近年来,计算流体力学在絮凝区流场流态和流体粒子轨迹方面得到了广泛的研究,由其数值模拟结果所得到的水力参数,可以确定絮凝工艺最佳运行参数范围,并将此参数范围作为设计响应面优化试验因素水平的依据。因此,本文利用Fluent与响应面法相耦合,探究涡流澄清池处理不同浊度水时絮凝区流场流态和最佳工艺运行参数。本文运用Fluent数值模拟软件,研究不同浊度水在不同回流比、不同进水流量下絮凝区流场流态及其参数,着眼于探讨处理低浊（<30NTU以下）、常浊及高浊（>100NTU）度水时的最佳回流比和进水流量范围,获取不同回流比和不同进水流量条件下的速度v、湍动能k、有效能耗ε、速度梯度G等流场参数,分析絮凝区流场参数的变化曲线及其与水力条件、工艺运行参数等的关联性,进一步揭示涡流澄清池处理不同浊度水时不同回流比和进水流量下絮凝区流场流态变化规律。利用搅拌混凝试验和数值模拟所得的因素水平最佳范围,进行三因素（流量（絮凝时间）、回流比、投药量）三水平响应面优化试验,分析涡流澄清池处理不同浊度水时浊度、CODMn、UV254的去除效果,优化工艺运行参数。1、混凝搅拌实验:（1）实验得到不同浊度水的质量流量和颗粒平均粒径,为Fluent数值模拟离散相模型（Discrete Phase Model,DPM）进口参数提供数据参考。低浊（10 NTU左右）、常浊（60-80 NTU）、高浊（200 NTU左右）状态下DPM模型进口处的质量流量分别为0.00001 kg/s、0.00006 kg/s、0.00017 kg/s;颗粒平均粒径分别为3.10 mm、7.9 mm、10.7 mm。（2）实验得到处理不同浊度水时的最佳投药量:低浊、常浊、高浊状态下PAC（聚合氯化铝）的最佳投加量分别为23 mg/L、28 mg/L、32 mg/L,为涡流澄清池处理不同浊度水的响应面优化试验确定最佳投药量范围。2、流场数值模拟研究:（1）涡流澄清池絮凝区平均速度v、湍动能k、有效能耗ε、速度梯度G随进水浊度增加而减少,进水口到絮凝区之间的水头损失增加,其变化幅度较小。进水浊度对涡流反应器的水流扰动效果以及絮凝区流场参数影响较小。（2）随着回流比不断增加,絮凝区平均湍动能k、有效能耗ε和速度梯度G增加,絮凝区湍流强度I增大。以流场参数速度梯度G值(G=30～70 s-1)为指标,预测涡流澄清池处理不同浊度水絮凝工艺的最佳回流比范围为0.75～1.38。（3）随着流量（絮凝时间）不断增加,絮凝区平均湍动能k、有效能耗ε和G值及其变化率均增加。以流场参数速度梯度G值为指标,预测涡流澄清池处理不同浊度水絮凝工艺的最佳流量范围为4.2～7.0 m3/h。3、响应面工艺参数优化研究:（1）低浊（10 NTU左右）状态下:回流比对原水中污染物去除率的影响最为显著,其次是流量,最后是加药量。流量和加药量之间交互作用最为明显,其次是加药量和回流比,最后是流量和回流比。结合响应面优化模型预测值和重复性试验验证,在流量为5.9 m3/h、混凝剂投加量为26.2 mg/L、回流比为1.25最佳工况下,浊度去除率为87.05%,CODMn去除率为67.29%,UV254去除率为55.24%。（2）常浊（60-80 NTU）状态下:回流比对原水中污染物去除率的影响最为显著,其次是加药量,最后是流量。回流比和加药量之间交互作用最为明显,其次是加药量和流量,最后是流量和回流比。结合响应面优化模型预测值和重复性试验验证,在流量为6.4 m3/h、混凝剂投加量32.5 mg/L、回流比为1.07最佳工况下,浊度去除率为95.36%,UV254去除率为82.37%,CODMn去除率为64.28%。（3）高浊（200 NTU左右）状态下:回流比对原水中污染物去除率的影响最为显著,其次是加药量,最后是流量。回流比和加药量之间交互作用最为明显,其次是加药量和流量,最后是流量和回流比。结合响应面优化模型预测值和重复性试验验证,在流量为5.9 m3/h,混凝剂投加量34.8 mg/L,回流比为0.8最佳工况下,浊度去除率为99.23%,UV254去除率为95.03%,CODMn去除为71.42%。（4）涡流澄清池处理不同浊度水时的最佳工艺参数明显不同。高回流比更适用于低浊水处理,而低回流比更适用与高浊水处理;相比于低浊水,常浊、高浊水处理时的最佳絮凝剂投加量较大;而低浊、高浊水处理时最佳进水流量较小。