涡旋混凝给水处理技术原理及具体工艺

涡旋混凝给水处理技术原理及具体工艺 摘要,城镇用水及工业废水处理中,絮凝(混凝)过程是应用最普遍的关键环节之一。絮凝效果的好坏,直接决定着后续单元过程的运行工况、处理费用及最终出水水质。实践证明,设计时混凝工艺选定的合理,不仅可提高出水水质。还能达到节能节约降低运行费用的目的。这项技术适应广泛,不仅对低温低浊、汛期高浊水处理效果好,同时,对微污染原水具有较好的处理效果。可利用最小投资,取得最大效益,充分发挥现有供水设施的潜力,在短时间内缓解城市供水短缺状况,促进城市的经济发展。 关键词,祸旋混凝给水处理技术 絮凝机理工艺 在给水净化和废水物化处理的混凝、沉淀、过滤诸工艺中,混凝是其中的关键。天然水体中的分散相大部分由无机胶粒组成,如,黏土、金属氧化物、金属氢氧化物和金属碳酸盐,还有来自腐殖质的有机胶体物质以及有生命的微生物(藻类或细菌)。因此搞清絮凝动力致因是提高絮凝效率的关键,涡旋混凝给水处理技术是根据多相流动物系反应控制惯性效应理论,本文结合给水工程实践,探讨了给水处理中混合、絮凝反应、沉淀三大主要工艺。 一、絮凝的动力学过程 1 絮凝一般是指水中的胶体在加入混凝剂进行脱稳之后,相互接触碰撞,在吸引力作用下台井成长为大絮凝体的过程。研究絮凝的动力学过程,也就是研究絮凝过程中颗粒状态的变化,颗粒是怎样从粒径较细数量较多,逐步演变为粒径较大而数量较少的。 要使颗粒产生絮凝需要有两个基本前提,颗粒间的接触(即碰撞)以及接触后的聚集。两个保持一定距离作相对运动的颗粒,如无其他力的作用是无法接触的,因为它们之间将始终维持原来的间距。当然,颗粒的接触并不等于聚集,如果颗粒不具备彼此结合的能力,接触后的颗粒仍然处于分散状态,它取决于混凝剂的性质。总之使颗粒产生絮凝的首要条件是接触碰撞,而颗粒在水中的接触碰撞,主要有三种途径,(1)颗粒的布朗运动。(2)颗粒间的沉速差异,(3)流动水体的水力作用。 由布朗运动所造成的颗粒碰撞速率与水温成正比,与颗粒浓度平方成正比,而与颗粒尺度无关,实际上只有小颗粒才有布朗运动,随着颗粒粒径增大,布朗运动将逐渐减弱,当颗粒粒径大于lumN,布朗运动基本消失。对于一般絮凝池来说,絮体颗粒一般从微米级增至毫米级以上,因此由布朗运动产生的颗粒接触碰撞可忽略不计。至于因沉速差异而造成的颗粒接触碰撞,在沉淀地中有一定的作用,然而在反应池中,由于水流的强烈紊动,相对来说沉速差异的作用将 2 是微小的。特别是在絮凝的初始阶段,颗粒细小,本身的沉速就不大,不同颗粒间的沉速差异也就更小,因此对于因沉速差异而产生的接触,在反应池中一般可以忽略不计,基于以上 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 可以断定,流动水体的水力作用对加速颗粒絮凝起主导作用。 二、絮凝动力机理 絮凝效果的好坏取决于两个因素,(1)混凝剂水解后产生的高分子络合物形成吸附架桥的连接能力,这是由混凝剂的性质决定的。(2)微小颗粒碰撞几率和如何控制它们进行合理有效的碰撞,这是由设备的动力条件所决定的。 由于絮凝中的颗粒碰撞是与湍流中的微结构的动力作用密切相关,因此在絮凝动力学的研究中应从湍流微结构的尺度,即从亚微观尺度上进行研究。 在絮凝过程中,由于水力条件对絮凝体成长起决定性作用,因此可以将絮凝当作流体力学问题来进行研究。丹保在他的论文中以直流水槽为例进行了说明,水槽中水流沿垂直流向可分为三层,层流底层、过渡层和紊流层(惯性区)。在紊流层内只能产生尺度大而强度低的涡流,在层流低层内不可能存在涡旋运动,在这两层之间存在一速度梯度相当大、涡能量最大的层,这一层就是过流层,实际上层流低层和过渡层都是极簿的流层,因此絮凝效果的好坏决定于紊流区[4]。 