技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，涉及一種強(qiáng)化底部絮凝效果的絮凝池及其絮凝方法。

背景技術(shù)

在水處理過(guò)程中，混凝是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其包含了兩個(gè)階段，一是混合，二是絮凝。絮凝是指使水或液體中懸浮微粒集聚變大，或形成絮團(tuán)，從而加快粒子的聚沉，達(dá)到固液分離的目的。絮凝效果的好壞主要受原水水質(zhì)特性、投加的絮凝劑或助凝劑品種與劑量以及混合條件、絮凝水力條件影響，其中，水力條件主要由絮凝池池型結(jié)構(gòu)決定。隔板絮凝池是指水流以一定流速在隔板之間通過(guò)而完成絮凝過(guò)程的構(gòu)筑物，是傳統(tǒng)的絮凝池布置形式，主要有往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式兩種，后者是在前者的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)而成的。

流動(dòng)邊界層內(nèi)的流態(tài)分層流和紊流，紊流邊界層緊靠壁面處仍有薄層流體保持層流，稱(chēng)為層流底層。現(xiàn)有階段，對(duì)于水平隔板絮凝池絮凝，層流底層水流平穩(wěn)，不能形成較多渦旋，從而導(dǎo)致廊道底層粘滯區(qū)絮凝效果很低?；谀壳八媾R的問(wèn)題，采用一種能在水平隔板絮凝池底部生成渦旋，促進(jìn)底部絮凝效果的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種水平隔板絮凝池底部凸起裝置，采用不同間距、不同角度的隔板來(lái)實(shí)現(xiàn)底部凸起，通過(guò)底部凸起裝置，在水平隔板絮凝池底部生成渦旋，底層水流受到隔板阻擾后曲折流動(dòng)，形成眾多的小渦旋，提高了微粒之間的碰撞頻率，促進(jìn)底部絮凝效果，根據(jù)絮凝過(guò)程的水力條件，能夠靈活調(diào)節(jié)隔板與池子底部的角度，改變底部渦旋的大小、強(qiáng)度，強(qiáng)化絮凝效果。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的：

一種強(qiáng)化底部絮凝效果的絮凝池，底部設(shè)置有沿水流方向依次排列的多個(gè)隔板擾流組件。每個(gè)隔板擾流組件均包括一塊或并排設(shè)置的多塊隔板。沿著水流方向，各隔板擾流組件內(nèi)的隔板與水流方向的夾角逐漸減小。

作為優(yōu)選，沿著水流方向，相鄰兩個(gè)隔板擾流組件的間距逐漸增大。

作為優(yōu)選，位于首端的隔板擾流組件內(nèi)的隔板豎直設(shè)置。除豎直的隔板外，各隔板的頂端向遠(yuǎn)離絮凝池入水口的一側(cè)傾斜。

作為優(yōu)選，位于首端的隔板擾流組件到絮凝池進(jìn)水口的距離為x

作為優(yōu)選，第i個(gè)隔板擾流組件與第i-1個(gè)隔板擾流組件底部的間距x

作為優(yōu)選，位于首端的隔板擾流組件的底部與位于末端的隔板擾流組件的底部的間距l(xiāng)＝λS；其中，系數(shù)λ的取值范圍為0.5～0.7。

作為優(yōu)選，所述的隔板呈矩形。隔板的長(zhǎng)度h＝kδ。其中，δ為絮凝池中水流的流動(dòng)邊界層厚度；系數(shù)k的取值范圍為1～2。

作為優(yōu)選，所述的隔板擾流組件包括手柄、連接桿和隔板；連接桿支承在絮凝池的底部，且軸線(xiàn)垂直于水流方向。連接桿的一端端部伸出絮凝池外，且固定有手柄。隔板固定在連接桿上。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)連接桿，能夠調(diào)節(jié)各隔板與絮凝池內(nèi)水流流動(dòng)方向的夾角。

作為優(yōu)選，所述的連接桿與絮凝池之間設(shè)置有鎖止組件。鎖止組件用于將調(diào)節(jié)到目標(biāo)角度的連接桿鎖止，使得連接桿上的隔板在絮凝過(guò)程中保持夾角穩(wěn)定。

作為優(yōu)選，所述的鎖止組件采用摩擦帶或緊頂螺釘或彈子凹槽配合的鎖止結(jié)構(gòu)。

一種強(qiáng)化底部絮凝效果的絮凝池方法具體如下：

步驟一、根據(jù)被絮凝水體的特點(diǎn)及絮凝池的長(zhǎng)度和寬度，設(shè)定隔板擾流組件的數(shù)量n、每個(gè)隔板擾流組件中隔板的數(shù)量y、相鄰兩個(gè)隔板擾流組件底部的間距x

步驟三、向底部絮凝效果的絮凝池的入水口注入被絮凝水體。被絮凝水體在經(jīng)過(guò)各隔板擾流組件時(shí)被擾動(dòng)，形成渦旋。被絮凝水體在渦旋作用下加速形成絮體結(jié)構(gòu)。越靠近絮凝池的入水口1的渦旋越大，促進(jìn)被絮凝水體快速絮凝；越靠近絮凝池的出水口的渦旋越小，避免被絮凝水體中已經(jīng)形成的絮體被切碎，促進(jìn)絮體的沉淀。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1.本發(fā)明相較于傳統(tǒng)絮凝方法，增加了在底部生成渦旋強(qiáng)化絮凝效果的辦法，使絮凝的效率更高。

2.本發(fā)明的底部隔板角度可以根據(jù)水力條件進(jìn)行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)水流的需要。

