折板絮凝池的構造是在池內放置一定數量的平行折板或波紋板。主要運用折板的縮放或轉彎造成的邊界層分離而產(chǎn)生的附壁紊流耗能方式,在絮凝池內沿程保持橫向均勻,縱向分散地輸入微量而足夠的能量,有效地提高輸入能量利用率和混凝設備容積利用率,增加液流相對運動(dòng),以縮短絮凝時(shí)間,提高絮凝體沉降性能。
眾多的水處理工作者均認為:只有具有與顆粒尺寸相同數量級的渦旋才對碰撞有效,其它的不起作用。由于實(shí)際的絮體顆粒尺寸變化幅度是1-1000um,因此,有很大一段的渦旋起作用,不能?chē)栏駝澐执笮u旋的界限。紊動(dòng)的擴散作用主要取決于大尺度的紊動(dòng)。大渦旋的尺度可以認為與折板單元的尺度數量級相同。折板單元連續的縮放,使水流形成大量不同尺度的渦旋,促進(jìn)了水流內部絮體顆粒間的相對運動(dòng),增加了碰撞機會(huì ),所以相對于隔板絮凝池,絮凝效果大大提高。
往復式絮凝池也稱(chēng)隔板絮凝池。為一般常規的水平或垂直式水力絮凝反應池。即在流水渠中加裝了橫折或豎折檔板,使加藥混合后的水流形成近似于弦形彎曲。池內擋板或隔板的間距的安置使水流的速度梯度位分布呈逐步遞減。底部還有一定的坡度以保持水深。此種形式的池可在相當寬廣的流量范圍內得到合理的成效。機械絮凝器相比,絮凝時(shí)間由于更為均勻的剪力場(chǎng),故而常只需要前者的一半。隔板可由各種建筑材料一般可由磚砌成或薄形鋼筋混凝土預制板構成。
合理地選定和優(yōu)化混凝工藝,不僅會(huì )提高出水水質(zhì),還能達到節能、節藥及降低運行費用的目的。往復式隔板絮凝池是依靠水流在廊道間的往返流動(dòng),使顆粒碰撞聚集。實(shí)際運行資料表明,有些絮凝池在運行過(guò)程中絮凝效果不佳,致使后續工藝的出水水質(zhì)遠低于設計水平。國內外常用的方法是將CFD 模型應用到絮凝過(guò)程中,并已經(jīng)證明CFD對絮凝模擬的實(shí)用有效性。通過(guò)絮凝動(dòng)力學(xué)的研究,得到了絮凝中重要參數速度梯度值(G值)隨時(shí)間的變化規律,并將CFD模型應用到往復式隔板絮凝池的設計過(guò)程中,通過(guò)流體力學(xué)軟件FLUENT的數值模擬,得到了往復式隔板絮凝池內部水流的狀態(tài)和內部的流場(chǎng),并對模擬結果進(jìn)行了深入的分析,定性分析水流狀態(tài)對絮凝處理效果的影響。
好的絮凝效果不僅需要大量的顆粒碰撞,還需要控制顆粒進(jìn)行合理有效的碰撞,使顆粒聚集起來(lái)。速度梯度是絮凝過(guò)程中常用的控制動(dòng)力學(xué)因素。根據絮凝動(dòng)力學(xué)理論得知,絮凝過(guò)程中的速度梯度值是逐漸減小的;而且開(kāi)始時(shí)刻的速度梯度值要求能與混合階段銜接上,所以一般要求較大。這時(shí)的絮凝也要求接觸和碰撞,但是由微渦旋理論可知要求的水力半徑要適合于自身的直徑,才能發(fā)生有效碰撞。理論上,攪拌強度越大,速度梯度越大,相互接觸碰撞的機會(huì )越多。但攪拌強度大(G值大),水流的剪切力就大,松散的絮體受到水流剪切會(huì )二次斷開(kāi)成為小絮體。因此要求攪拌的強度(也就是速度梯度)隨著(zhù)絮凝的進(jìn)行而逐漸變小。整個(gè)混凝的過(guò)程中,G值是遞減的。但是速度梯度遞減規律,國內外的還沒(méi)有定論。
池的圓弧形轉彎渠道改變了矩形渠道轉彎處180°速度方向變化帶來(lái)的能耗,降低了能耗;同時(shí)圓弧形渠道處的水流方向是逐漸變化的,從而產(chǎn)生慣性離心力,進(jìn)而產(chǎn)生大量微渦旋,提高了絮凝效率 。
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