潍坊304絮凝池折弯板

折板单元本身的水力特性对絮体颗粒碰撞的影响主要表现在：折板单元的造涡作用和连续均匀的单元设置改善了紊动能耗的分布，从而提高了絮凝方式的数值，因此提高了絮凝效果。水流通过折板单元，在渐扩段与渐缩段的作用下，可以形成对称涡旋及单侧涡旋。波峰处水流边界层的分离是产生涡旋的动因。根据涡旋的扩散性，会进一步分解为小尺度的涡旋，直到与水流微团相关的雷诺数低到不能再产生更小的涡旋为止。

众多的水处理工作者均认为：只有具有与颗粒尺寸相同数量级的涡旋才对碰撞有效，其它的不起作用。由于实际的絮体颗粒尺寸变化幅度是1-1000um，因此，有很大一段的涡旋起作用，不能严格划分大小涡旋的界限。紊动的扩散作用主要取决于大尺度的紊动。大涡旋的尺度可以认为与折板单元的尺度数量级相同。折板单元连续的缩放，使水流形成大量不同尺度的涡旋，促进了水流内部絮体颗粒间的相对运动，增加了碰撞机会，所以相对于隔板絮凝池，絮凝效果大大提高。

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。

好的絮凝效果不仅需要大量的颗粒碰撞，还需要控制颗粒进行合理有效的碰撞，使颗粒聚集起来。速度梯度是絮凝过程中常用的控制动力学因素。根据絮凝动力学理论得知，絮凝过程中的速度梯度值是逐渐减小的；而且开始时刻的速度梯度值要求能与混合阶段衔接上，所以一般要求较大。这时的絮凝也要求接触和碰撞，但是由微涡旋理论可知要求的水力半径要适合于自身的直径，才能发生有效碰撞。理论上，搅拌强度越大，速度梯度越大，相互接触碰撞的机会越多。但搅拌强度大（G值大），水流的剪切力就大，松散的絮体受到水流剪切会二次断开成为小絮体。因此要求搅拌的强度（也就是速度梯度）随着絮凝的进行而逐渐变小。整个混凝的过程中，G值是递减的。但是速度梯度递减规律，国内外的还没有定论。

矩形往复式絮凝池中普遍存在死水区，死水区的存在，不仅容易形成沉积物的堆积，而且严重阻碍了水流的运动。特别是在絮凝后期，水流速度逐渐减小时，死水区对水流有越来越大的的负面影响。而圆弧形渠道，几乎不存在死水区，可以有效的消除死水区带来的负面影响。且圆弧区的水流速度也比矩形渠道的分布均匀，有利于节约能耗。
在往复式折板后面能够形成涡旋，伴随着颗粒粒径在增加，涡旋的尺度由小变大，符合絮凝动力学规律；通过比较得出，圆弧形渠道絮凝池的湍流强度变化缓慢，分布更加均匀合理，不仅能够满足絮凝前期较大湍流强度的需要，也能满足絮凝后期颗粒碰撞的湍流强度，证明圆弧转弯渠道形比矩形转弯渠道有更好的絮凝效果。
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。
池的圆弧形转弯渠道改变了矩形渠道转弯处180°速度方向变化带来的能耗，降低了能耗；同时圆弧形渠道处的水流方向是逐渐变化的，从而产生惯性离心力，进而产生大量微涡旋，提高了絮凝效率 。