折板絮凝池的构造是在池内放置一定数量的平行折板或波纹板。主要运用折板的缩放或转弯造成的边界层分离而产生的附壁紊流耗能方式,在絮凝池内沿程保持横向均匀,纵向分散地输入微量而足够的能量,有效地提高输入能量利用率和混凝设备容积利用率,增加液流相对运动,以缩短絮凝时间,提高絮凝体沉降性能。
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。
絮凝效果的好坏主要依据形成的矾花情况。实际生产中,絮凝的效果大都依据后续的沉淀出水浊度进行评价,但这已不是絮凝阶段结果的直接反映,沉淀出水浊度还与沉淀效果有很大关系。另一方面,即使对絮凝效果进行直接评价,评价大多也只是停留在对矾花大小和密实与否的感官描述上,缺少可操作的量化评价标准,这与当前还比较缺乏相对合理的絮凝评价标准有关 [3] 。
加强絮凝动力学,特别是水流状态对絮凝沉淀效果的影响方面的深入研究。运用PIV技术研究折板絮凝池内部流场将是一个较好的实验测试方法。该技术突破了空间单点测量技术的局限性,可在同一时刻记录下整个测量平面的有关信息,从而可以获得流动的瞬时平面速度场、脉动速度场、涡量场和雷诺应力分布等,因此非常适于研究涡流、湍流等复杂的流动结构。河海大学已运用PIV进行了往复隔板絮凝池内部流场的研究,海程大学进行了静态混合器的PIV实验研究。另外可利用近年不断出现的CFD(Com-putational Fluid Dynamics)商业软件,如FLUENT,ANSYS,CFX等模拟分析流场流动,特别是FLUENT软件推出的多种优化的物理模型如定常和非定常流动、层流、紊流、不可压缩和可压缩流动、传热、化学反应等等,可达到缩短设计过程,减少实验室测定试验的数目,减少产品开发成本的目的。
圆弧形渠道能够减小渠道转弯处的速度,减少能耗。而且,圆弧形渠道能够产生很多复杂的涡旋结构,提高絮凝效率。通过两个方案中转弯处X 方向速度的对比证明,圆弧形拐弯往复式絮凝器的速度梯度变化规律更加合理,混凝效果更好。
通过混凝动力学的研究,得到了混凝动力学中速度梯度与时间的关系G=G(0)/1+Kt;并通过拟合得到往复式絮凝池速度梯度的变化规律近似符合混凝动力学对速度梯度变化的要求;同时参考了往复式絮凝池的新研究成果—将往复式絮凝池转弯处的矩形渠道变成圆弧形状,设计出一种的往复式絮凝池。通过数学模拟发现:优化后的往复式絮凝池拐弯处的圆弧形渠道能够消除传统往复式絮凝池转弯处的死水区,而且圆弧形渠道处的水流速度比矩形渠道处的分布均匀,有利于节约能耗。