隔板絮凝池的简介及工艺改进

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1、往复式隔板絮凝池的简介及工艺改进施亮亮（徐州工程学院环境工程学院，江苏徐州221008）摘要：混凝是常规处理工艺的关键，目前大、中型水厂应用最广泛的混凝反应设备是隔板絮凝池。往复式隔板絮凝池是隔板絮凝池的一种，虽然它构造简单，施工和管理方便，但其水头损失大，絮凝效果不稳定。为了更合理地设计和优化凝工艺，可以使絮凝颗粒与水流产生相对运动；改变水流的速度和水流方向，产生大大小小的涡旋，增加了颗粒的有效碰撞；而且可以将絮凝池直角拐角和隔板矩形端面设计成圆弧形，减少水头损失，这些改进在工程改造中具有实际意义。关键词：往复式隔板絮凝池；相对运动；涡旋；圆弧形絮

2、凝是通过流体流动的能量消耗，促使水中胶体颗粒在混合阶段脱稳，经初步聚集的微絮粒相互接触碰撞，使水或液体中悬浮微粒集聚变大，形成絮团，逐步形成能满足沉降分离要求的较大絮体的过程[1]。在给水净化和废水物化处理工艺中，混凝是不可缺少的前置关键技术环节，是沉淀、过滤处理的基础[2]。实践证明，设计时混凝工艺选定的合理，不仅可以提高出水水质，还能达到节能降低运行费用的目的。1混凝反应设备的介绍及存在的优缺点混凝反应设备即絮凝池，分为推流型（简称PF型）和完全混合连续流型（简称CSTR型）。接近推流型的絮凝池有隔板絮凝池、折板絮凝池等；接近完全混合连续型的絮凝

3、池有机械搅拌絮凝池。比较这两类絮凝池的特性可知，在理想情况下，从絮凝速度考虑，采用PF型絮凝池比采用CSTR型絮凝池效果好。虽然，按反应器原理，串联数越多絮凝池效果越好，但考虑到造价及机械设备的增加会使操作复杂化并给维修带来不便等因素，在实际工程中串联数一般不超过4个。相比较，还是PF型絮凝池更经济实用。而PF型絮凝池可分为隔板絮凝池和折板絮凝池，隔板絮凝池的构造比较简单，进水流量大，能承受突然的水量变化，施工管理方便，目前用于大、中型水厂[3]。隔板絮凝池（spacerflocculatingtank）指的是水流以一定流速在隔板之间通过而完成絮凝过

4、程的构筑物。隔板絮凝池常有往复式和回转式两种，后者是在前者的基础上加以改进而成。在往复式隔板絮凝池内，水流作180°转弯，局部水头损失较大，而这部分能量消耗往往对絮凝效果作用不大。因为180º的急剧转弯可能会使絮体破碎，特别是在絮凝后期。回转式隔板絮凝池内水流作90º转弯，局部水头损失相比大为减小，絮凝效果也有所提高。本文着重介绍往复式隔板絮凝池，就其优缺点以及如何改进加以论述。往复式隔板絮凝池的优点:构造简单、施工和管理方便、效果有保证，所以成为大型水厂经常采用的工艺形式，被广泛应用。往复式隔板絮凝池的缺点：如果水量过小时，隔板间距过狭不便施工和维

5、修。流量变化大者，絮凝效果不稳定，与折板及网格式絮凝池相比，水头损失较大，因水流条件不理想而使能量中的大部分成为无效消耗，从而延长了絮凝时间，增大了絮凝池容积，特别是在水流流经拐角时，速度以离散数值方式变小，而不是由大到小平稳地过渡，这样消耗的能量大但对絮凝提的成长并不有利，虽然在急剧转弯下会增加颗粒之间的碰撞几率，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过小，达不到最高效率的颗粒碰撞，而后部拐角处由于速度梯度过高，撞击过大，而易使聚集好的絮体破碎，结果导致絮体颗粒密实程度不一。这样在设计时间内，被打碎的絮体随水流进入沉淀池，影响出水效果，

6、而密实的絮体在未进入沉淀池时，已过早地在絮凝池后部下沉，时间一长，在絮凝池末端的廊道内易形成“沙丘”状的沉积物，阻碍水流通道，降低了絮凝效果，如将絮凝池末端的廊道封闭，以此缩短絮凝时间，疏松的絮体易过早地进入沉淀池，更易使出水效果恶化[4]。2往复式隔板絮凝池的改进工艺2.1颗粒与水流产生相对运动，增加颗粒碰撞在往复式隔板絮凝池中，水流在廊道间往复运动，带动颗粒碰撞聚集，池子起端廊道间距较窄，水流速度较大，增加了絮凝颗粒相互间的相互接触碰撞机会，有利于反应初期絮凝颗粒较小时，通过絮凝剂的电中性和吸附架桥作用，使胶体颗粒脱稳再结合形成矾花。矾花在流动过

7、程中不断吸附胶体颗粒逐长大，在絮凝反应后期凝聚形成大颗粒絮凝体，但其密实性和抗剪切能力却较低，较大的速度冲击作用会使形成的矾花重新被打碎[5]。这一过程中，水流的流态以及水流的结构等水力特性对絮凝效果起着决定性作用[6]。为了使絮凝效果进一步改善，必须了解水流的内部形态和结构。为使水流中的颗粒相互碰撞，就必须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最好的办法是改变水流的速度。改变速度的方法有两种:①改变水流速度时而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[7]。涡旋的加速度（单位质量的惯性力）随涡旋尺度的减小而

8、增大，即涡旋越小其惯性力越强。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。2.2通过湍流造成