存在两个问题。首先网格絮凝池设计规范参数源于经验且范围较大,设计人员需要凭借自己的经验进行设计存在较大的主观差异,容易导致设计的网格絮凝池达不到预期效果。其次网格絮凝池的反应原理至今还存在着一些问题,比如在距网格板一定范围流场可以认为是各向同性湍流其速度梯度为零,根据传统速度梯度理论网格絮凝池反应效率应该最差,但实际情况是网格絮凝的絮凝效果要优于其他絮凝设备。针对网格絮凝池存在的问题本文采用Fluent对网格絮凝池流场进行数值模拟,结合絮凝评价指标(湍动能、湍动能耗散率、离散系数等),分析、评价不同网格板几何结构对网格絮凝反应的影响,从而提出更优、更合理的网格絮凝池设计参数。本文得到主要结论如下:1.数值模拟流场与PIV实测流场对比结果显示,在水流流态、速度大小,涡量大小等方面两者均表现出一致性。这说明数值模拟流场的结果符合标准,模拟流场结果准确可靠。2.网格板网孔尺寸逐渐增大对流场的影响为:(1)流场中湍动能最大值减小,使得絮体不容易产生破碎;(2)水流混合的均匀性先上升后下降,其中网孔尺寸10mm的网格板流场均匀性最好;(3)流场中平均湍动能耗散率降低,导致流场对絮凝的促进作用降低;(4)网格板的有效作用距离有所减少。3.网格板格挡宽度逐渐增大对流场的影响为:(1)流场中湍动能最大值显著上升,可能造成絮体破碎,影响絮凝效果;(2)格挡宽度增大到12mm以上时,流场不均匀性显著上升,因此建议格挡宽度在12mm以下;(3)平均湍动能耗散率上升,流场对絮凝反应的促进效果增强;(4)网格板有效作用距离上升。4.网格板网孔尺寸与格挡宽度同时增大会使网格板有效作用距离上升,但在改善絮凝效果方面影响较小。5.网格板网孔尺寸增大同时格挡宽度减小对流场的影响为:(1)流场中湍动能最大值大幅度下降;(2)流场均匀程度变化是先增大后减小;(3)流场中平均湍动能耗散率大幅度下降,造成絮凝促进作用显著下降;(4)网格板有效作用距离大幅度下降。6.网格板厚度逐渐增大对流场的影响为:(1)流场湍动能最大值有减小的趋势;(2)流场均匀程度变化较小;(3)流场平均湍动能耗散率有下降趋势;(4)网格板有效作用距离受到的影响很小。7.网格板安装间距逐渐增大对流场的影响为:(1)流场中湍动能最大值小幅下降;(2)流场不均匀性增加;(3)流场中平均湍动能耗散率下降;(4)网格板安装间距小于或大于网格板有效作用距离均不利于絮凝反应。8.综合絮凝流场的多项评价指标,网格絮凝池前段网格板的最佳方案是网孔尺寸8mm、格挡宽度12mm。网格絮凝池中段网格板最佳方案是网孔尺寸10mm、格挡宽度10mm。网格板厚度最佳为5mm,网格板安装间距等于网格板的有效作用距离为最佳。