絮凝的數(shù)學(xué)描述一般分為兩個(gè)立的過程：遷移和粘附。遷移過程產(chǎn)生顆粒的碰撞。遷移是由水中顆粒的速度差異引起。在折板絮凝池中，速度差異認(rèn)為是以下3種因素造成：(1)顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)(異向絮凝中起主要作用；(2)紊流渦旋(同向絮凝)；(3)顆粒間沉降速度的差異(差速絮凝)。粘附作用取決于和顆粒物本身表面性質(zhì)有關(guān)的瞬時(shí)作用力。

眾多的水處理工作者均認(rèn)為：只有具有與顆粒尺寸相同數(shù)量級(jí)的渦旋才對(duì)碰撞有效，其它的不起作用。由于實(shí)際的絮體顆粒尺寸變化幅度是1-1000um，因此，有很大一段的渦旋起作用，不能嚴(yán)格劃分大小渦旋的界限。紊動(dòng)的擴(kuò)散作用主要取決于大尺度的紊動(dòng)。大渦旋的尺度可以認(rèn)為與折板單元的尺度數(shù)量級(jí)相同。折板單元連續(xù)的縮放，使水流形成大量不同尺度的渦旋，促進(jìn)了水流內(nèi)部絮體顆粒間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，增加了碰撞機(jī)會(huì)，所以相對(duì)于隔板絮凝池，絮凝效果大大提高。

以來，全國(guó)大部分地表水源受污染，水體中藻類等有機(jī)物含量明顯增多，常規(guī)混凝處理效果并不理想。絮凝強(qiáng)化時(shí)，對(duì)因池體自身結(jié)構(gòu)缺陷等因素造成的混凝動(dòng)力不足、水力條件不當(dāng)?shù)葐栴}往往不夠重視。

開發(fā)新型、、安全的絮凝劑，深入研究絮凝基礎(chǔ)理論及其控制技術(shù)，現(xiàn)已成為一門迅速發(fā)展的科學(xué)與技術(shù)。絮凝過程是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過程，盡管要地表達(dá)某一水質(zhì)、絮凝劑和水流流態(tài)特性因素對(duì)絮凝效果的影響還存在很大的困難，但隨著多學(xué)科技術(shù)集成度的提高以及實(shí)際應(yīng)用的需要，預(yù)計(jì)折板絮凝研究將在如下方面有所發(fā)展：

加強(qiáng)絮凝控制設(shè)備研制及絮凝效果評(píng)價(jià)參數(shù)的制定。開發(fā)研制新型可定量、實(shí)時(shí)測(cè)定絮凝過程水流動(dòng)力學(xué)參數(shù)和礬花多形態(tài)參數(shù)(如大小、密實(shí)度、沉降速率等)，并參與水廠運(yùn)行控制的設(shè)備儀器；利用所開發(fā)的新型設(shè)備儀器，評(píng)估判斷特性水體絮凝效果，研究制定新型實(shí)用的微觀與宏觀相結(jié)合的絮凝效果綜合評(píng)估參數(shù)。
好的絮凝效果不僅需要大量的顆粒碰撞，還需要控制顆粒進(jìn)行合理有效的碰撞，使顆粒聚集起來。速度梯度是絮凝過程中常用的控制動(dòng)力學(xué)因素。根據(jù)絮凝動(dòng)力學(xué)理論得知，絮凝過程中的速度梯度值是逐漸減小的；而且開始時(shí)刻的速度梯度值要求能與混合階段銜接上，所以一般要求較大。這時(shí)的絮凝也要求接觸和碰撞，但是由微渦旋理論可知要求的水力半徑要適合于自身的直徑，才能發(fā)生有效碰撞。理論上，攪拌強(qiáng)度越大，速度梯度越大，相互接觸碰撞的機(jī)會(huì)越多。但攪拌強(qiáng)度大（G值大），水流的剪切力就大，松散的絮體受到水流剪切會(huì)二次斷開成為小絮體。因此要求攪拌的強(qiáng)度（也就是速度梯度）隨著絮凝的進(jìn)行而逐漸變小。整個(gè)混凝的過程中，G值是遞減的。但是速度梯度遞減規(guī)律，國(guó)內(nèi)外的還沒有定論。
矩形往復(fù)式絮凝池中普遍存在死水區(qū)，死水區(qū)的存在，不僅容易形成沉積物的堆積，而且嚴(yán)重阻礙了水流的運(yùn)動(dòng)。特別是在絮凝后期，水流速度逐漸減小時(shí)，死水區(qū)對(duì)水流有越來越大的的負(fù)面影響。而圓弧形渠道，幾乎不存在死水區(qū)，可以有效的消除死水區(qū)帶來的負(fù)面影響。且圓弧區(qū)的水流速度也比矩形渠道的分布均勻，有利于節(jié)約能耗。
在往復(fù)式折板后面能夠形成渦旋，伴隨著顆粒粒徑在增加，渦旋的尺度由小變大，符合絮凝動(dòng)力學(xué)規(guī)律；通過比較得出，圓弧形渠道絮凝池的湍流強(qiáng)度變化緩慢，分布更加均勻合理，不僅能夠滿足絮凝前期較大湍流強(qiáng)度的需要，也能滿足絮凝后期顆粒碰撞的湍流強(qiáng)度，證明圓弧轉(zhuǎn)彎渠道形比矩形轉(zhuǎn)彎渠道有更好的絮凝效果。
通過混凝動(dòng)力學(xué)的研究，得到了混凝動(dòng)力學(xué)中速度梯度與時(shí)間的關(guān)系G=G（0）/1+Kt；并通過擬合得到往復(fù)式絮凝池速度梯度的變化規(guī)律近似符合混凝動(dòng)力學(xué)對(duì)速度梯度變化的要求；同時(shí)參考了往復(fù)式絮凝池的新研究成果—將往復(fù)式絮凝池轉(zhuǎn)彎處的矩形渠道變成圓弧形狀，設(shè)計(jì)出一種的往復(fù)式絮凝池。通過數(shù)學(xué)模擬發(fā)現(xiàn)：優(yōu)化后的往復(fù)式絮凝池拐彎處的圓弧形渠道能夠消除傳統(tǒng)往復(fù)式絮凝池轉(zhuǎn)彎處的死水區(qū)，而且圓弧形渠道處的水流速度比矩形渠道處的分布均勻，有利于節(jié)約能耗。

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