欢迎访问亚游娱乐 | 首页!

主页 > 成功案例 >

浅析隔板絮凝池和机械搅拌絮凝池的优缺点

发布时间:2020-06-05 07:44

  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,亚游娱乐,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有水力搅拌式和机械式两类,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180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90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。

  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。

  在国外,机械搅拌絮凝池应用较多,搅拌器的布置形式也较多。搅拌器叶轮按流态可分为径向流式叶轮和轴向流式叶轮,轴向流式叶轮搅拌器不存在分区循环,单位功率产生的流量大,剪切速率小,且在桨叶附近较大范围内分布均匀,具有较强的最大防脱流能力,因此在生产实践中应用广泛。

  目前我国的水平轴式机械搅拌器的水平转动轴方向有与水流方向平行的,也有垂直的,但多为与水流方向平行。水平转动轴方向与水流方向平行可以减少水流的水头损失,同时增加水流的流速,减少的水头损失的大小和增加的流速的大小主要由机械搅拌的转速(即机械搅拌强度)控制,一般可由实验室内模拟絮凝流程得出相关的数据和动态图形。

  水平轴式机械搅拌器的驱动装置位于池外,一套驱动装置可以串联几组桨板叶轮,这与垂直轴式机械絮凝池相比有较大的优点,所以,水平轴式机械搅拌器在生产实践中的使用较多。絮凝池一般与沉淀池合建,这样可避免已形成的絮体在水流经过连接管道时被打碎,絮凝体一旦被打碎,很难再次絮凝。

  竖直轴式搅拌池的驱动装置(如减速箱等)位于池顶,过去的减速箱密封技术不过关,容易出现漏气、漏油的情况,一旦出现漏油的现象,不仅会增加企业的运营成本,更会造成水体的污染;另外,竖直轴式搅拌池的一个桨板就需要配备一套驱动装置,这样大大加大了水厂及企业的投资成本及运营费用,所以这种机械搅拌池在我国采用得不多。

  在国外刚好相反,竖直轴絮凝搅拌器以其维护少,机械设备便于管理;设备操作灵活,容易控制转速;较小的水头损失;混合强度容易调节和控制;混凝效率高;一台絮凝搅拌器失灵对总体影响不大等特点而使用较多。

  机械搅拌絮凝池是较理想的絮凝形式,其承接于混合池出水的絮凝池,要求其在池内的水流速度由大变小逐渐转换。在较大的反应速度下使水中的胶体粒子发生较充分的碰撞吸附凝聚,在较小的反应速度下使水中的胶体颗粒结成较大而稠密的絮体(绒体),以便在沉淀池内除去。

  单个机械池接近于CSTR型反应器,故宜分格串联。分格较多,越接近PF型反应器,效果较好,但不能太多。机械絮凝池的串联级数不宜过多,一般考虑3-4级,用隔墙(或称导流墙)分隔数格,以避免水流短路,搅拌强度随絮凝体长大而逐格减小。它的速度梯度不受水量的影响,G值适应性也相当大,在国外它是主要的絮凝方式,但由于设备以及维修等方面的原因,在国外应用受到影响。对合理分级,与其他形式结合时机械反应的设置位置等,这样造成了在机械絮凝过程中G值的变化次数减少。同一个搅拌桨板范围内,其G值可以认为相同。由于絮凝过程中G值的变化仅为3-4次,这就要求设计时特别注意G值的选取。目前不少机械絮凝的布置,最大与最小的G值一般只差5-6倍。为了布置方便,设计时多将每个搅拌机的作用范围布置成一样,也就是每个G值的絮凝时间是相同的。

  机械搅拌絮凝池可较好地适应水量变化,水头损失小,易调节,如配以无级变速机械装置可使反应达到。

  最佳状态,因而在我国使用较广,但由于机械设备和造价方面的原因使其范围受到一定的限制,因而在设计中可以与隔板絮凝、栅条(网格)絮凝等其他水力搅拌的形式组合利用,以便发挥各自的优势。隔板絮凝池构造简单,管理方便,可以缩短絮凝时间,减小池容积,节省投资。栅条(网格)絮凝池的絮凝效果好,水头损失小,絮凝时间短[7]。不少设计中把机械搅拌设置在絮凝的初期,因为开始阶段隔板反应较难布置。絮凝开始阶段要求流速大,断面小,对于处理水量较小的絮凝池往往满足不了构造尺寸要求。为弥补这个缺陷,可以在反应的开始阶段布置机械搅拌絮凝池[8]。对于处理水量较大的情况,则可以采用给机械搅拌絮凝池配备变频调速电动机,通过调节电动机的频率来控制搅拌的强度,中后期再配以隔板或者栅条(网格)等其他形式的絮凝池,这样既可以提高絮凝的效果和效率,又节省了投资,为其广泛使用奠定了技术基础。

  免责声明:凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

  无论是“环保一哥”,还是新能源“破局者”,全国工商联环境商会荣誉会长;桑德集团创始人、董事长文一波...[详细]

  霾及臭氧污染,已经成为当前我国大气污染治理的主要目标。目前,国家已经建立排放源表征的技术体系、观测...[详细]

  聚焦流域水环境综合治理,引领城市水生态文明建设,“清华大学工程博士高峰论坛”...[详细]