[发明专利]一种优化絮凝池絮凝效果的方法

权利要求书

1.一种优化絮凝池絮凝效果的方法，其特征在于：该方法采用的絮凝池包括絮凝池体、弧形叶片、廊道隔板和沉淀隔板；絮凝池体设有入口和出口；所述的絮凝池体被沉淀隔板和n块廊道隔板分割成n+1个廊道和一个沉淀池，其中，16≤n≤30；廊道的宽度为500～2000毫米；沿入口往出口方向上，从第二条廊道至第n条廊道的宽度从小到大，由入口往出口方向上第k条廊道的宽度为b_k；相邻两块廊道隔板在不同侧开设通道口；沿入口往出口方向上，从第二条廊道至第n条廊道内均固定有m个弧形叶片组，10≤m≤20，m个弧形叶片组沿廊道长度方向上等距设置；同一弧形叶片组内的a片弧形叶片相互平行且沿廊道宽度方向等距设置，3≤a≤21，且a为奇数；弧形叶片呈长条形，其横截面呈弧形，弧形叶片凹面的半径为r，r≥0.2米；对m×(n-1)个弧形叶片组沿絮凝池体内水流方向进行编号；第i个弧形叶片组位于由入口往出口方向上的第k条廊道内，则第i个弧形叶片组内弧形叶片凹面的弦长为X_i＝3％×b_k+0.5％×b_k×k；第i个弧形叶片组内弧形叶片凹面的弦与廊道长度方向的夹角为θ_i，θ_i＝45°，i＝1,2,3,…,m×(n-1)；所有弧形叶片的凹面均朝向来流方向；每个弧形叶片组中均有一片弧形叶片位于所在廊道的中心面上；

在絮凝池体内选取m×(n-1)个采样点；每个采样点分别对应一片位于廊道中心面上的弧形叶片；m×(n-1)个采样点分别位于所在廊道的中心面上，且第k条廊道内的采样点与水面的距离为0.05b_k；采样点位于对应弧形叶片的背流侧；对m×(n-1)个采样点沿絮凝池体内水流方向进行编号；第i个采样点与对应弧形叶片的间距为X_i；

该方法具体如下：

步骤一、将1赋值给i；

步骤二、从入口持续通入混有絮凝药剂的待絮凝原水；等待x分钟后，15≤x≤30，在第i个采样点采取一份水样；用粒子图像测速仪从三个相互垂直的方向上对所得水样进行拍摄，每个方向上拍摄s次，2≤s≤10，得到该水样的3×s张图片；以该水样所对应3×s张图片中絮凝体的最大尺寸，作为该水样的絮凝体尺度M_i；

步骤三、建立与步骤二所用絮凝池完全相同的几何模型；

步骤四、对步骤三所建模型进行数值模拟计算，得到第i个采样点在h时间内的瞬时速度曲线，h≥10s；

步骤五、对步骤四所得的瞬时速度曲线进行傅里叶变换，得到功率谱密度曲线；在该功率谱密度曲线中，最大纵坐标值所对应的横坐标为行能波数kin_i，则第i个采样点的最大涡尺寸为l_i，

步骤六、对比步骤二中所得的最大絮凝体尺度M_i与步骤五中所得的最大涡尺度l_i；若最大絮凝体尺度M_i与最大涡尺度l_i的比值大于0.5，则将第i个弧形叶片组内所有弧形叶片凹面的弦长X_i增大自身的e％，5≤e≤15，将θ_i减少f°，2≤f≤8，并重复步骤二、三、四和五；若最大絮凝体尺度M_i与最大涡尺度l_i的比值小于0.25，则将第i个弧形叶片组内所有弧形叶片凹面的弦长X_i分别减小自身的e％，将θ_i增大f°，并重复步骤二、三、四和五；若最大絮凝体尺度M_i与最大涡尺度l_i的比值在0.25～0.5之间，进入步骤七；第c次执行步骤二、三、四和五时，c≥2，若第c次测得的最大絮凝体尺度小于或等于第c-1次测得的最大絮凝体尺度，则将第i个弧形叶片组内所有弧形叶片凹面的弦长X_i及θ_i恢复到第c-1次执行步骤二、三、四和五时的状态，并进入步骤七；

步骤七、将i增大1，若i≤m×(n-1)，重复步骤二、三、四、五和六；否则，优化结束。

2.根据权利要求1所述的一种优化絮凝池絮凝效果的方法，其特征在于：步骤四所述数值模拟计算的方法具体如下：首先使用网格划分软件对步骤三所建模型的内部进行网格划分，得到网格文件；再将网格文件导入计算流体力学软件，采用流体力学模型中的大涡模拟模型进行数值模拟。