简述折板絮凝池的发展历史和工作机理
发布时间：
2023-08-04
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折板絮凝池的发展
折板絮凝池是近20年来在隔板絮凝池基础上发展起来的。20世纪70年代初期，国内外絮凝技术及装置的试验研究发展较快。到70年代中期，华东地区开始大量推广人字折板竖流絮凝装置。1978年，江苏省六合县水厂建成了国内座折板絮凝池(设计规模5000m3/d)。1981年，镇江市金山水厂将2座规模为1.25万m3/d脉冲澄清池改造为2. 5万m3/d的竖流折板絮凝—余管沉淀池，开始将折板絮凝工艺应用于中型水厂。1982年北京进行竖流波形(纹)板絮凝器试验，反应时间4.8min，效果尚佳。1983年，城建总局鉴定的能混合絮凝研究课题，也将折板絮凝工艺列为絮凝工艺的一种形式。1988年，作为大型水厂的南京市上元门水厂将2#沉淀池原隔板絮凝工艺，改造为竖流折板絮凝工艺，设计规模6万m3/d，运行效果良好，为当时国内单池设计规模大的竖流折板絮凝池，提高了供水水质，增加了单池产水量。竖流折板絮凝工艺已成为国内给水厂常用的絮凝工艺形式。其优点是水流在同波折板之间曲折流动或在异波折板之间连续不断地缩放流动形成众多的小涡漩，从而提高了原水中颗粒碰撞絮凝的效果。
折板絮凝机理
折板絮凝池的构造是在池内放置一定数量的平行折板或波纹板。主要运用折板的缩放或转弯造成的边界层分离而产生的附壁紊流耗能方式，在絮凝池内沿程保持横向均匀，纵向分散地输入微量而足够的能量，有效地提高输入能量利用率和混凝设备容积利用率，增加液流相对运动，以缩短絮凝时间，提高絮凝体沉降性能。
絮凝的数学描述一般分为两个独立的过程：迁移和粘附。迁移过程产生颗粒的碰撞。迁移是由水中颗粒的速度差异引起。在折板絮凝池中，速度差异认为是以下3种因素造成：(1)颗粒的布朗运动(异向絮凝中起主要作用；(2)紊流涡旋(同向絮凝)；(3)颗粒间沉降速度的差异(差速絮凝)。粘附作用取决于和颗粒物本身表面性质有关的瞬时作用力。
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。同时，大尺度的涡旋从主流吸取动能，在运动过程中传递给较小尺度的涡旋，这样逐级传递，一直到微尺度的涡旋。在较大尺度的涡运动中，流体粘性几乎不起作用，可忽略不计，因而在动能传递中几乎没有能耗;而在微尺度的涡旋运动中，流体粘性将起主要作用，传送到这些低级涡旋的能量就会通过粘性作用转化为热能。水流中同时存在无数大大小小的涡旋，产生一系列的脉动频率，具有连续的频谱。
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 。
