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                浅析机械搅拌絮凝池的优缺点

                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,絮凝效〇果不甚理想等问题。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①的利用效率。

                01机械搅拌絮凝池的结构及工作特点
                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,并且有了较系々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ㄨ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ㄨ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▓,剪切〇速率小,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。

                02水平轴式机』械搅拌池的优缺点及运行工况
                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ζ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ω 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。

                03垂直轴式机械搅拌池的优缺点及运行工况
                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。

                04机械@ 搅拌絮凝池的布置方式
                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Ψ认为相同。由々于絮凝过程中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ㄨ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。