3.本發(fā)明從入水口到出水口的方向上，不同排隔板的間距呈從小到大的趨勢(shì)，隔板與絮凝池底部的角度呈從大到小的趨勢(shì)，使得絮凝池中沿水流方向產(chǎn)生從大到小的渦旋，既在初始絮凝階段提高絮凝速度，又在絮凝結(jié)束階段避免大渦旋切碎絮體。

4.本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方便，成本較低，可提供數(shù)量更多的渦旋。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明強(qiáng)化底部絮凝裝置的側(cè)視立體圖。

圖2為本發(fā)明強(qiáng)化底部絮凝裝置的俯視圖。

圖3為本發(fā)明強(qiáng)化底部絮凝裝置的左視圖。

圖4為本發(fā)明在進(jìn)行絮凝過(guò)程中的速度仿真模擬圖。

圖5為本發(fā)明在進(jìn)行絮凝過(guò)程中的湍動(dòng)能仿真模擬圖。

圖中：1、入水口；2、出水口；3、手柄；4、連接桿；5、隔板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1、2和3所示，一種強(qiáng)化底部絮凝效果的絮凝池，包括沿絮凝池長(zhǎng)度方向依次不等間距排列的n個(gè)隔板擾流組件。每個(gè)隔板擾流組件均包括手柄3、連接桿4和y塊隔板5；其中n＝4，y＝6。連接桿4支承在絮凝池的底部，且軸線(xiàn)平行于絮凝池的寬度方向(即垂直于水流方向)。連接桿4的一端端部伸出絮凝池外，且固定有手柄3。y塊隔板5依次等間距焊接固定在連接桿4上。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)連接桿4，能夠調(diào)節(jié)各隔板5與絮凝池內(nèi)水流流動(dòng)方向的夾角。連接桿4與絮凝池之間設(shè)置有鎖止組件。鎖止組件用于將調(diào)節(jié)到目標(biāo)角度的連接桿4鎖止在絮凝池上，使得連接桿4上的各隔板5能夠在絮凝過(guò)程中保持夾角穩(wěn)定。鎖止組件通過(guò)摩擦帶或緊頂螺釘或彈子凹槽配合的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)連接桿4的鎖止。

所述的隔板5呈矩形。隔板5的長(zhǎng)度h＝kδ。其中，δ為絮凝池中水流的流動(dòng)邊界層厚度；系數(shù)k的取值范圍為1～2。各個(gè)隔板5的長(zhǎng)度方向均與連接桿4的軸線(xiàn)垂直。

從絮凝池內(nèi)的水流方向(即進(jìn)水口1到出水口2的方向)上，隔板5與水流方向之間的夾角逐漸減小。因此，在絮凝池內(nèi)的水流方向上，各隔板擾流組件對(duì)水流的擾動(dòng)作用依次減弱。從絮凝池內(nèi)的水流方向(即進(jìn)水口1到出水口2的方向)上，相鄰兩個(gè)隔板擾流組件的間距逐漸減大，使得水流越靠近絮凝池出水口2是受到的擾動(dòng)作用越小。

位于首端(即最靠近絮凝池進(jìn)水口1)的隔板擾流組件內(nèi)的隔板5與水流方向的夾角α

位于首端的隔板擾流組件到絮凝池進(jìn)水口1的距離為x

第i排隔板5與第i-1排隔板5的間距x

該絮凝池進(jìn)行絮凝過(guò)程的流速和湍動(dòng)能仿真情況如圖4、圖5所示，圖中的上端為進(jìn)水口1，下端為出水口2，可以看出絮凝池進(jìn)水口處的水流速度較快，經(jīng)過(guò)第一排隔板后，水流速度明顯減小，湍動(dòng)能增大，對(duì)流場(chǎng)擾動(dòng)作用增強(qiáng)，水流質(zhì)點(diǎn)碰撞劇烈，有利于形成大而密實(shí)的絮體結(jié)構(gòu)，隨著隔板角度的減小，湍動(dòng)能也隨之減小，但仍可產(chǎn)生較小渦旋，在絮凝后期可以避免因產(chǎn)生渦旋過(guò)大而將已形成的絮凝體切碎的情況。

該強(qiáng)化底部絮凝效果的絮凝池的絮凝方法具體如下：

步驟一、根據(jù)被絮凝水體內(nèi)的成分及絮凝池的長(zhǎng)度和寬度，設(shè)定隔板擾流組件的數(shù)量n和每個(gè)隔板擾流組件中隔板5的數(shù)量y。根據(jù)被絮凝水體流經(jīng)絮凝池時(shí)的流動(dòng)邊界層厚度δ，確定隔板的長(zhǎng)度h＝kδ；k為取值范圍為1～2的系數(shù)。

步驟二、按照步驟一中確定的隔板擾流組件數(shù)量n、每個(gè)隔板擾流組件中的隔板5數(shù)量y和隔板的長(zhǎng)度h，搭建強(qiáng)化底部絮凝效果的絮凝池。

步驟三、向底部絮凝效果的絮凝池的入水口1注入被絮凝水體。被絮凝水體在經(jīng)過(guò)各隔板擾流組件時(shí)被擾動(dòng)，形成渦旋。被絮凝水體在渦旋作用下加速形成絮體結(jié)構(gòu)。越靠近絮凝池的入水口1的渦旋越大，從而促進(jìn)被絮凝水體快速絮凝；越靠近絮凝池的出水口2的渦旋越小，避免被絮凝水體中已經(jīng)形成的絮體被切碎，從而促進(jìn)絮體的沉淀。