[发明专利]一种带中心扰流柱的折板絮凝池及其结构优化方法

说明书

一种带中心扰流柱的折板絮凝池及其结构优化方法，涉及絮凝技术领域。本发明是为了解决目前的折板絮凝池还存在有效涡旋造涡强度不足、波谷缓流区域大导致的池体容积利用率低的问题。一种带中心扰流柱的折板絮凝池包括：主体、折板、中心扰流柱、入水口、出水口；出入水口对称设置在主体的两个侧面上，入水口和出水口均垂直与其各自所在面；主体内部设置若干廊道；廊道与水流方向平行设置；每条廊道为每两个折板之间的空间；廊道包含n个异波折板单元；折板为波峰对波峰相对布设；异波折板单元为折板波峰对波峰相对布设构成的矩形空间；中心扰流柱设置在每个异波折板的中心；中心扰流柱中心轴线与相连两个折板的波峰共面。本发明用于完成絮凝过程。

技术领域

本发明涉及絮凝技术领域，特别涉及一种带中心扰流柱的折板絮凝池及其结构优化方法。

背景技术

絮凝是指使水或液体中悬浮微粒集聚变大，或形成絮团，从而加快粒子的聚沉，达到固-液分离的目的，这一现象或操作称作絮凝。絮凝工艺的处理效果对于后续沉淀池负荷、最终出水水质及水处理成本都会产生重大影响。絮凝池是指完成絮凝过程的净水池，为创造合适的水力条件使具有絮凝性能的颗粒在相互接触中聚集，以形成较大的絮凝体(絮粒)，在净水处理中占有重要的地位。随着近年来国民经济各部门对于用水水质的要求不断提高，以及水处理新政的施行，对传统絮凝工艺进行优化升级势在必行。

现有折板絮凝池大多是基于传统絮凝理论，以设计手册为参考依据来设计建造的，但是，随着水体富营养化的加剧和工业生产废水种类的增加，目前的待处理水质较之以前有了较大变化；对于工业水处理过程而言，还存在待处理水量随工业生产技术水平和生产规模而改变的情况，因此现有的折板絮凝池已经无法适应目前的水质状况，主要体现在以下几个方面：第一，目前絮凝池的折板在水体中制造出的往往是大涡，絮凝强度不够，尤其是在水量降低或是水中有机物增加致使水体粘性增强后，涡旋迅速衰减，不能为脱稳的胶体颗粒的接触碰撞提供必要的流体动力学条件，影响絮凝效果；第二，折板波谷处的湍动强度不够，尤其是在低负荷运行时，往往存在较大区域的缓流区，该区域内的颗粒碰撞几率极低，大大降低了池体的容积利用率，为弥补这些不足，往往需要增加絮凝时间，增大池体容积，这无疑增大了一次投资和运行成本。因此目前的絮凝池还存在有效涡旋造涡强度不足、波谷缓流区域大导致的池体容积利用效率低的问题。

发明内容

本发明目的是为了解决目前的折板絮凝池还存在有效涡旋造涡强度不足、波谷缓流区域大导致的池体容积利用率低的问题，而提出了一种带中心扰流柱的折板絮凝池及其结构优化方法。

一种带中心扰流柱的折板絮凝池包括：絮凝池主体、折板、中心扰流柱、入水口、出水口；

所述入水口和出水口对称设置在絮凝池主体的两个侧面上，所述入水口和出水口均垂直于其各自所在侧面；所述絮凝池主体内部设置若干廊道；所述廊道与水流方向的面平行设置；每条廊道为每两个折板之间的空间；所述廊道包含n个异波折板单元；所述折板为波峰对波峰相对布设；所述异波折板单元为折板波峰对波峰相对布设构成的矩形空间；所述中心扰流柱设置在每个异波折板的中心；所述中心扰流柱的中心轴线与相连两个折板的波峰共面。

一种带中心扰流柱的折板絮凝池结构优化方法，包括以下步骤：

步骤一、根据权利要求1所述的一种带中心扰流柱的折板絮凝池的结构建立全尺寸折板絮凝池模型；

步骤二、对步骤一建立的全尺寸折板絮凝池模型进行网格划分获得网格划分后的折板絮凝池模型；

步骤三、将步骤二获得的网格划分后的折板絮凝池模型输入到Fluent求解器中进行数值模拟计算获得折板絮凝池纵向界面的速度分布云图和湍动能分布云图；

步骤四、改变中心扰流柱的边长和角度建立多组折板絮凝池模型，重复执行步骤一到步骤三，获得多组折板絮凝池纵向界面的速度分布云图和湍动能分布云图，然后根据云图判定标准确定最佳折板絮凝池纵向界面的速度分布云图和湍动能分布云图，从而确定中心扰流柱的最佳长度和角度；