微涡流絮凝工艺处理高浊水的数值模拟与响应面优化试验

摘要

针对微涡流絮凝工艺处理高浊水开展连续性工艺优化研究,采用计算流体力学(CFD)数值模拟软件,探究不同流量(流速)下絮凝区液流状态变化,确定最佳絮凝时间;应用响应面Box-Behnken设计方法,研究流量、混凝剂投加量与回流比及其交互作用对微涡流絮凝工艺处理高浊水效果的影响。结果表明:随着流量(流速)增大,絮凝区内湍动能、有效能耗、速度梯度及其变化率逐渐增大,但流速过大会导致絮凝时间不足,最佳流量为4.2~7.0 m^(3)/h(最佳流速为0.41~0.67 m/s);回流比是微涡流絮凝工艺的极显著影响因素,其次是混凝剂投加量,最后是流量,三者间具有协同作用;微涡流絮凝工艺处理高浊水的最佳工艺参数,流量为5.9 m^(3)/h,混凝剂投加量为34.8 mg/L,回流比为0.8,浊度、UV_(254)、COD_(Mn)去除率分别可达99.23%、95.03%、71.42%。优化后的微涡流絮凝工艺为高浊水处理提供了新途径,具有一定的应用前景。