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絮凝池的合理設計　

前 言

完成絮凝過程的絮凝池(一般常稱反應池)，在凈水處理中占有重要的地位。天然水中的懸浮物質及肢體物質的粒徑非常細小。為去除這些物質通常借助于混凝的手段，也就是說在原水中加入適當的混凝劑，經過充分混和，使膠體穩定性被壞(脫穩）并與混凝劑水介后的聚合物相吸附，使顆粒具有絮凝性能。而絮凝池的目的就是創造合適的水力條件使這種具有絮凝性能的顆粒在相互接觸中聚集，以形成較大的絮凝體(絮粒)。因此，絮凝池設計是否確當，關系到絮凝的效果，而絮凝的效果又直接影響后續處理的沉淀效果。 當然，為了獲得良好的絮凝效果，混凝劑的合理選擇是重要的，但是也不能忽視絮凝池設計的重要性。在生產實踐中，不少水廠由于改進了絮凝池的布置，從而提高了出水水質，降低了藥耗，或者增加了制水能力。在混凝沉淀的設計中，也出現了寧可延長一些反應時間以縮短沉淀時間的看法。這些都說明絮凝反應在凈水處理中的重要作用。 近年來，由于高效能沉淀以及過濾裝置的出現，使水廠的平面布置(包括構筑物尺寸及占地面積)大為縮小。相對來說絮凝池所占比例就有所增加。例如，在原平流式沉淀池中，絮凝只占較小的體積。然而在斜管沉淀池中，絮凝部分的體積幾乎與沉淀部分的體積相仿。為此，國內不少同志在這方面進行著如何改進絮凝構筑物的研究，并提出了不少設想。對設計工作者來說，亦迫切要求有一個科學的評價方法，以解決如何合理選擇絮凝形式的問題。 絮凝反應是一個很復雜的過程，它不僅受絮凝池水力條件的控制，而且還與原水性質、混凝劑品種和加藥量以及混和過程都有密切關系。從目前國內外的研究情況來看，尚沒有一個能定量地反映絮凝過程的完整數學模式，甚至作為定性分析，也還存在不少問題。這些情況就給具體設計工作者帶來很多困難。嚴格地說，目前不少絮凝池的設計，僅是水力的驗算，并沒有對絮凝過程作完整的分析。因此，往往出現即使原水的絮凝性質很不相同，而其絮凝池的布置卻

完全相同的情況。 根據規范或設計手冊規定的設計數據，進行水力計算，是目前絮凝池設計中應用最廣泛的方法。應該說它在大多數場合下是可行的，但并不一定是最優的，況且，這些規定也只規定一些主要指標，至于具體的布置還需由設計者確定。例如，一般規定隔板絮凝池的流速由0．6米／秒漸減至0．2米／秒。至于流速如何遞減，以及隔板轉折的布置和道數等等，都未作明確規定。因而盡管所用主要指標完全相同，卻可設計成很不相同的布置形式，至于它們的效果差異則更難以鑒別。 為了探討絮凝池設計的合理方法，福建省凈水工藝試驗組曾提出了應用“模型絮凝池”的概念。其基本出發點就是認為：合理的反應速度應符合流速漸變的原則，即反應速度由大到小呈直線變化，且反應池進口流速應蚊祝?耄?隹諏魎儻?.1米／秒。凡符合這二個條件的所謂“模型絮凝池”則被認為是理想的絮凝池布置。 “模型絮凝池”作為探討整個絮凝過程變化規律的設想，是有其積極意義的。但是，要把“模型絮凝池”作為理想的絮凝形式，則尚缺乏足夠的依據。作為問題之一，它脫離了原水性質的考慮。速度漸變原則應對不同水質條件有不同的要求，而不宜取作常量。譬如，對于原水顆粒濃度不足以及絮凝體不易破碎的情況，將較高流速區的反應時間增加些，顯然是有好處的。反之，則應增加較低流速區的比例。另外，隔板絮凝的轉折，從“模型絮凝池”的要求考慮，顯然是不符合要求的。但是實際上在絮凝的最初階段，它往往起到了促進絮凝的效果。“模型絮凝池”用流速作為比較的相似關系，與絮凝理論所采用的以速度梯度作為相似關系有所區別。隨著絮凝形式的不同，同樣的流速，其速度梯度可相差達數倍。因此關于“模型絮凝池”的設想尚有不少問題需要進一步深入研究。