文档介绍：⑧错流式隔板絮凝反应器开发试验研究申请同济大学工学硕士学位论文培养单位:一级学科:二级学科:研究生:指导教师:环境科学与工程学院土木工程市政工程李建刘凡清教授二七年三月
摘要理的运行方式。提出宏观速度梯度考和板间距强刂品从πЧ牧礁龉丶混凝工艺絮凝歉碇械囊桓龃彻ひ眨谡龃砘方谥具有极其重要的地位,混凝条件的好坏关系到后续沉淀和过滤工艺发挥的优劣。常用的混凝方式大体分为机械式和水力式,在国内水力式混凝反应器应用的更为普遍,因为其不需要机械设备,在维护管理和经济性上较机械式更有优势。混凝理论一直以传统的速度梯度理论为主导,近年来发展了涡旋混凝理论。但是通过对流体特性的分析,可以得出两种理论在本原上的一致性,都是由于固体壁面的存在而在粘性流体中产生了速度梯度,使得流体话阒杆中的微粒发生接触碰撞,而由于流体的剪切作用,又可能使长大的微粒破碎。所以速度梯度和剪切作用闪髑杏α是矛盾的两个方面,研究好这两方面的相互关系,是开发高效混凝反应器的理论基础。本试验从混凝的这两个控制因素出发,开发出了一种新型的絮凝反应器—错流式隔板絮凝反应器。该反应器可以提供相对均匀的切变场,使得水流具有更加均匀的速度梯度和紊流切应力,也使得水流中的微粒得到更加均匀的接触碰撞机会和剪切作用。通过与空池及一种涡旋絮凝反应器ǘ的中试对比可以看出,这种错流式隔板絮凝反应器与鲍尔环的反应效果相当,二者都比空池运行具有更好的絮凝作用。这也验证了涡旋混凝理论与速度梯度理论在本原上的一致性,因为以两者为理论根据开发出的反应器,具有相同的反应效果。通过试验及理论分析,得出了错流式隔板反应器的理论参数、控制因素及合数。同时建议在前段及中段使用错流式隔板、后段使用直板的实际应用方式。这种错流式隔板絮凝设备还有其自身的特点,如构造简单、能量损失小、排泥畅通等,具有理论开发及工程应用的前景。关键词;混凝,涡旋混凝,速度梯度,紊流切应力,边界层,错流式隔板絮凝反应器爿
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土第滦髀旦:—絮凝动力学研究进展随着现代科学技术的快速发展,混凝科学技术也得到了迅速发展。混凝基础理论研究已从定性阐述发展到半定量或定量模型及模式,并已开始建立各种条件下颗粒的化学脱稳模型及水动力学传输数学模式,混凝剂使用也从传统金属盐凝聚剂发展到高分子絮凝剂时代,并趋于向多功能絮凝剂与生物絮凝剂方面发展。混凝基础理论的研究与高分子絮凝剂的发展有力的推动了混凝工程技术适用范围及处理效能的发展,并得到了显著的扩展与提高“卅。絮凝动力学讨论絮凝的速度问题。只有具有一定速度的絮凝过程才能满足水处理对出水水量的要求,因而才具有实际意义,所以对絮凝动力学的讨论是水处理絮凝学的重要方面。胶体之所以稳定是由于综合位能曲线上有势垒存在。倘若势垒为零,每次碰撞必导致聚沉,称为快速絮凝;若势垒不为零,则仅有一部分碰撞会引起聚沉,称为慢速絮凝。无论是对快速絮凝还是对慢速絮凝,微粒之间的相互碰撞是首要条件,而它们的相互碰撞是由其相对运动引起的。造成这种相对运动的原因可以是微粒的布朗运动,也可以是产生速度梯度的液体运动。前者称为异向絮凝,后者称为同向絮凝“在异向絮凝中微粒的碰撞由其布朗运动造成,碰撞频率决定于微粒的热扩散运动。计算得出异向絮凝的公式为:其中为初始的颗粒数T诜从时的颗粒数,鞘奔洌瑃。。是半衰期。,在的水溶液中,胶体微粒的!N.×”/若每毫升水中含鑫⒘J保瑃,负跷天,,异向絮凝也是极其缓慢的。.,
厶紋凹:坐坠型依靠布朗运动的异向絮凝速度太慢,不能单独应用,特别是当微粒相互碰撞聚集变得较大后,布朗运动就会减弱甚至停止,絮凝作用就减弱甚至不再会发生。