折板单元本身的水力特性对絮体颗粒碰撞的影响主要表现在:折板单元的造涡作用和连续均匀的单元设置改善了紊动能耗的分布,从而提高了絮凝方式的数值,因此提高了絮凝效果。水流通过折板单元,在渐扩段与渐缩段的作用下,可以形成对称涡旋及单侧涡旋。波峰处水流边界层的分离是产生涡旋的动因。根据涡旋的扩散性,会进一步分解为小尺度的涡旋,直到与水流微团相关的雷诺数低到不能再产生更小的涡旋为止。
开发新型、、安全的絮凝剂,深入研究絮凝基础理论及其控制技术,现已成为一门迅速发展的科学与技术。絮凝过程是一个复杂的动态过程,尽管要地表达某一水质、絮凝剂和水流流态特性因素对絮凝效果的影响还存在很大的困难,但随着多学科技术集成度的提高以及实际应用的需要,预计折板絮凝研究将在如下方面有所发展:
加强絮凝控制设备研制及絮凝效果评价参数的制定。开发研制新型可定量、实时测定絮凝过程水流动力学参数和矾花多形态参数(如大小、密实度、沉降速率等),并参与水厂运行控制的设备仪器;利用所开发的新型设备仪器,评估判断特性水体絮凝效果,研究制定新型实用的微观与宏观相结合的絮凝效果综合评估参数。
往复式絮凝池也称隔板絮凝池。为一般常规的水平或垂直式水力絮凝反应池。即在流水渠中加装了横折或竖折档板,使加药混合后的水流形成近似于弦形弯曲。池内挡板或隔板的间距的安置使水流的速度梯度位分布呈逐步递减。底部还有一定的坡度以保持水深。此种形式的池可在相当宽广的流量范围内得到合理的成效。机械絮凝器相比,絮凝时间由于更为均匀的剪力场,故而常只需要前者的一半。隔板可由各种建筑材料一般可由砖砌成或薄形钢筋混凝土预制板构成。
合理地选定和优化混凝工艺,不仅会提高出水水质,还能达到节能、节药及降低运行费用的目的。往复式隔板絮凝池是依靠水流在廊道间的往返流动,使颗粒碰撞聚集。实际运行资料表明,有些絮凝池在运行过程中絮凝效果不佳,致使后续工艺的出水水质远低于设计水平。国内外常用的方法是将CFD 模型应用到絮凝过程中,并已经证明CFD对絮凝模拟的实用有效性。通过絮凝动力学的研究,得到了絮凝中重要参数速度梯度值(G值)随时间的变化规律,并将CFD模型应用到往复式隔板絮凝池的设计过程中,通过流体力学软件FLUENT的数值模拟,得到了往复式隔板絮凝池内部水流的状态和内部的流场,并对模拟结果进行了深入的分析,定性分析水流状态对絮凝处理效果的影响。
好的絮凝效果不仅需要大量的颗粒碰撞,还需要控制颗粒进行合理有效的碰撞,使颗粒聚集起来。速度梯度是絮凝过程中常用的控制动力学因素。根据絮凝动力学理论得知,絮凝过程中的速度梯度值是逐渐减小的;而且开始时刻的速度梯度值要求能与混合阶段衔接上,所以一般要求较大。这时的絮凝也要求接触和碰撞,但是由微涡旋理论可知要求的水力半径要适合于自身的直径,才能发生有效碰撞。理论上,搅拌强度越大,速度梯度越大,相互接触碰撞的机会越多。但搅拌强度大(G值大),水流的剪切力就大,松散的絮体受到水流剪切会二次断开成为小絮体。因此要求搅拌的强度(也就是速度梯度)随着絮凝的进行而逐渐变小。整个混凝的过程中,G值是递减的。但是速度梯度递减规律,国内外的还没有定论。
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