涡旋混凝给水处理技术分析（二）

翅片隔板有以下作用:
(1)水通过这一段是速度剧烈变化的一段，也是惯性效应和粒子碰撞概率较大的一段；
(2)翼挡板后湍流的涡尺度大大减小，微涡比例增加，涡的离心惯性效应增强，有效增加了颗粒碰撞的次数；
(3)由于水流的惯性，矾花强烈变形，使其处于吸收能级较低的部位。由于其变形和揉捏作用，明矾花到达吸收能级高的部分，使其通过该区域后密度更大。
2。明矾花的合理有效碰撞。为了达到良好的絮凝效果，除了大量的颗粒外，还需要控制颗粒的合理有效碰撞。使粒子凝聚的碰撞叫做有效碰撞。一方面，如果颗粒在絮凝中团聚、生长过快，会出现两个问题:
(1)矾花生长过快强度减弱，在流动过程中遇到强剪切时吸附桥被剪切，被剪切的吸附桥很难再连续。这种现象叫过度反应现象，应该绝对禁止；
(2)有些明矾花生长过快，会急剧降低明矾花在水中的比表面积。一些反应不完全的小粒子失去了反应条件，这些小粒子与大粒子的碰撞几率急剧下降，难以再次长大。这些颗粒不仅能被沉淀池截留，而且很难被过滤器截留。另一方面，絮凝池中的矾花颗粒不能生长得太慢。虽然明矾颗粒长得太慢太密，但是到了沉淀池，还是有很多颗粒没有长到沉淀规模，出水水质也不会好。因此，在絮凝池的设计中应控制矾花的合理增长。
明矾花的粒径和密度取决于两个因素:一是混凝水解产物形成的吸附桥的连接能力；二是湍流剪切力。正是这两种力的对比决定了明矾的颗粒大小和密实度。吸附桥的结合能力由混凝剂的性质决定，而湍流的剪切力则由结构创造的流动条件决定。在絮凝池的设计中，如果能有效地控制湍流剪切力，就能很好地保证絮凝效果。
多相流系统反应控制理论的提出真正确立了水处理过程的动态相似性。我们认识到湍流剪切力是絮凝过程中的控制动力学因素。如果在两个不同的絮凝过程中湍流剪切力相等，则具有相同粘结强度的矾花颗粒可以同时存在于两个不同规模的絮凝过程中。从某种意义上说，两种絮凝工艺的絮凝效果是相似的。弗洛德数可以作为相似准则数，它可以表示湍流剪切力的大小。当两种不同规模絮凝过程的Frode数相等时，湍流剪切力近似相等，絮凝效果基本相似。但仅控制相等的湍流剪切力并不能完全控制絮凝效果的相似性，因为当湍流剪切力相等时，两种不同絮凝过程中矾花的连接强度相等，但矾花的密实度和沉降性能不一定相同。明矾花的紧密度可以通过湍流来控制。湍流值越大，固定时间内在固定点空之间流动的涡旋数越多，涡旋强度越大，矾花越密。实际工作中无法测量湍流。幸运的是，当湍流剪切力相等时，絮凝池的规模越大，水流速度越高。因此，矾花的碰撞强度越大，形成的矾花越密，这已为实验和生产实践所证实。这样可以保证小试结果按等Frode数放大，放大后的絮凝效果更好更可靠。因此，我们还可以通过科学布置翅片挡板，通过弗洛德数的相似准则来控制絮凝过程中水流的剪切力和湍流，从而形成易于沉淀的致密矾花。
(3)沉淀设备是水处理工艺中泥水分离的重要组成部分，其运行状况直接影响出水水质。
传统平流沉淀池结构简单，运行安全可靠；缺点是占地面积大，处理效率低。为了在过滤前降低水的浊度，需要大大增加沉淀池的长度。浅池理论的出现使沉淀技术有了很大的进步。自20世纪70年代以来，斜管沉淀池在我国各地的自来水厂得到了广泛应用，沉淀效率大大提高。但经过几十年的应用，其可靠性远不及平流沉淀池，尤其是在高浊度期、低温低浊度期和异常加药期。
传统的沉淀理论认为斜板和斜管沉淀池中的水流处于层流状态。实际上，斜管沉淀池中的水流其实是脉动的，因为当斜管中的大矾花颗粒相对沉淀中的水运动时，矾花颗粒后面会产生小漩涡，这些漩涡的产生和运动会引起水流的脉动。这些脉动对大颗粒明矾沉淀影响不大，对反应不完全的小颗粒沉淀起辅助作用，从而影响出水水质。为了克服这种现象，抑制水流脉动，我们推广了接触絮凝斜板沉淀设备。该设备具有以下优点:
(1)由于间距明显减小，明矾沉淀距离也明显减小，从而可以沉淀更多的小颗粒；
(2)随着距离的减小，水力阻力增大，使其成为沉淀池中水流水力阻力的主要部分，使沉淀池内水流分布均匀，沉淀条件较斜管有明显改善；
(3)该设备的排泥性能远优于其他浅沉淀池，原因如下:
(a)该类设备基本无侧向约束；
(b)本设备的沉淀面积等于排泥面积；对于普通斜管，排泥面积只占其沉淀面积的一半。在特殊时期，如高浊度期、低温浊度期或加药错误期，污泥沉降性能尤其是排泥性能明显恶化。在斜管排泥面边缘，沉积的污泥量和滑下斜面的污泥量大于排出量，造成污泥堆积。所以一旦斜管转角处出现污泥堆积，这种淹没减少了瓜面，增加了上升流速，增加了污泥滑下的顶力，进一步增加了污泥堆积。所以一旦斜管转角处出现积泥，就会出现积泥的恶性循环。在这个动作开始时，由于斜管上升速度的增加，沉淀效果变差，沉淀后的水浊度增加。当污泥堆积到一定程度时，已经堆积在斜管上的污泥会因上升速度的增加而卷起，严重恶化水质。正是由于这个原因，南方许多地区将斜管沉淀池改为平流沉淀池。而小间距斜板沉淀池排泥面积是普通斜管的4倍以上，单位面积排泥负荷不到斜管的1/4，所以排泥随时无障碍。
三。“涡旋混凝水处理技术”的工艺特点[br/](一)处理效率高，占地面积小，经济效益显著。
由于搅拌速度快(3 ~ 30秒)，反应时间短(8 ~ 12分钟)，沉淀池上升速度快(2.5 ~ 3.5 mm/s)，可以大大缩短水在处理构筑物中的停留时间，大大提高处理效率，从而节省构筑物的基建投资。工程实践证明，采用新技术建设新水厂，与传统工艺相比，主体工艺构筑物投资可节省15 ~ 20%，主体工艺构筑物占地面积可大大减少。与卧式沉淀池相比，占地面积可节省70%，与斜管沉淀池相比，可节省40%。
(2)处理后的水质量高，社会效益好，水质效益可观。
几年的运行实践证明，该工艺可将沉后水浊度稳定在3度以下，滤后水浊度接近0度，形成较高的水质效益。水质效益一方面是社会效益，另一方面是潜在的经济效益。
我国现行的饮用水水质标准是浊度不超过3度，而发达国家是不超过1度。随着人民生活水平的提高，中国将进一步提高生活用水标准。如果标准提高到1度，大部分城市现有的处理设备和工艺很难达到。只有投入巨资扩建新水厂，才能解决水质水量的矛盾。采用该工艺，可使成品水的浊度保持在1度以下。因此，潜在的水质效益是相当可观的。