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介绍了机械搅拌絮凝池的优缺

发布时间:2021-02-20 11:30人气:

国内目前使用较广泛的絮凝反应装置有水力搅拌式和机械式两种,其中机械搅拌式以隔板絮凝池为主,机械式以机械搅拌为主。隔板絮凝池运行维护费用低,易于管理,但不利于调节,如使用范围广的隔板絮凝池开始絮凝时,初期絮凝作用有利于絮凝反应,后期絮凝作用可能导致絮凝颗粒破碎;截面尺寸过小对清理和施工比较困难;流速过大时,初期絮凝作用会导致絮凝反应的G值(速度梯度)过大,而流速过小又会在反应槽内产生沉淀等。机械式混凝絮凝池是完成絮凝工艺的重要单元操作,具有处理效率高,絮凝效果好,不受水量变化的影响,单位面积产水量大,对水温及水质变化的适应能力强等优点,目前已被广泛应用于各种水处理工艺,但絮凝设备昂贵,成本高,运行费用高于隔板絮凝池,其次,它存在着运行中反应池短流和水量不稳定,絮体沉降性能差,污泥在絮凝反应中利用率低,絮凝反应中絮凝效果差等问题。为了提高絮凝效率,必须对机械搅拌澄清池进行合理的改造。实际上,多将机械搅拌絮凝池与其它形式的絮凝池结合使用,以提高机械搅拌絮凝池的利用率。
1.机械式絮凝池的结构和工作特性。
机械式絮凝池主要由桨板、叶轮、旋转轴、隔板、池壁等组成,它是一种在科研、教学和生产中广泛应用的絮凝设备,通过机械搅拌试验,不但可以选择投加剂的种类、数量,而且可以确定出最佳的絮凝条件[2]。在絮凝池内设有搅拌装置,搅拌靠机械力实现,即通过叶片搅拌完成絮凝过程。刀片可作回转运动,也可作上下往复运动,目前在我国普遍采用回转方式。常规机械絮凝池中的搅拌器很少采用网浆式,多数采用桨板式叶轮,70~80年代国内使用较多,且有较为系统的池型设计规范和搅拌器设计方法,使用效果良好。为保证沉淀池的沉淀效果,需在絮凝池中形成较大絮体,并有足够的絮凝时间和相应的水力条件。一般采用15~30min的絮凝时间,并对絮凝速度进行控制,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之间,保证絮凝过程充分、完美。机械式搅拌可串联使用,大型水厂采用分级搅拌方式,一般设有3~4挡混合机。
机械搅拌絮凝池在国外得到了广泛的应用,混合器的配置也比较合理。根据流态,搅拌器叶轮可分为径向流式和轴向流式两种,轴向流式叶轮搅拌器无分区循环,单位功率产生的流量大,剪切率小,在桨叶附近较大范围内分布均匀,最大抗脱流能力强,在生产中得到了广泛的应用。
2.横轴式机械搅拌池的优缺点和操作条件
当前,国内水平轴式机械搅拌器的水平旋转轴有平行于水的方向和垂直于水的方向,但大多是平行于水的方向。横向旋转轴方向与水流方向平行,能在增加水流速度的同时减小水流的流速,增大水流的流速,主要通过机械搅拌速度(即机械搅拌强度)来控制,实验室内一般采用絮凝过程模拟得到相关数据和动态图形。
横轴式机械搅拌器的驱动装置设在水池外面,一套驱动装置可以串接几组桨板叶轮,与竖轴式机械絮凝水池相比有很大的优势,因此,横轴式机械搅拌器在生产实践中的应用较多。絮凝池一般与沉淀池合建,这样可以避免当水流通过连接管路时,形成的絮体破碎,一旦絮体破碎,再进行絮凝是非常困难的。
3.立轴机械搅拌池的优缺点和操作条件。
竖直轴式搅拌池的驱动装置(如减速箱等)位于池的顶部,以往减速箱密封技术不过关,容易发生漏气、漏油现象,一旦发生漏油现象,不仅会增加企业的经营成本,而且会造成水体的污染;另外,竖直轴式搅拌池的一片桨板上还需配有驱动装置,这极大地提高了水厂和企业的投资成本和经营成本,因此,我国并未大量使用竖直轴式搅拌池。
但国外情况正好相反,垂直轴絮凝搅拌器因维修较少,机械设备易于管理,设备操作灵活,易于控制转速,水头损失较小,混合强度易于调整和控制,混凝效率高,絮凝器出现故障对设备整体影响不大等特点而大量使用。
4.机械式絮凝池配置方式
机械式搅拌絮凝池是一种较为理想的絮凝形式,它承接了混合池出水的絮凝池,要求其在池内的流速由大到小逐步转变。水溶液中的胶体颗粒在较大的反应速率下会发生较充分的碰撞吸附凝聚,而在较小的反应速率下则会在沉淀池中形成较大且稠密的絮体(绒体)以便于去除。
单一的机械池接近CSTR型反应器,因此宜采用串联的形式。反应格数越大,越接近PF反应器,反应效果越好,但不能过多。机械式絮凝池的串联级数不宜过多,一般考虑3-4级,数格由隔断墙(或称为导流墙)隔开,以避免短路,搅拌强度随着絮凝体的成熟逐格地降低。其流速梯度不受水的影响,G值适应能力较强,是国外絮凝的主要方法,但由于设备及维护等原因,在国外应用较少。对于合理的分级、与其它形式结合时机械反应的设定位置等问题,造成了机械絮凝过程中G值变化次数的减少。同一片搅拌桨板,G值可视为相同。在絮凝过程中G值的变化只有3-4次,因此需要在设计时特别注意G值的选择。现在许多机械絮凝的布设,最大和最小G值一般仅差5-6倍。为布局方便,在设计时多将每一台搅拌机的作用范围设置相同,即每一G值的絮凝时间相同。

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