隔板絮凝池的簡介及工藝改進

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1、往復式隔板絮凝池的簡介及工藝改進施亮亮（徐州工程學院環(huán)境工程學院，江蘇徐州221008）摘要：混凝是常規(guī)處理工藝的關(guān)鍵，目前大、中型水廠應(yīng)用最廣泛的混凝反應(yīng)設(shè)備是隔板絮凝池。往復式隔板絮凝池是隔板絮凝池的一種，雖然它構(gòu)造簡單，施工和管理方便，但其水頭損失大，絮凝效果不穩(wěn)定。為了更合理地設(shè)計和優(yōu)化凝工藝，可以使絮凝顆粒與水流產(chǎn)生相對運動；改變水流的速度和水流方向，產(chǎn)生大大小小的渦旋，增加了顆粒的有效碰撞；而且可以將絮凝池直角拐角和隔板矩形端面設(shè)計成圓弧形，減少水頭損失，這些改進在工程改造中具有實際意義。關(guān)鍵詞：往復式隔板絮凝池；相對運動；渦旋；圓弧形絮

2、凝是通過流體流動的能量消耗，促使水中膠體顆粒在混合階段脫穩(wěn)，經(jīng)初步聚集的微絮粒相互接觸碰撞，使水或液體中懸浮微粒集聚變大，形成絮團，逐步形成能滿足沉降分離要求的較大絮體的過程[1]。在給水凈化和廢水物化處理工藝中，混凝是不可缺少的前置關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，是沉淀、過濾處理的基礎(chǔ)[2]。實踐證明，設(shè)計時混凝工藝選定的合理，不僅可以提高出水水質(zhì)，還能達到節(jié)能降低運行費用的目的。1混凝反應(yīng)設(shè)備的介紹及存在的優(yōu)缺點混凝反應(yīng)設(shè)備即絮凝池，分為推流型（簡稱PF型）和完全混合連續(xù)流型（簡稱CSTR型）。接近推流型的絮凝池有隔板絮凝池、折板絮凝池等；接近完全混合連續(xù)型的絮凝

3、池有機械攪拌絮凝池。比較這兩類絮凝池的特性可知，在理想情況下，從絮凝速度考慮，采用PF型絮凝池比采用CSTR型絮凝池效果好。雖然，按反應(yīng)器原理，串聯(lián)數(shù)越多絮凝池效果越好，但考慮到造價及機械設(shè)備的增加會使操作復雜化并給維修帶來不便等因素，在實際工程中串聯(lián)數(shù)一般不超過4個。相比較，還是PF型絮凝池更經(jīng)濟實用。而PF型絮凝池可分為隔板絮凝池和折板絮凝池，隔板絮凝池的構(gòu)造比較簡單，進水流量大，能承受突然的水量變化，施工管理方便，目前用于大、中型水廠[3]。隔板絮凝池（spacerflocculatingtank）指的是水流以一定流速在隔板之間通過而完成絮凝過

4、程的構(gòu)筑物。隔板絮凝池常有往復式和回轉(zhuǎn)式兩種，后者是在前者的基礎(chǔ)上加以改進而成。在往復式隔板絮凝池內(nèi)，水流作180°轉(zhuǎn)彎，局部水頭損失較大，而這部分能量消耗往往對絮凝效果作用不大。因為180o的急劇轉(zhuǎn)彎可能會使絮體破碎，特別是在絮凝后期?；剞D(zhuǎn)式隔板絮凝池內(nèi)水流作90o轉(zhuǎn)彎，局部水頭損失相比大為減小，絮凝效果也有所提高。本文著重介紹往復式隔板絮凝池，就其優(yōu)缺點以及如何改進加以論述。往復式隔板絮凝池的優(yōu)點:構(gòu)造簡單、施工和管理方便、效果有保證，所以成為大型水廠經(jīng)常采用的工藝形式，被廣泛應(yīng)用。往復式隔板絮凝池的缺點：如果水量過小時，隔板間距過狹不便施工和維

5、修。流量變化大者，絮凝效果不穩(wěn)定，與折板及網(wǎng)格式絮凝池相比，水頭損失較大，因水流條件不理想而使能量中的大部分成為無效消耗，從而延長了絮凝時間，增大了絮凝池容積，特別是在水流流經(jīng)拐角時，速度以離散數(shù)值方式變小，而不是由大到小平穩(wěn)地過渡，這樣消耗的能量大但對絮凝提的成長并不有利，雖然在急劇轉(zhuǎn)彎下會增加顆粒之間的碰撞幾率，但不合理的速度梯度分布易造成絮凝池前部由于速度梯度過小，達不到最高效率的顆粒碰撞，而后部拐角處由于速度梯度過高，撞擊過大，而易使聚集好的絮體破碎，結(jié)果導致絮體顆粒密實程度不一。這樣在設(shè)計時間內(nèi)，被打碎的絮體隨水流進入沉淀池，影響出水效果，

6、而密實的絮體在未進入沉淀池時，已過早地在絮凝池后部下沉，時間一長，在絮凝池末端的廊道內(nèi)易形成“沙丘”狀的沉積物，阻礙水流通道，降低了絮凝效果，如將絮凝池末端的廊道封閉，以此縮短絮凝時間，疏松的絮體易過早地進入沉淀池，更易使出水效果惡化[4]。2往復式隔板絮凝池的改進工藝2.1顆粒與水流產(chǎn)生相對運動，增加顆粒碰撞在往復式隔板絮凝池中，水流在廊道間往復運動，帶動顆粒碰撞聚集，池子起端廊道間距較窄，水流速度較大，增加了絮凝顆粒相互間的相互接觸碰撞機會，有利于反應(yīng)初期絮凝顆粒較小時，通過絮凝劑的電中性和吸附架橋作用，使膠體顆粒脫穩(wěn)再結(jié)合形成礬花。礬花在流動過

7、程中不斷吸附膠體顆粒逐長大，在絮凝反應(yīng)后期凝聚形成大顆粒絮凝體，但其密實性和抗剪切能力卻較低，較大的速度沖擊作用會使形成的礬花重新被打碎[5]。這一過程中，水流的流態(tài)以及水流的結(jié)構(gòu)等水力特性對絮凝效果起著決定性作用[6]。為了使絮凝效果進一步改善，必須了解水流的內(nèi)部形態(tài)和結(jié)構(gòu)。為使水流中的顆粒相互碰撞，就必須使其與水流產(chǎn)生相對運動。水中的顆粒與水流產(chǎn)生相對運動最好的辦法是改變水流的速度。改變速度的方法有兩種:①改變水流速度時而造成的慣性效應(yīng)來進行凝聚②改變水流方向。在湍流中充滿著大大小小的渦旋[7]。渦旋的加速度（單位質(zhì)量的慣性力）隨渦旋尺度的減小而

8、增大，即渦旋越小其慣性力越強。由此可見湍流中微小渦旋的離心慣性效應(yīng)是絮凝的重要動力學致因。2.2通過湍流造成