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机械行业

浅析隔板絮凝池和机械搅拌絮凝池的优缺点

时间:2019-12-12 08:17 来源:来宾机械学院 作者:来宾现代职业学院

    慧聪水工业网 天然水中的悬浮物质及肢体物质的粒径非常细小。为去除这些物质通常借助于混凝的手段,也就是说在原水中加入适当的混凝剂,经过充分混和,使胶体稳定性被坏(脱稳)并与混凝剂水介后的聚合物相吸附,使颗粒具有絮凝性能。

而絮凝池的目的就是创造合适的水力条件使这种具有絮凝性能的颗粒在相互接触中聚集,以形成较大的絮凝体(絮粒)。因此,絮凝池设计是否确当,关系到絮凝的效果,而絮凝的效果又直接影响后续处理的沉淀效果。

我国目前使用较为广泛的絮凝反应设备水力搅拌式机械式两类,水力搅拌式主要以隔板絮凝池为主,机械式主要以机械搅拌絮凝池为主。

隔板絮凝池运行维护费用低、便于管理,但不便调节,如使用较广的隔板絮凝池开始阶段的转折有利于絮凝反应,而后阶段的转折则可能造成絮凝颗粒破碎;断面尺寸过小对清洗和施工都较为困难;流速过大势必造成转折处的G(速度梯度)值过大,速流过小又将在反应槽内产生沉淀等。

机械搅拌絮凝池是完成絮凝工艺的重要单元操作,其具有处理效率高,絮凝效果良好,不受水量变化的影响,单位面积产水量较大,对水温、水质变化的适应性强等优点,目前已广泛应用于各种水处理工艺,但絮凝设备昂贵,造价高,运营费用高于隔板絮凝池,其次,它在运行过程中存在反应池短流和水量不稳定造成的反应强度不足,絮体沉降性能差,污泥在絮凝反应中的利用率不高,絮凝效果不甚理想等问题。因此,对机械搅拌澄清池进行合理改造,以提高其絮凝效能十分必要。在现实中多采用把机械搅拌絮凝池和其他形式的絮凝池组合利用,以此来提高机械搅拌絮凝池的利用效率。

隔板絮凝池

隔板絮凝池指的是水流以一定流速在隔板之间通过而完成絮凝过程的构筑物。其构造比较简单,进水流量大,能承受突然的水量变化,施工管理方便,目前用于大型水厂。

隔板絮凝池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,而着部分能量消耗往往对絮凝效果作用不大。因为180º的急转弯会使絮体有破碎可能,特别在絮凝后期。回转式隔板絮凝池内水流作90º转弯,局部水头损失大为减小,絮凝效果也有所提高。

往复隔板式絮凝池优点: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。缺点:因为水量过小时,隔板间距过狭不便施工和维修。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,因水利条件不甚理想,能量消耗(即水头损失)中的无效部分比例较大故需较长絮凝时间,池子容积较大。

其主要的缺点是水头损失较大,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,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

机械搅拌絮凝池

机械搅拌絮凝池指的是通过机械带动叶片而使液体搅动以完成絮凝过程的构筑物。

01.机械搅拌絮凝池的结构及工作特点

机械搅拌絮凝池主要由桨板、叶轮、旋转轴、隔墙、池壁组成,其是被广泛应用于科研、教学和生产中的絮凝装置,通过机械搅拌絮凝池的实验,不仅可以选择投加药剂的种类、数量,还可以确定混凝的最佳条件[2]。机械搅拌絮凝池内设搅拌机,搅拌靠机械力实现,即叶片搅拌完成絮凝过程。叶片可以作旋转运动,也可以作上、下往复运动,目前我国多采用旋转方式。传统的机械絮凝池的搅拌器少部分采用网浆形式,大多采用桨板式叶轮,其在20世纪70~80年代国内使用较多,并且有了较系统的池型设计规范和搅拌器设计方法,使用效果也较好。为了确保沉淀池的沉淀效果,在絮凝池内结成较大的絮体需要有足够的絮凝时间及相应的水力条件。絮凝时间一般采用15~30min,并控制絮凝速度使其平均速度梯度G值达到10~75s-1(一般控制在30~50s-1),使GT值在104~105范围内以保证絮凝过程的充分和完善。机械搅拌可采用多级串联方式,大型水厂则采用分级搅拌方式,一般内设3~4挡搅拌机。

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