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渦旋混凝低脈動沉淀給水處理技術(shù)

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一、概述  

“渦旋混凝低脈動沉淀給水處理技術(shù)“是根據(jù)王紹文教授提出的多相流動物系反應(yīng)控制慣性效應(yīng)理論,結(jié)合給水工程初中,經(jīng)近十年的研究而發(fā)明的。該技術(shù)涉及了給水處理中混合、絮凝反應(yīng)、沉淀三大主要工藝。  
理論上,首次從湍流微結(jié)構(gòu)的尺度即亞微觀尺度對混凝的動力學(xué)問題進(jìn)行了深入的研究,提出了“慣性效應(yīng)“是絮凝的動力學(xué)致因,湍流剪切力是絮凝反應(yīng)中決定性的動力學(xué)因素,并建立了絮凝的動力相似準(zhǔn)則;首次指出擴(kuò)散過程應(yīng)分為宏觀擴(kuò)散與亞微觀擴(kuò)散兩個不同的物理過程,而亞微觀擴(kuò)散的動力學(xué)致因是慣性效應(yīng),特別是湍流微渦旋的離心慣性效應(yīng)。由于新理論克服了現(xiàn)有傳統(tǒng)給水處理技術(shù)理論上的缺陷和實踐上的不足,因而導(dǎo)致了在給水處理技術(shù)上的重大突破。  

實踐中,發(fā)明了串聯(lián)圓管初級混凝設(shè)備、小網(wǎng)格反應(yīng)設(shè)備、小間距斜板沉淀設(shè)備等三項專利。目前這項新技術(shù)已在大慶市、賓縣、海倫市、撫順市、清原縣、秦皇島市等地自來水公司成功地推廣使用,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。工程實踐證明:此項技術(shù)用于新建水廠,構(gòu)筑物基建投資可節(jié)約20-30%;用于舊水廠技術(shù)改造,可使處理水量增加75%-100%,而其改造投資僅為與凈增水量同等規(guī)模新建水廠投資的30%-50%。采用此項技術(shù)可使沉淀池出水濁度低于3度,濾后水接近0度,可節(jié)省濾池反沖洗水量50%,節(jié)省藥劑投加量30%,大大降低了運(yùn)行費用和制水成本。  

這項技術(shù)適應(yīng)廣泛,不僅對低溫低濁、汛期高濁水處理效果好,同時,對微污染原水具有較好的處理效果??衫米钚⊥顿Y,取得最大效益,充分發(fā)揮現(xiàn)有供水設(shè)施的潛力,在短時間內(nèi)緩解城市供水短缺狀況,促進(jìn)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。  

二、“渦旋混凝低脈動沉淀給水處理技術(shù)“的工作機(jī)理  

(一)混合  

混合是反應(yīng)第一關(guān),也是非常重要的一關(guān),在這個過程中應(yīng)使混凝劑水解產(chǎn)物迅速地擴(kuò)散到水體中的每一個細(xì)部,使所有膠體顆粒幾乎在同一瞬間脫穩(wěn)并凝聚,這樣才能得到好的絮凝效果。因為在混合過程中同時產(chǎn)生膠體顆粒脫與凝聚,可以把這個過程稱為初級混凝過程,但這個過程的主要作用是混合,因此都稱為混合過程。  

混合問題的實質(zhì)是混凝劑水解產(chǎn)物在水中的擴(kuò)散問題,使水中膠體顆粒同時脫穩(wěn)產(chǎn)生凝聚,是取得好的絮凝效果的先決條件,也是節(jié)省投藥量的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌混合與孔室混合效果較差。近幾年,國內(nèi)外采用管式靜態(tài)混合器使混合效果有了比較明顯地提高,但由于人們對于多相物系反應(yīng)中亞微觀傳質(zhì)以及湍流微結(jié)構(gòu)在膠體顆粒初始凝聚時的作用認(rèn)識不清,故也防礙了混凝效果的進(jìn)一步提高?;炷齽┧猱a(chǎn)物在混合設(shè)備中的擴(kuò)散應(yīng)分為兩類:(1)宏觀擴(kuò)散,即使混凝劑水解產(chǎn)物擴(kuò)散到水體各個宏觀部位,其擴(kuò)散系數(shù)很大,這部分?jǐn)U散是由大渦旋的動力作用導(dǎo)致的,因而宏觀擴(kuò)散可以短時間內(nèi)完成;(2)亞微觀擴(kuò)散,即濁凝劑水解產(chǎn)物在極鄰近部位的擴(kuò)散,這部分?jǐn)U散系數(shù)比宏觀擴(kuò)散小幾個數(shù)量級。亞微觀擴(kuò)散的實質(zhì)是層流擴(kuò)散。因此使混凝劑水解產(chǎn)物擴(kuò)散到水體第一個細(xì)部是很困難的。在水處理反應(yīng)中亞微觀擴(kuò)散是起決定性作用的動力學(xué)因素。  

發(fā)布:2007-07-28 09:41    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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