摘要：介紹了微渦流混凝工藝的核心一渦流反應(yīng)器的特點(diǎn)及其微渦流凝聚與立體接觸絮凝的混凝反應(yīng)機(jī)理。同時(shí)介紹了它在上海寶鋼某污水回用處理工程中的應(yīng)用情況：設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)整澄清池進(jìn)水裝置及部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增大反應(yīng)室體積，在反應(yīng)室中加入渦流反應(yīng)器，沉淀區(qū)加設(shè)斜管。經(jīng) 1 年多運(yùn)行，效果顯著，渦流澄清池處理規(guī)模增大／水力負(fù)荷增大，澄清池出水濁度穩(wěn)定在3NTU以下，經(jīng)V型濾池過濾后出水濁度小于1NTU，渦流噸水投資在35元以下。 

關(guān)鍵詞：混凝；渦流反應(yīng)器；渦流澄清池

混凝是水處理工藝中最重要也是最難管理的一個(gè)環(huán)節(jié)。經(jīng)理論分析和大量工程實(shí)踐證明，在混凝工藝環(huán)節(jié)中使用渦流反應(yīng)器(專利號：CN002490 81)，能大大提高反應(yīng)池的混凝效率，進(jìn)而提高出水水質(zhì)，達(dá)到節(jié)能、省藥、降低運(yùn)行費(fèi)用的目的。筆者曾主持及參與了多項(xiàng)工程，將澄清池反應(yīng)區(qū)改造為微渦流反應(yīng)，沉淀區(qū)加斜管，改造后產(chǎn)水量提高，而沉淀出水濁度更低也更穩(wěn)定。

1 渦流反應(yīng)器

1.1渦流反應(yīng)器特點(diǎn)

微渦流混凝工藝的核心是渦流反應(yīng)器，渦流反應(yīng)器是以ABS塑料為主材制成的多孔空心球體，球體內(nèi)外表面制成糙面，表面開有小孔，孔徑和開孔率根據(jù)處理水水質(zhì)情況確定。它有以下特性[1]：(1) 過孔水流流速及流向變化，加之內(nèi)外壁面的磨擦阻力，使水流產(chǎn)生微渦旋流動(dòng)；(2) 工程施工簡單，安裝時(shí)無需固定，無方向性要求，直接投入池中即可；(3) 材料強(qiáng)度好，無毒性，耐腐蝕，抗老化，使用壽命數(shù)十年；(4) 結(jié)構(gòu)簡單， 管理方便，運(yùn)行維護(hù)簡單，在上向流水流中會浮動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，不易被漂浮物堵塞。

1.2渦流反應(yīng)器原理

渦流反應(yīng)器充分考慮到影響混凝效果的各種水力內(nèi)在要素，為混凝創(chuàng)造出較優(yōu)的水力條件，使混凝達(dá)到較優(yōu)的效果。渦流反應(yīng)器的絮凝機(jī)理主要是微渦流凝聚和立體接觸絮凝。

1.2.1微渦流凝聚

當(dāng)水流穿過渦流反應(yīng)器壁面的大量孔洞時(shí)，在形成一部分小渦旋的同時(shí)也形成無數(shù)的微小旋渦。根據(jù) kolmogoroff局部各向同性紊流理論可知，紊流中存在各種尺度不等的渦旋。大渦旋將能量輸送給小渦旋，小渦旋又將能量輸送給更小的渦旋。大渦旋往往使顆粒作整體移動(dòng)而不會相互碰撞，而尺度過小的渦旋其強(qiáng)度往往不足以推動(dòng)顆粒碰撞，只有渦旋尺度與顆粒尺寸相近的渦旋才會引起顆粒間相互碰撞[2]。與傳統(tǒng)網(wǎng)格工藝相比，渦流反應(yīng)器是在球面上形成網(wǎng)格的，具有多方位、多角度的特點(diǎn)，單位體積網(wǎng)格數(shù)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)網(wǎng)格工藝。因渦流形成流層之間較大的流速差，造成了流層中攜帶微粒的相對運(yùn)動(dòng)，同時(shí)渦流的旋轉(zhuǎn)作用形成離心慣性力，造成微粒的沿旋渦徑向運(yùn)動(dòng)，因此水中脫穩(wěn)膠體在微渦流
作用下具有更多碰撞機(jī)會，獲得更高的凝聚效率。 

1.2.2立體接觸絮凝

微渦流反應(yīng)器為空心殼體，當(dāng)水流通過渦流反應(yīng)器時(shí)，其外部流速大于其內(nèi)部流速，這樣就使其內(nèi)部積累大量礬花絮狀體，形成對水流中脫穩(wěn)膠體產(chǎn)生吸附絮凝作用的泥渣層。與傳統(tǒng)接觸絮凝澄清池相比渦流澄清池具有更高的絮凝效果。傳統(tǒng)澄清池內(nèi)的懸浮絮體內(nèi)只有一層，而渦流澄清池反應(yīng)區(qū)中每個(gè)渦流反應(yīng)器內(nèi)都有懸浮絮體，總體積大，形成立體接觸絮凝；渦流反應(yīng)器內(nèi)絮體成長質(zhì)量更高，成長過大的絮體在微渦流的作用下會破碎成較小絮體從而保持絮凝能力，密實(shí)度較低的絮體在微渦流的作用下會破碎并重新絮凝成密實(shí)度較高的絮體，有利于沉淀分離。

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