泰山行星對(duì)混凝沉淀系列凈水技術(shù)分析3

    礬花的合理的有效碰撞

    要達(dá)到好的絮凝效果除了要有顆粒大量碰撞之外,還需要控制顆粒合理的有效碰撞。使顆粒凝聚起來的碰撞稱之為有效碰撞。一方面,如果在絮凝中顆粒凝聚長(zhǎng)大的過快會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)問題:

    (1)礬花長(zhǎng)得過快其強(qiáng)度則減弱,在流動(dòng)過程中遇到強(qiáng)的剪切就會(huì)使吸附架橋被剪斷,被剪斷的吸附架橋很難再連續(xù)起來,這種現(xiàn)象稱之為過反應(yīng)現(xiàn)象,應(yīng)該被jue對(duì)禁止;

    (2)一些礬花過快的長(zhǎng)大會(huì)使水中礬花比表面積急劇減少,一些反應(yīng)不完善的小顆粒失去了反應(yīng)條件,這些小顆粒與大顆粒碰撞幾率急劇減小,很難再長(zhǎng)大起來。這些顆粒不僅不能為沉淀池所截流,也很難為濾池截流。另一方面,絮凝池中礬花顆粒也不能長(zhǎng)得過慢,礬花長(zhǎng)得過慢雖然密實(shí),但當(dāng)其達(dá)到沉淀池時(shí),還有很多顆粒沒有長(zhǎng)到沉淀尺度,出水水質(zhì)也不會(huì)好。由此看到在絮凝池設(shè)計(jì)中應(yīng)控制礬花顆粒的合理長(zhǎng)大。

    礬花的顆粒尺度與其密實(shí)度取決兩方面因素:其一是混凝水解產(chǎn)物形成的吸附架橋的聯(lián)結(jié)能力;其二是湍流剪切力。正是這兩個(gè)力的對(duì)比關(guān)系決定了礬花顆粒尺度與其密實(shí)度。吸附架橋的聯(lián)結(jié)能力是由混凝劑性質(zhì)決定的,而湍流的剪切力是由構(gòu)筑物創(chuàng)造的流動(dòng)條件所決定的。如果在絮凝池的設(shè)計(jì)中能有效的控制湍流剪切力,就能很好的保證絮凝效果。

    多相流動(dòng)物系反應(yīng)控制理論的提出,真正建立起水處理工藝中的動(dòng)力相似。使我們認(rèn)識(shí)到湍流剪切力是絮凝過程中的控制動(dòng)力學(xué)因素,如果在大小兩個(gè)不同的絮凝工藝中,其湍流剪切力相等,那么具有同樣聯(lián)結(jié)強(qiáng)度的礬花顆??梢栽趦蓚€(gè)不同尺度的絮凝過程中同時(shí)存在,這在某種意義上也就實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)絮凝過程絮凝效果的相似。弗羅德數(shù)可以作為相似準(zhǔn)則數(shù),可以表明湍流剪切力的大小,兩個(gè)尺度不同的絮凝過程當(dāng)其弗羅德數(shù)相等時(shí),其湍流剪切力就近似相等,絮凝效果就基本相似。但只控制湍流剪切力相等并不能完全控制絮凝效果的相似,因?yàn)橥牧骷羟辛ο嗟葧r(shí)兩個(gè)不同的絮凝過程的礬花聯(lián)結(jié)強(qiáng)度相等,但礬花的密實(shí)度與沉淀性能卻不一定相同。礬花的密實(shí)程度可用湍動(dòng)度來控制,湍動(dòng)度值越大表明在固定時(shí)間內(nèi)流過固定空間點(diǎn)的渦旋數(shù)量越多,渦旋強(qiáng)度越大,礬花也越密實(shí)。在實(shí)際工程中是不可能測(cè)定湍動(dòng)度的。慶幸的是當(dāng)湍流剪切力相等時(shí),尺度越大的絮凝池其水流速度也越高,因此礬花的碰撞強(qiáng)度越大,形成的礬花越密實(shí),這已為試驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)踐所證實(shí)。這樣就可以保證把小尺度的試驗(yàn)結(jié)果按照弗羅德數(shù)相等來放大,放大后的絮凝效果會(huì)較好、較可靠。因而我們也可以通過科學(xué)地布設(shè)多層網(wǎng)格,通過弗羅德數(shù)這個(gè)相似準(zhǔn)則,來控制絮凝過程中水流的剪切力和湍動(dòng)度,形成易于沉淀的密實(shí)礬花。

    沉淀部分 沉淀設(shè)備是水處理工藝中泥水分離的重要環(huán)節(jié),其運(yùn)行狀況直接影響出水水質(zhì)。

    傳統(tǒng)的平流沉淀池優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單,工作安全可靠;缺點(diǎn)是占地面積大,處理效率低,要想降低濾前水的濁度就要較大地加大沉淀池的長(zhǎng)度。淺池理論的出現(xiàn)使沉淀技術(shù)有的長(zhǎng)足的進(jìn)步。七十年代以后,我國(guó)各地水廠普遍使用了斜管沉淀池,沉淀效果得到了大幅度提高。但經(jīng)過幾十年應(yīng)用其可靠性遠(yuǎn)不如平流沉淀池,特別是高濁時(shí)期、低溫低濁時(shí)期以及投藥不正常時(shí)期。

    傳統(tǒng)沉淀理論認(rèn)為斜板、斜管沉淀池中水流處于層流狀態(tài)。其實(shí)不然,實(shí)際上在斜管沉淀池中水流是有脈動(dòng)的,這是因?yàn)楫?dāng)斜管中大的礬花顆粒在沉淀中與水產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),會(huì)在礬花顆粒后面產(chǎn)生小旋渦,這些旋渦的產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)造成了水流的脈動(dòng)。這些脈動(dòng)對(duì)于大的礬花顆粒無什么影響,對(duì)于反應(yīng)不完全小顆粒的沉淀起到**托作用,故此也就影響了出水水質(zhì)。為了克服這一現(xiàn)象,抑制水流的脈動(dòng),我們推出了小間距斜板沉淀設(shè)備。



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