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。

絮凝效果的好壞主要依據(jù)形成的礬花情況。實(shí)際生產(chǎn)中，絮凝的效果大都依據(jù)后續(xù)的沉淀出水濁度進(jìn)行評(píng)價(jià)，但這已不是絮凝階段結(jié)果的直接反映，沉淀出水濁度還與沉淀效果有很大關(guān)系。另一方面，即使對(duì)絮凝效果進(jìn)行直接評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)大多也只是停留在對(duì)礬花大小和密實(shí)與否的感官描述上，缺少可操作的量化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，這與當(dāng)前還比較缺乏相對(duì)合理的絮凝評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān) [3] 。

為使水流中的顆粒相互碰撞，就使其與水流產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。水中的顆粒與水流產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)好的辦法是改變水流的速度。改變速度的方法有兩種：①改變水流速度時(shí)造成的慣性效應(yīng)來進(jìn)行凝聚；②改變水流方向。在湍流中充滿著大大小小的渦旋。其中大渦旋能夠使流體進(jìn)一步的摻混，使顆粒均勻擴(kuò)散于流體中；同時(shí)創(chuàng)造大量的小漩渦，并將能量輸出給小渦旋。而小渦旋的作用是促進(jìn)顆粒的碰撞，提高絮凝效率。微渦旋理論認(rèn)為：水中微渦旋尺度與礬花顆粒尺度相近時(shí)混凝反應(yīng)充分。而小渦旋的動(dòng)力學(xué)致因是慣性效應(yīng)，特別是湍流渦旋的離心慣性效應(yīng)，由此可見湍流中微小渦旋的離心慣性效應(yīng)是絮凝的重要?jiǎng)恿W(xué)致因。

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。
圓弧形渠道能夠減小渠道轉(zhuǎn)彎處的速度，減少能耗。而且，圓弧形渠道能夠產(chǎn)生很多復(fù)雜的渦旋結(jié)構(gòu)，提高絮凝效率。通過兩個(gè)方案中轉(zhuǎn)彎處X 方向速度的對(duì)比證明，圓弧形拐彎往復(fù)式絮凝器的速度梯度變化規(guī)律更加合理，混凝效果更好。

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