聚丙烯酰胺絮凝劑絮凝速度以及影響絮凝效果的因素是什么？
來源：聚丙烯酰胺??????2018/7/5 15:10:27??????點擊：
聚丙烯酰胺絮凝長大過程是微小顆粒接觸與碰撞的過程。PAM絮凝效果的好壞取決于下面兩個因素；一是混凝劑水解后產(chǎn)生的高分子絡(luò)合物形成吸附架橋的聯(lián)結(jié)能力，這是由混凝劑的性質(zhì)決定的；二是微小顆粒碰撞的幾率和如何控制它們進(jìn)行合理的有效碰撞，這是由設(shè)備的動力學(xué)條件所決定的。
導(dǎo)致水流中微小顆粒碰撞的動力學(xué)致因是什么，人們一直未搞清楚。水處理工程學(xué)科認(rèn)為速度梯度是水中微小顆粒碰撞的動力學(xué)致因。按照這一理論，要想增加碰撞幾率就必須增加速度梯度，增加速度梯度就必須增加水體的能耗，也就是增加絮凝池的流速。
但是聚丙烯酰胺絮凝過程是速度受限過程，隨著礬花的長大，水流速度應(yīng)不斷減少。而在工程實踐中，網(wǎng)格反應(yīng)池在網(wǎng)格后面一定距離處水流近似處于均勻各向同性湍流狀態(tài)，即在這個區(qū)域中不同的空間點上水流時平均速度都是相同的，速度梯度為零。按照速度梯度理論，速度梯度越大，顆粒碰撞次數(shù)越多，網(wǎng)格絮凝反應(yīng)池速度梯度為零，其反應(yīng)效率應(yīng)最差。事實恰好相反，網(wǎng)格反應(yīng)池的聚丙烯酰胺絮凝反應(yīng)效果卻優(yōu)于其他傳統(tǒng)反應(yīng)設(shè)備。這一實例充分說明了速度梯度理論遠(yuǎn)未揭示絮凝的動力學(xué)本質(zhì)。
絮凝的動力學(xué)質(zhì)因究竟是什么？是慣性效應(yīng)。因為水是連續(xù)介質(zhì)。水中的速度分布是連續(xù)的，沒有任何跳躍，水中兩個質(zhì)點相距越近其速度差越小，當(dāng)兩個質(zhì)點相距為無窮小時，其速度差亦為無窮小，即無速度差。水中的顆粒尺度非常小，比重又與水相近，故此在水流中的跟隨性很好。如果這些顆粒隨水流同步運動，由于沒有速度差就不會發(fā)生碰撞。由此可見要想使水流中顆粒相互碰撞，就必須使其與水流產(chǎn)生相對運動，這樣水流就會對顆粒運動產(chǎn)生水力阻力。由于不同尺度顆粒所受水力阻力不同，所以不同尺度顆粒之間就產(chǎn)生了速度差。這一速度差為相鄰不同尺度顆粒的碰撞提供了條件。如何讓水中顆粒與水流產(chǎn)生相對運動呢？最好的辦法是改變水流的速度。因為水的慣性（密度）與顆粒的慣性（密度）不同，當(dāng)水流速度變化時他們的速度變化（加速度）也不同，這就使得水與其中固體顆粒產(chǎn)生了相對運動，為相鄰不同尺度顆粒碰撞提供了條件，即慣性效應(yīng)作用。
導(dǎo)致水流中微小顆粒碰撞的動力學(xué)致因是什么，人們一直未搞清楚。水處理工程學(xué)科認(rèn)為速度梯度是水中微小顆粒碰撞的動力學(xué)致因。按照這一理論，要想增加碰撞幾率就必須增加速度梯度，增加速度梯度就必須增加水體的能耗，也就是增加絮凝池的流速。
但是聚丙烯酰胺絮凝過程是速度受限過程，隨著礬花的長大，水流速度應(yīng)不斷減少。而在工程實踐中，網(wǎng)格反應(yīng)池在網(wǎng)格后面一定距離處水流近似處于均勻各向同性湍流狀態(tài)，即在這個區(qū)域中不同的空間點上水流時平均速度都是相同的，速度梯度為零。按照速度梯度理論，速度梯度越大，顆粒碰撞次數(shù)越多，網(wǎng)格絮凝反應(yīng)池速度梯度為零，其反應(yīng)效率應(yīng)最差。事實恰好相反，網(wǎng)格反應(yīng)池的聚丙烯酰胺絮凝反應(yīng)效果卻優(yōu)于其他傳統(tǒng)反應(yīng)設(shè)備。這一實例充分說明了速度梯度理論遠(yuǎn)未揭示絮凝的動力學(xué)本質(zhì)。
絮凝的動力學(xué)質(zhì)因究竟是什么？是慣性效應(yīng)。因為水是連續(xù)介質(zhì)。水中的速度分布是連續(xù)的，沒有任何跳躍，水中兩個質(zhì)點相距越近其速度差越小，當(dāng)兩個質(zhì)點相距為無窮小時，其速度差亦為無窮小，即無速度差。水中的顆粒尺度非常小，比重又與水相近，故此在水流中的跟隨性很好。如果這些顆粒隨水流同步運動，由于沒有速度差就不會發(fā)生碰撞。由此可見要想使水流中顆粒相互碰撞，就必須使其與水流產(chǎn)生相對運動，這樣水流就會對顆粒運動產(chǎn)生水力阻力。由于不同尺度顆粒所受水力阻力不同，所以不同尺度顆粒之間就產(chǎn)生了速度差。這一速度差為相鄰不同尺度顆粒的碰撞提供了條件。如何讓水中顆粒與水流產(chǎn)生相對運動呢？最好的辦法是改變水流的速度。因為水的慣性（密度）與顆粒的慣性（密度）不同，當(dāng)水流速度變化時他們的速度變化（加速度）也不同，這就使得水與其中固體顆粒產(chǎn)生了相對運動，為相鄰不同尺度顆粒碰撞提供了條件，即慣性效應(yīng)作用。
改變聚丙烯酰胺絮凝速度的方法有兩種：一是改變水流時平均速度大小。水力脈沖澄清池、波形板反應(yīng)池、孔室反應(yīng)池以及濾池的微絮凝主要就是利用水流時平均速度變化形成慣性效應(yīng)來進(jìn)行絮凝；二是改變水流方向。因為湍流中充滿著大大小小的渦旋，因此水流質(zhì)點在運動時不斷地在改變自己的運動方向。當(dāng)水流作渦旋運動時在離心慣性力作用下固體顆粒沿徑向與水流產(chǎn)生相對運動，為不同尺度顆粒沿湍流渦旋的徑向碰撞提供了條件。不同尺度顆粒在湍流渦旋中單位質(zhì)量所受離心慣性力是不同的，這個作用將增加不同尺度顆粒在湍流渦旋徑向碰撞的幾率。渦旋越小，其慣性力越強，慣性效應(yīng)越強絮凝作用就越好。由此可見湍流中的微小渦旋的離心慣性效應(yīng)是絮凝的重要的動力學(xué)致因。由此可以看出，如果能在絮凝池中大幅度地增加湍流微渦旋的比例，就可以大幅度地增加顆粒碰撞次數(shù)，有效地改善聚丙烯酰胺絮凝效果。這可以在絮凝池的流動通道上增設(shè)多層小孔眼格網(wǎng)或微渦折板的辦法來實現(xiàn)。
- 上一篇：生化池和污泥濃縮池用哪種絮凝劑？ 2018/7/5
- 下一篇：污水處理工藝選擇絮凝劑時要考慮哪些方面？ 2018/7/5
