1、隨著我國經濟的高速發(fā)展，飲用水安全問題愈發(fā)凸顯，特別是在廣大農村地區(qū)，供水設施建設相對滯后，我國仍有部分農村居民飲用水水質保障措施不足。面對我國農村地區(qū)飲用水安全的嚴峻形勢，研究操作簡單、適應水質條件廣、可實現集中式批量生產的一體化凈水設備，具有社會現實意義。
　　本研究主要內容包括：⑴在前期開發(fā)的帶有新型強化絮凝裝置的沉淀設備的基礎上，為解決影響沉淀設備處理效果的關鍵部位設計參數選取經驗化的問題，運用FLUNET數值模擬軟件對設

2、備進行優(yōu)化設計。⑵經過分析與比較，模擬過程選擇 RNG k—ε湍流模型、SIMPLE算法、二階迎風格式及基于拉格朗日法的離散相模型。對影響設備凈水效果的局部按照實際尺寸單獨模擬。為便于網格劃分，將復雜的連續(xù)模擬區(qū)域劃分為若干互不重疊的較小區(qū)域。所有局部模型的網格質量均在0.3以上。⑶采用的邊界條件為：速度入口（velocity-inlet）、流出（outflow），近壁面區(qū)域采用壁面函數法處理，自由水面采用“鋼蓋假定”。設備設計流量為2

3、40m3/d。水相的密度取998.2kg/m3，粘度系數取1.005×10-3。絮體顆粒的密度取1050kg/m3，入口處的絮體視為均勻的球形顆粒，直徑取0.5mm。⑷當外環(huán)絮凝區(qū)隔板上部過水孔洞淹沒深度為75mm時，能較好平衡出口斷面的顆粒均勻性與流速的控制。當外環(huán)絮凝區(qū)隔板下部過水孔洞高度為200mm時，已形成大顆粒絮體因水流剪切作用而破碎的幾率較小，同時出口斷面即絮凝板上絮體顆粒負荷相對均勻。二者均能形成絮體顆粒懸浮區(qū)，起到強化絮

4、凝的效果。⑸當中心絮凝區(qū)漸擴段當漸擴角為60°時，既可以控制渦旋區(qū)范圍，使其不影響出口斷面顆粒均勻性，保證合理的絮體顆粒去除率，又可以使設備各部分設計相互協(xié)調，降低設備高度。⑹當過水通道直徑為300mm時，對污泥區(qū)擾動較小，在沿Y方向形成兩渦旋區(qū)，且能滿足上下游擾流板的安裝及設備整體造型要求。若將過水通道豎向上移，水流沿圓錐形底部貼壁流向沉淀區(qū)底部，攪動積泥。⑺集水廊道為孔口集水系統(tǒng)，當孔口直徑為7mm時，可以使各孔口出水較均勻。對斜板

5、泥水分離的擾動較小，設備能耗及單位制水成本較低。采用大阻力配水系統(tǒng)的均勻公式檢驗，孔口直徑為7mm時符合集水均勻性要求。⑻通過正交實驗表明當散水板角度為45°、水平挑出距離為70mm、板上淹沒深度為30mm時，能有效減小上部沉淀區(qū)的渦旋影響范圍，避免將沉降到斜板上方的絮體重新卷起。較小的上轉彎處平均流速使絮體破碎幾率減小。設置傘狀散水板后，出口斷面遠側絮體顆粒分布百分比小幅增加，有利于提高螺旋斜板泥水分離效果。⑼對外環(huán)絮凝區(qū)的整體模擬，