3 三、“涡旋混凝给水处理技术”的工艺特点 1、处理效率高、占地面积小,经济效益显著。 由于混合迅速(3,30秒),反应时间短(8,12分钟),沉淀池上升流速高(205,3.5mm/s),因此可大为缩短水在处理构筑物中的停留时间,大幅度提高处理效率,因而也就节省了构筑物的基建投资。工程实践证实,与传统工艺相比,采用新技术用于新建水厂,主体工艺构筑物可节省投资15―20,,并可大幅度减少主体构筑物占地面积。占地面积与平流沉淀池比较可节省70,,与斜管沉淀池比较可节省40,。 2、处理水质优,社会效益好,水质效益可观。 我国现行饮用水水质标准为浊度不超过3度,而发达国家标准是不超过1度。随着人民生活水平的提高,我国也将进一步提高生活用水标准。如果其标准提高到1度,那么大部分城市现有处理设备和工艺是难以达到的,只有通过大幅度投资扩建新水厂,才能解决水质和水量的矛盾。而采用此工艺可稳定保持出厂水浊度低于1度。由此可见,其潜在的水质效益是相当可观的。 3、抗冲击能力强,适用水质广泛。 实践证明,此项技术抗冲击的能力较强,当原水浊度,进水流量、投加药量发生一些变化时,沉淀池出水浊度不象传统工艺那样敏感。其原因是,这项工艺的沉淀池上升流速 4 按3.5mm,s设计时尚有很大潜力。运行实践 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,这项工艺对低温低浊、汛期高浊以及微污染等特殊原水水质的处理均非常有效。 低温低浊水中固体颗粒少,颗粒尺度小,有机物含量相对高,比重小。从颗粒级配来看也相对均匀,加之低温时药剂吸附架桥能力下降,这些都给絮凝与沉降带来困难。新技术采用的絮翼片隔板凝设备,可大幅度增加颗粒碰撞几率,克服了固体颗粒少、难于相互碰撞的缺点,形成比较密实的矾花,在接触絮凝斜板上有效的沉淀下来。 对高浊水来说,颗粒碰撞已不成问题,但在这种情况下混凝剂的亚微观扩散阻力大幅度增加。传统方法很难使亚微观传质在混合设备中完成。也就是说,有一部分地方会出现过反应情况,而这些地方反应不足,致使絮凝效果恶化,以致于矾花沉降性能变坏;再加上斜管沉淀池本身结构导致排泥不畅的缺点,使得高浊水处理成为难题。新技术由于能在各种情况下迅速完成药剂的亚微观扩散,同时小间距斜板克服了普通斜管排泥不畅的缺点,故此对高浊水处理十分有效。 我国目前普遍采用强氧化剂预氧化或生物预处理措施去除徽污染。然而,无论何种预处理方法,都要通过反应使水中的有机物析出,使它们达到胶体颗粒尺度,最终通过絮凝、沉淀、过滤的方法与水中的其他颗粒一起去除。因此,高效 5 能的絮凝与沉淀设备是去除微污染更有效的设备。实践证明,这项新技术在去除水中有机污染方面同样行之有效。 4、制水成本降低。 1)由于新技术采用先进的混合及反应设备,可节省投药量30,。 2)由于新技术沉后水浊度在3度以下,减轻了滤池负担,因此滤池反冲洗水可节省50,左右,并可延长滤料更换周期, 3)基建赞用的大幅度节省,可较大程度降低投资折旧率。 从以上三个方面来看,新技术的使用可使制水成本显著降低。 5、工期短、见效快。 此项技术用于新水厂的建设,从设计到安装调试只需2,3个月,可以在短时间内解决城市供水不足的状况。 随着我国城市建设的迅速发展,很多城市供水设施由于投资紧张,都严重滞后于城市的发展,造成很多城市缺水的局面。加之水质污染,水土流失等因素的影响,传统工艺暴露出难以克服的问题,而影响优质供水。而这项新技术可以有效解决传统工艺无法解决的问题。 总之,这项新技术具有处理效率高、水质好、投资省、制水成本低等特点。此技术的推广应用,可最大限度地挖掘利用现有水资源和供水设施的潜力,利用最小投资取得最大 6 效益。我们愿与全国各城市水同竭诚合作,使这项技术得以 更快地推广,造福于当地人民。` 7