最优混凝搅拌条件的研究_于水利

文章编号:1006-6780(1999)06-0049-04第32卷第6期哈尔滨建筑大学学报Vol.32No.61999年12月JournalofHarbinUniversityofC.E.＆ArchitectureDec.1999最优混凝搅拌条件的研究于水利1,孙凤鸣1,李玉华1,张志刚2(1.哈尔滨建筑大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨150090;2.佳木斯市自来水公司,黑龙江佳木斯154000)摘要:通过模型实验,探讨了最优混凝搅拌条件。实验结果表明:最优快速搅拌条件(GT值)与原水浊度、投药量、水温等有关;最优慢速搅拌条件(G值)与投药量等有关,慢速搅拌时间(T值)宜大于15min。关键词:混凝;快速搅拌;慢速搅拌;给水处理中图分类号:TU991.22文献标识码:AResearchontheoptimumcoagulationmixingconditionofcoagulationYUShui-li1,SUNFeng-ming1,LIYu-hua1,ZHANGZhi-gang2(1.SchoolofMunicipal＆EnvironmentalEngineering,HarbinUniversityofCivilEngineering＆Architecture,Harbin150090,China;2.JiamusiWaterSupplyCompany,Jiamusi154000,China)收稿日期:1999-05-31基金项目:霍英东教育基金,国家自然科学基金联合资助项目(59508005).作者简介:于水利(1962-),男,哈尔滨建筑大学教授,博士生导师.Abstract:Amodeltestwasconductedintheoptimummixingconditionofcoagulation.Itwasfoundthattheoptimumflashmixingconditionofcoagulation(GT)wasconcernedwithturbidity,dose,watertemperate,etc.Theoptimumlowratemixing(G)wasconcernedwithdoseetc.andthelowratemixingtime(T)shouldbeabove15min.Keywords:coagulation;flashmixing;lowratemixing;feedwatertreatment混凝操作一般采用先快速搅拌(快速混合),然后慢速搅拌(絮凝)的水力条件。快速搅拌的目的是为了使混凝剂瞬间、快速、均匀地分散到水中,以避免药剂分散不均匀,造成局部药剂浓度过高,影响混凝剂(如:硫酸铝)自身水解及其与水中胶体(或杂质颗粒)的作用。慢速搅拌是为了使快速搅拌时生成的微絮凝体进一步成长成粗大、密实的絮凝体,以实现固液分离。快速搅拌(混合)条件和慢速搅拌(絮凝)条件,现阶段设计和生产中,通常是按某固定值进行设计和控制的,即按某固定G值(搅拌强度)T值(搅拌时间)设计和控制,而没有考虑搅拌条件随投药量、原水浊度、水温等的变化而变化。这样,不仅会使混凝费用增加,而且有时还会使混凝效果恶化。本研究试图通过实验考察最优搅拌条件与投药量、原水浊度、水温等的关系,从而为生产中实时、最优地控制搅拌条件提供依据。1实验方法和条件混凝研究通常是通过烧杯搅拌试验,考察不同混凝条件下的除浊效果。由于该过程经过的环节太多(快速搅拌、慢速搅拌、沉淀、测浊度),难免给实验结果带来误差。故本实验拟采用直接测定絮凝体平均粒径,以絮凝体平均粒径为指标来研究混凝,因为混凝的目的就是为了使杂质颗粒凝聚变大。絮凝体平均粒径的检测使用了絮凝检测仪,该仪器的检测值R(无量纲)可以相对地反映絮凝体平均粒径的大小[1],而且该值不受水样检测部分污染及电子元件漂移的影响,并且还可以实现在线连续检测。1.1实验装置混凝实验装置如图1所示。混凝槽为方形槽,有效容积6.8L。搅拌采用型号为DD60-2F型无级调速搅拌器。用絮凝检测仪联机在线检测混凝过程中絮凝体平均粒径的变化(用检测值R反映),50哈尔滨建筑大学学报第32卷(2)图2混凝过程的检测记录仪同时将检测信号自动记录。原水用高岭土和哈尔滨市自来水按标准方法配制而成。混凝剂用精制硫酸铝,用NaOH和HCl调整pH值。1.2搅拌强度G值的计算G值按张洪源等提出的公式(1)求搅拌器搅拌功率W,然后再由公式(2)求G值[2]。式中:d为搅拌叶片宽度(m);n为搅拌器转速(r/min);ρ0为水的密度(1000/9.81kg·s2/m4);μ0为水的绝对粘度(kg·s/m2);V为水样体积(m3)。混凝实验装置中搅拌叶片的尺寸和水样体积之间的位置关系满足公式(1)的要求,不需修正。1.3实