众多的水处理工作者均认为:只有具有与颗粒尺寸相同数量级的涡旋才对碰撞有效,其它的不起作用。由于实际的絮体颗粒尺寸变化幅度是1-1000um,因此,有很大一段的涡旋起作用,不能严格划分大小涡旋的界限。紊动的扩散作用主要取决于大尺度的紊动。大涡旋的尺度可以认为与折板单元的尺度数量级相同。折板单元连续的缩放,使水流形成大量不同尺度的涡旋,促进了水流内部絮体颗粒间的相对运动,增加了碰撞机会,所以相对于隔板絮凝池,絮凝效果大大提高。
以来,全国大部分地表水源受污染,水体中藻类等有机物含量明显增多,常规混凝处理效果并不理想。絮凝强化时,对因池体自身结构缺陷等因素造成的混凝动力不足、水力条件不当等问题往往不够重视。
折板絮凝池的设计主要控制参数是水流速度、水头损失和絮凝时间,但建成后往往发现实际运行参数与设计值相差甚远。以水头损失的计算为例,设计手册中,其计算采用的是明渠渐扩和渐缩公式,有人通过研究发现,竖流折板絮凝池水头损失实测值与设计计算值相差较大,实测值明显小于设计计算值。
为使水流中的颗粒相互碰撞,就使其与水流产生相对运动。水中的颗粒与水流产生相对运动好的办法是改变水流的速度。改变速度的方法有两种:①改变水流速度时造成的惯性效应来进行凝聚;②改变水流方向。在湍流中充满着大大小小的涡旋。其中大涡旋能够使流体进一步的掺混,使颗粒均匀扩散于流体中;同时创造大量的小漩涡,并将能量输出给小涡旋。而小涡旋的作用是促进颗粒的碰撞,提高絮凝效率。微涡旋理论认为:水中微涡旋尺度与矾花颗粒尺度相近时混凝反应充分。而小涡旋的动力学致因是惯性效应,特别是湍流涡旋的离心惯性效应,由此可见湍流中微小涡旋的离心惯性效应是絮凝的重要动力学致因。
矩形往复式絮凝池中普遍存在死水区,死水区的存在,不仅容易形成沉积物的堆积,而且严重阻碍了水流的运动。特别是在絮凝后期,水流速度逐渐减小时,死水区对水流有越来越大的的负面影响。而圆弧形渠道,几乎不存在死水区,可以有效的消除死水区带来的负面影响。且圆弧区的水流速度也比矩形渠道的分布均匀,有利于节约能耗。
池的圆弧形转弯渠道改变了矩形渠道转弯处180°速度方向变化带来的能耗,降低了能耗;同时圆弧形渠道处的水流方向是逐渐变化的,从而产生惯性离心力,进而产生大量微涡旋,提高了絮凝效率 。
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