[發明專利]一種優化絮凝池絮凝效果的方法

有效

• 申請號: 201710280291.8
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN106964179B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 聶欣;陶雪峰;張童偉;俞衡;呂明;徐江榮
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B01D21/02
• 分類號: B01D21/02;C02F1/52
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 杜軍

本發明公開了一種優化絮凝池絮凝效果的方法。現有技術沒有明確提出在絮凝過程中，如何實現絮凝體尺度與湍流渦旋尺度的匹配。本發明采用的絮凝池，包括絮凝池體，絮凝池體被沉淀隔板和n塊廊道隔板分割成n+1個廊道，廊道內設置有弧形葉片。首先用PIV設備得到最大絮凝體尺度，再通過大渦模擬得到最大渦尺度。根據最大絮凝體尺度與最大渦尺度比值，增大或減小各廊道內弧形葉片凹面的弦長及弧形葉片凹面的弦與廊道長度方向的夾角。本發明通過對比絮凝體尺度與渦尺度，優化絮凝池的絮凝效果，操作簡單方便，且具有良好的效果。

技術領域

本發明屬于絮凝技術領域，具體涉及一種優化絮凝池絮凝效果的方法。

背景技術

我國目前主要使用的絮凝設備以水力絮凝池為主，具有結構簡單，維護方便，運行費用低等優點。但水力絮凝池無法做到根據實際運行工況對設備的水力流動狀態進行調節。歐、美、日等國常采用多檔變速機械攪拌，能夠根據實際工況對攪拌機轉速進行調節，可對絮凝水力條件進行干預。這不但需要較高的設備維護能力并消耗額外的較高能耗，而且對其內部的剪切渦旋難以做到精細調節，且其槳葉附近產生的較大的剪切力，易使得已經生成的較大的絮凝體被切碎。

湍流流動中，存在不同尺度與強度的渦旋，這些渦旋的形成需要消耗能量。能耗的大小與渦旋的大小、強度、數量有關。在繞流流動中，流體會生成與繞流物體尺度同一量級的渦旋，其后再破碎成多個強度較弱的小尺度渦旋，直到渦尺度小于科莫格洛夫尺度，耗散成熱量。

湍流渦對絮凝過程的影響呈現兩面性：一方面絮凝體的成長需要絮凝初期形成的絮凝核與原水中的膠體雜質增加碰撞的幾率，這時候，此時如果水中存在著大量的湍流渦旋，隨著湍流渦運動的絮凝核(體)的運動路徑將得到極大增長，也大大增加了絮凝核(體)與膠體雜質的碰撞機率，促進了絮凝體的增長，促進絮凝過程，提高了絮凝效率。另一方面，隨著絮凝體的長大，如果湍流渦旋的尺度如果小于或接近絮凝體尺度，其產生的剪切力有可能將絮凝體切碎，不利于絮凝后期的沉淀，特別是繞流物體附近產生的渦旋，其具有最大渦旋強度，如果其渦旋尺度小于絮凝體尺度，容易將絮凝體切碎，而其后破碎成的小尺度渦旋強度則開始銳減，對絮凝體的剪切破壞作用減弱。故而，需要盡可能將流過擾流物體產生湍流渦旋的尺度大于當地絮凝體的尺度。但過大的渦旋尺度的渦旋也會消耗較大的流動能量，絮凝體在理想的水力條件下，當地最強湍流渦的大小應大于當地的絮凝核(體)尺度，但不應該過大，否則會造成不必要的能量損耗。

根據申請人反復試驗得出，同樣的能耗下，在絮凝初期渦旋尺度為絮凝體最大尺度2倍左右的尺度時，絮凝效果最優，絮凝后期渦旋尺度為絮凝體最大尺度4倍左右的尺度時，絮凝效果最優。

盡管有關渦尺度的大小對絮凝體以及絮凝過程的影響，已經早有人提出，人們通過在絮凝池加裝如繞流部件，以期達到促進絮凝的水力條件；專利號為“201510136846.2”所公開的《帶弧形葉片渦旋發生器的絮凝池及其絮凝方法》中也提出了采用不同角度、不同大小葉片進行渦旋調節的手段，但都沒有明確提出在實際絮凝過程中，如何實現絮凝體尺度與湍流渦旋尺度的匹配，缺乏明確的可操作的優化方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種優化絮凝池絮凝效果的方法。