立体循环一体化氧化沟(IODVC)导流板结构优化研究

第３６卷第３期２０１６年３月环境科学学报ＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｅＣｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅＶｏｌ．３６，Ｎｏ．３Ｍａｒ．，２０１６基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项（Ｎｏ．２０１１ＺＸ０７３０１⁃００３⁃０５）；国家科技支撑计划（Ｎｏ．２０１２ＢＡＣ１３Ｂ０４）ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＭａｊｏｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＰｒｏｇｒａｍｆｏｒＷａｔｅｒＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ（Ｎｏ．２０１１ＺＸ０７３０１⁃００３⁃０５）ａｎｄｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＰｉｌｌａｒＰｒｏｇｒａｍ（Ｎｏ．２０１２ＢＡＣ１３Ｂ０４）作者简介：杨宁（１９８８—），男，Ｅ⁃ｍａｉｌ：４０１２４２７０９＠ｑｑ．ｃｏｍ；∗通讯作者（责任作者），Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｊｘｌｉｕ＠ｒｃｅｅｓ．ａｃ．ｃｎＢｉｏｇｒａｐｈｙ：ＹＡＮＧＮｉｎｇ（１９８８—），ｍａｌｅ，Ｅ⁃ｍａｉｌ：４０１２４２７０９＠ｑｑ．ｃｏｍ；∗Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｊｘｌｉｕ＠ｒｃｅｅｓ．ａｃ．ｃｎＤＯＩ：１０．１３６７１／ｊ．ｈｊｋｘｘｂ．２０１５．０４５５杨宁，王旭，郭雪松，等．２０１６．立体循环一体化氧化沟（ＩＯＤＶＣ）导流板结构优化研究［Ｊ］．环境科学学报，３６（３）：９１４⁃９１９ＹａｎｇＮ，ＷａｎｇＸ，ＧｕｏＸＳ，ｅｔａｌ．２０１６．Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｇｕｉｄｅ⁃ｐｌａｔｅｓｉｎａｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｄｉｔｃｈｗｉｔｈｖｅｒｔｉｃａｌｃｉｒｃｌｅ（ＩＯＤＶＣ）［Ｊ］．ＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｅＣｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ，３６（３）：９１４⁃９１９立体循环一体化氧化沟（ＩＯＤＶＣ）导流板结构优化研究杨宁，王旭，郭雪松，刘俊新∗中国科学院生态环境研究中心，北京１０００８５收稿日期：２０１５⁃０４⁃２２修回日期：２０１５⁃０５⁃０６录用日期：２０１５⁃０５⁃０６摘要：针对立体循环一体化氧化沟（ＩＯＤＶＣ）弯道流场存在的问题，利用计算流体力学（ＣＦＤ）和Ｆｌｕｅｎｔ计算方法，对ＩＯＤＶＣ流场进行了二维单相流模拟，探究导流板结构形式对弯道流速分布的影响．研究结果表明，在同等边界条件下，导流板的结构形式对ＩＯＤＶＣ内混合液的流态分布影响较大．与单导流板相比，双导流板可将流速大于０．２５ｍ·ｓ－１的区域占比提高９．５％，并改善了弯道出口断面流速分布，有效地减小了下沟道靠近隔板处回流区域；此外，适当延长导流板末端长度，可以进一步强化对ＩＯＤＶＣ内混合液的导控作用，当延长长度等于导流板半径时，效果最佳，大于０．２５ｍ·ｓ－１的流速区域占比达到４４．２１％，使ＩＯＤＶＣ内部流场更加趋于均匀．研究结果对ＩＯＤＶＣ的进一步优化和工程设计有一定的指导意义．关键词：污水处理；一体化氧化沟；导流板；计算流体力学；数值模拟；流场文章编号：０２５３⁃２４６８（２０１６）０３⁃９１４⁃０６中图分类号：Ｘ７０３文献标识码：ＡＳｔｒｕｃｔｕｒａｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｇｕｉｄｅ⁃ｐｌａｔｅｓｉｎａｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｄｉｔｃｈｗｉｔｈｖｅｒｔｉｃａｌｃｉｒｃｌｅ（ＩＯＤＶＣ）ＹＡＮＧＮｉｎｇ，ＷＡＮＧＸｕ，ＧＵＯＸｕｅｓｏｎｇ，ＬＩＵＪｕｎｘｉｎ∗ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＥｃｏ⁃ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８５Ｒｅｃｅｉｖｅｄ２２Ａｐｒｉｌ２０１５；ｒｅｃｅｉｖｅｄｉｎｒｅｖｉｓｅｄｆｏｒｍ６Ｍａｙ２０１５；ａｃｃｅｐｔｅｄ６Ｍａｙ２０１５Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｆｌｏｗ⁃ｆｉｅｌｄｉｓｓｕｅｓｏｆｂｅｎｄｃｈａｎｎｅｌｉｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｄｉｔｃｈｗｉｔｈｖｅｒｔｉｃａｌｃｉｒｃｌｅ（ＩＯＤＶＣ）ｓｙｓｔｅｍｓ，ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｆｌｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓ（ＣＦＤ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｌｏｎｇｗｉｔｈａＦｌｕｅｎｔｃｏｄｅｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｐｅｒｆｏｒｍａｔｗｏ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｉｎｇｌｅ⁃ｐｈａｓｅｆｌｏｗｉｎａｎＩＯＤＶＣ；ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｇｕｉｄｅ⁃ｐｌａｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｎｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅｂｅｎｄｃｈａｎｎｅｌｗａｓｅｘｐｌｏｒｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｗｏｕｌｄｖａｒｉｅｄｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｕｉｄｅ⁃ｐｌａｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｅｖｅｎｗｉｔｈｔ