论竖流式高效折板反应沉淀池设计运行问题

发表时间:2020/7/30   来源:《工程管理前沿》2020年11期   作者:王洪翔
[导读] 结合在分析竖流折板絮凝的工作原理以及相关的工艺特点的基础上,从自身的自来水沉淀池设计以及管理经验出发,重点选择案例分析的方式来探讨了竖流式高效折板反应沉淀池设计运行情况,希望对于今后全方位提升自来水厂的工艺设计水平有所帮助。
        摘要:结合在分析竖流折板絮凝的工作原理以及相关的工艺特点的基础上,从自身的自来水沉淀池设计以及管理经验出发,重点选择案例分析的方式来探讨了竖流式高效折板反应沉淀池设计运行情况,希望对于今后全方位提升自来水厂的工艺设计水平有所帮助。
关键词:自来水厂,竖流折板,工作原理,工艺特点,沉淀池设计

1 引言
        针对水净水厂的水质净化的过程中来说,应该重视如何有效实现混凝反应的过程,这样才能有效实现预期的净水要求。结合自来水厂的实际情况,针对絮凝阶段进行分析,大都是通过水力或机械搅拌的作用下,流动不同的流动方式有效促进相关的混凝反应,能实现水中的颗粒进行尽可能多的碰撞作用,从而有效实现相关的良好的沉淀性能的密实絮凝体。结合实际情况来看,考虑到众多结构的絮凝池形式,在实际过程中,则应结合净水的实际要求,从多角度考虑到相关的影响因素,合理化提升效率,缩短絮凝时间,控制好相关的空间尺寸等。这里结合竖流折板絮凝工艺的特点,将其应用反应沉淀池设计过程中,并结合相关的工程案例分析了竖流式高效折板反应沉淀池设计运行中应该注意的问题。
2  竖流折板絮凝的工作原理
        针对竖流折板絮凝池的发展来看,其主要是在充分发展竖流隔板的基础上,能有效结合实际需求,实现竖流隔板絮凝池的平板隔板来进行必要的改变,将其具有一定的角度。具体来说,从工作原理来看,从实际需求出发,将部分数量的折板设置在絮凝池中,这样情况下,进行絮凝剂加入,并通过有效的混合作用,将其流入相应的上下翻腾的夹间通道,通过必要的具有一定夹角的折板间存在着拐弯、缩放等情况,有效实现相应的边界层的分离情况,在这样情况下,还存在着一定的附壁紊流耗能情况,通过有限的很小的能量,就能有效增加相应的水流内部的颗粒相互碰撞的概率,大大增加其相应的反应,实现输入能量的利用率大大提升,有效实现絮凝时间缩短,实现良好的絮凝体沉降要求,满足预期的效果。
3 竖流折板絮凝的工艺特点
总体来说,结合在净水过程中的竖流折板絮凝池的特点,其主要工艺特点分析如下:
一是,能耗较低。考虑到低流速的影响下,能耗则是表现在水头损失小,大部分都是集中于颗粒碰撞中,能耗分布合理。利用较小的能耗情况,就能满足较好的絮凝实际效果;
二是,实现良好的絮凝效果。考虑到中结构中最为重要的折板构造,发挥构造优势能实现水中颗粒碰撞频率的大大提升,在具体实践中,为了避免絮凝体在水流振荡中被剪切破坏的情况,呈现出流速全程递减的特点,有效实现低流速的分段控制要求,从而能实现沉降速度提升的情况;
三是,工艺符合水质变化情况比较大的实际情况;
四是,整体结构紧凑,安装方案,有效控制了池体的尺寸。考虑到絮凝效率高、絮凝时间短的特点,这样就不需要太大的池体体积,结合实际需要来合理优化池身的深浅情况,以便能更好地满足沉淀池的设计要求;
五是,避免应用动力设备,具有较为便宜性的维护管理特点;
六是,在折板制造工艺中,大部分则是通过聚乙烯板,或者钢丝网水泥板,这样能保障施工工艺大大简化。
4 案例分析
针对中小城镇的水厂应用情况来看,其日用水量往往不断太大,但存在着比较大的变化系统。在这样的情况下,则应结合实际情况来选择合适的给水工艺,特别是能符合实际水厂的需求,这里结合某自来水厂的反应沉淀工艺设计相关情况,探讨了竖流式高效折板反应沉淀池运行的情况,希望对于广大同仁起到一定的帮助和借鉴作用。


4.1 反应部分
结合混凝机理的情况,在进行将相关的助凝剂、混凝剂和源水进行全方位的混合,并能从实际需求角度出发设计了扰流装置,符合相关的流体动力学的要求,积极构建良好的反应条件。结合工程设计的合理性要求,有效对于相应的流速梯度(G值)和甘布准数(GT值)进行控制,从而能有实现有效的最佳水流状态,保持在工程项目中的经济合理的紊流能耗情况,从而在整体上有效控制好反应时间,避免造成过大的水头损失问题,有效保障合理化控制好工程造价,还能实现预期的絮凝反应效果,从而保障反应池的能效利用率达到提升,实现预期的反应效果。
在综合考虑各种因素的情况下,综合设计提出了竖流高效折板式反应池的方案。通过这样的方式,能有效实现在低流速影响下,在不断水流的条件下,能有效均匀化地实现众多微涡体,这样就能够造成水流质点的相对运动得到加速,能有效实现在各个方向都能实现矾花的碰撞要求,从而满足在比较低的水头损失的状态下,能够实现预期的反应效果。同时,由于则是在低流速的状态下,这样则会保障矾花破碎的可能性大大降低。
所以,结合实际情况来看,进行三段化的反应池的设计工作,主要是从以下两个方面进行重点考虑:一是,反应池中配置性能优异的扰流装置;二是,考虑到反应池输入能耗和时间的分配情况来看,其应该能否符合矾花最大成长速率的要求。
4.2 沉淀部分
结合自来水厂的实际情况,特别是从水量水质的影响角度分析,涉及到具体的运行管理来说,遵从节约用地、控制造价的角度,选择实施平流折返式沉淀池。
其中,设计参数主要如下:沉淀时间为2小时,平均流速控制在15-18mm/s的范围,沉淀池有效深度为3.2m,理论池长度为80m,结合实际情况来看,共设置84个尺寸为200 ×200的孔眼,并进行交错化布置。
在具体的沉淀池中实现两次转折,结合实际的需求,通过将导流墙设置在中间位置,能有效实现水力半径减少,雷诺数的降低,这样能有效避免由于水流的折转情况而造成的湍流问题,不利于实现预期的沉淀效果。另外,内外转角设置则是通过弧形方式,能有效进行均匀流的要求。
结合出水的实际情况,通过“山”形集水槽的方式,保障出水水质得到提升,从而实现出水集水槽的集水强度有所降低。对于排泥方式,则是通过人工排泥的方式,按照需求将排泥放空槽设定在池底中部,将穿孔排泥管排泥方式在两端方式应用。通过多年的生产运行,能实现良好的预期效果。
第一,相比于改造前,在同一水源的情况下,能有效提升反应效果,具有良好的生成矾花质量;第二,相比于老水厂效果来说,能实现较低的能耗,这样则会水头损失从0.5m降为0.2m;第三,在设计参数中的水量、水质、水温方面的具有较好的适应性,通过生产实践相关参数,能有效满足现场的生产实践要求,体现出沉淀工艺的良好的适应性,从而保障沉淀池设计具有良好的适应性;第四,通过这种折返式平流沉淀池的结构,能体现出结构紧凑的特点,具有减少的占地面积,有效节省工程造价。
5 结语
在自来水厂中应用竖流式高效折板反应沉淀池的实践中,还应重点结合自身的实际需求,考虑到以下几个方面的问题。一是,合理选择排泥设备,应该满足经常化排泥的问题,避免积泥问题严重;二是,考虑到比较短的反应时间情况下,往往存在着药物中断较为敏感的情况,应该严格管理投药问题;三是,在实践中的人工排泥方式,造成生产方面的影响,也存在着较大的劳动强度,今后则应进行优化改进。


参考文献:
[1] 汪广丰 .  竖流折板絮凝工艺的设计与运行[J]. 中国给水排水, 1999年第8期:29-31.
[2] 胥晓瑜.  台山核电净水厂工程设计特点及应用分析[J]. 给水排水, 2013年第4期:67-70.
[3] 王锦.  双阀滤池设计、施工中应注意的几个问题[J]. 给水排水动态, 2007年第1期:18-19.
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