一种混凝反应流场优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106630061A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201611170589.5(22)申请日2016.12.16(71)申请人北京伊普国际水务有限公司地址100176北京市大兴区北京经济技术开发区宏达北路12号B二区2212房间申请人北京桑德环境工程有限公司(72)发明人马景赟吴迪张文娟姜楠武俊江(74)专利代理机构北京凯特来知识产权代理有限公司11260代理人郑立明付久春(51)Int.Cl.C02F1/52(2006.01)C02F1/56(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种混凝反应流场优化方法(57)摘要本发明公开了一种混凝反应流场优化的方法，该方法通过计算流体力学软件模拟流场，对混凝反应的水力状态进行可视化研究，初步确定混合效果良好的参数范围，减少单独通过实验来优化参数的工作量，使实验更具导向性；通过混凝反应的实验研究能够准确判定实现污染物高效去除的最佳流场，既实现工艺上的优化又可以降低仅使用软件评价最佳流场分布的复杂性。通过该方法优化后的混凝装置包括一格混合池、三格絮凝池、进水口、出水口以及各池体间的连接孔道，水流呈折流形式，絮凝池壁上安装挡板，混合池和絮凝池都设置机械搅拌装置。流场优化后的混凝反应能够减少水力停留时间和药剂的投加量，可节省相关的基建费用和运行费用。CN106630061ACN106630061A权利要求书1/1页1.一种混凝反应流场优化方法，其特征在于，包括：步骤1，利用计算流体力学模拟软件构建工程上常用的混凝装置模型；步骤2，通过第二模拟软件以可视化方式模拟混凝反应装置模型在不同参数条件下的流场分布，筛选出流场无明显死区，混合池平均紊动能为0.2～0.4m2/s2、紊动耗散率为2～3m2/s3，絮凝池平均紊动能为0.005～0.007m2/s2、紊动耗散率为0.001～0.003m2/s3的参数范围；步骤3，根据模拟结果构建优化条件下的实体实验混凝装置，结合污染物去除情况和絮体形成情况，确定该实验混凝装置的混合阶段和絮凝阶段的最佳运行参数，该最佳运行参数作为工程中的混凝装置的最佳运行参数。2.根据权利要求1所述的一种混凝反应流场优化方法，其特征在于，所述步骤1中，利用solidworks软件作为计算流体力学模拟软件，构建的工程上常用的混凝装置模型包括：一个混合池、三个絮凝池，水流呈折流形式，三个絮凝池壁上均设置挡板，混合池和絮凝池分别设置机械搅拌装置。3.根据权利要求1或2所述的一种混凝反应流场优化方法，其特征在于，所述步骤2中，采用的ansys软件作为第二模拟软件，以可视化方式分析获得所述混凝装置模型中，机械搅拌装置的桨叶的尺寸及安装装置、挡板的尺寸及安装位置、机械搅拌装置的转速，水力停留时间对混凝反应流场分布影响的结果数据，根据获得的结果数据筛选出优化的流场分布的参数范围。4.根据权利要求1所述的一种混凝反应流场优化方法，其特征在于，所述步骤3具体为：根据筛选出优化的流场分布的参数范围，构建实体的连续流实验混凝装置，并在不同优化参数条件下运行，测定该连续流实验混凝装置的混凝反应对COD、TP、浊度的去除效果以及絮体的形态和沉降性能，来确定连续流实验混凝装置的混合阶段和絮凝阶段的最佳运行参数。5.根据权利要求1或4所述的一种混凝反应流场优化方法，其特征在于，所述步骤3筛选出的最佳运行参数为：加药量少、污染物去除效果好、絮体沉降性能好的运行参数。2CN106630061A说明书1/4页一种混凝反应流场优化方法技术领域[0001]本发明涉及水处理设备领域，尤其涉及一种混凝反应流场优化方法。背景技术[0002]混凝技术广泛应用于给水处理、污水预处理和污水深度处理等，能够去除水体中的悬浮物、有机物、总磷等多种污染物，是一种非常重要的水处理技术，混凝单元的处理效果对后续工艺的运行状况、成本和出水效果都有着直接的影响。[0003]混凝反应的发生主要依靠絮凝动力学，絮凝动力学是指在絮凝过程中，水中的胶体颗粒粒径不断增大，颗粒浓度不断减少的过程。原水中的胶体发生絮凝的一个必要条件就是使颗粒发生相互碰撞。通常，絮凝碰撞主要由三种作用引起：异向絮凝、同向絮凝和差速沉降，其中同向絮凝占有十分重要的地位。同向絮凝是指在机械搅拌或水力作用等外力推动作用下，颗粒的相互碰撞聚集。微小颗粒碰撞的几率和合理的有效碰撞效果，是由设备的动力学条件所决定的，其中水动力条件对絮凝体的成长起决定性作用，因此水力条件是絮凝效率高低的关键。[0004]速度梯度G值和GT值，通常是许多水厂絮凝设计和运行的主要控制参数。速度梯度G值综合地表征了水流的紊动程度，反应了颗粒的碰撞频率。GT值则相当于单位体积水体中颗粒碰