微涡旋混凝技术处理低温低浊水

渦旋混凝低脈動沉澱給水處理技術（一）一、概述“渦旋混凝低脈動沉澱給水處理技術“是根據王紹文教授提出的多相流動物係反應控製慣性效應理論，結合給水工程初中，經近十年的研究而發明的。

該技術涉及了給水處理中混合、絮凝反應、沉澱三大主要工藝。

理論上，首次從湍流微結構的尺度即亞微觀尺度對混凝的動力學問題進行了深入的研究，提出了“慣性效應“是絮凝的動力學致因，湍流剪切力是絮凝反應中決定性的動力學因素，並建立了絮凝的動力相似準則；首次指出擴散過程應分為宏觀擴散與亞微觀擴散兩個不同的物理過程，而亞微觀擴散的動力學致因是慣性效應，特別是湍流微渦旋的離心慣性效應。

由於新理論克服了現有傳統給水處理技術理論上的缺陷和實踐上的不足，因而導致了在給水處理技術上的重大突破。

實踐中，發明了串聯圓管初級混凝設備、小網格反應設備、小間距斜板沉澱設備等三項專利。

目前這項新技術已在大慶市、賓縣、海倫市、撫順市、清原縣、秦皇島市等地自來水公司成功地推廣使用，取得了明顯的經濟效益和社會效益。

工程實踐證明：此項技術用於新建水廠，構築物基建投資可節約20－30％；用於舊水廠技術改造，可使處理水量增加75％－100％，而其改造投資僅為與淨增水量同等規模新建水廠投資的30％－50％。

采用此項技術可使沉澱池出水濁度低於3度，濾後水接近0度，可節省濾池反衝洗水量50％，節省藥劑投加量30％，大大降低了運行費用和製水成本。

這項技術適應廣泛，不僅對低溫低濁、汛期高濁水處理效果好，同時，對微汙染原水具有較好的處理效果。

可利用最小投資，取得最大效益，充分發揮現有供水設施的潛力，在短時間內緩解城市供水短缺狀況，促進城市的經濟發展。

二、“渦旋混凝低脈動沉澱給水處理技術“的工作機理（一）混合混合是反應第一關，也是非常重要的一關，在這個過程中應使混凝劑水解產物迅速地擴散到水體中的每一個細部，使所有膠體顆粒幾乎在同一瞬間脫穩並凝聚，這樣才能得到好的絮凝效果。

因為在混合過程中同時產生膠體顆粒脫與凝聚，可以把這個過程稱為初級混凝過程，但這個過程的主要作用是混合，因此都稱為混合過程。

微絮凝拦截沉淀处理低温低浊水沉淀是水处理的主要环节之一，目前普遍采用的是斜板、斜管及平流沉淀池。

随着絮凝药剂与技术的发展和水质污染的复合化，提出了对传统沉淀理论、技术和材料进行创新以提高沉淀过程的水质净化功能的要求。

拦截沉淀是一项新的水处理工艺和技术，它根据水中微絮体的化学作用特性和流体力学特性，用一种耐水浸、高吸附的天然植物作为拦截材料，制成特定结构和尺寸的拦截体和沉淀池，实现了颗粒的吸附碰撞、接触凝聚、聚集沉淀的多过程协同作用，具有高效除浊的效果。

拦截沉淀与高效絮凝剂的联合应用，更能发挥其吸附凝聚的功效。

1 材料与方法1 1 研究方法试验在北京市第九自来水厂利用现场动态中试模拟系统进行，主要工艺与系统配置如图1所示。

中试系统的水处理能力为1～5 m3/h，试验所用低浊水为来自密云水库的原水，温度约为6 ℃，浊度在2.8 NTU左右；较高浊度的水(12 NTU)是用高岭土配制成极高浊度的水后再加入原水来配制。

1.2拦截沉淀池的构造以一种处理后的耐水浸、无污染的天然植物为拦截材料，并经一定的捆扎。

试验用2个拦截框架构成拦截沉淀池，每个拦截框架的几何尺寸为：长度L＝608 mm、宽度d＝274 mm、高度h＝1190 mm；缠绕拦截材料的有效高度h′＝932 mm，拦截材料的缠绕间距a＝60 mm。

拦截沉淀池结构为：长度L＝1300mm、宽度D＝300 mm、深度H＝1350 mm。

1.3 材料与药剂试验所采用的絮凝剂为液体聚合氯化铝，Al2O3＝11.6%，碱化度B＝78.2%，稀释5 倍后利用电子计量蠕动泵送入机械混合池。

原水及出水浊度监测采用在线浊度监测仪。

高岭土为北京市朝阳化工厂生产。

三级搅拌速度梯度：2 结果与讨论2.1 拦截沉淀原理拦截沉淀的作用过程是：水中絮体颗粒与拦截体接触吸附——絮体与絮体接触凝聚——絮体在拦截体的多重积累——重力下沉。

在拦截沉淀池开始运行时，拦截体上还没有形成絮团，絮体颗粒通过三种作用方式与拦截体发生接触吸附：一是重力沉降，由于拦截材料的缠绕间距较小，缩短了絮体颗粒的沉降距离；二是由于水流的湍动、絮体颗粒间的相互碰撞、絮体颗粒与拦截体发生碰撞而使絮体颗粒在竖直方向上具有分速度，因此得以与拦截体发生接触吸附；三是絮体颗粒直接与拦截体发生碰撞接触吸附。

涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术【摘要】涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术是一种先进的水处理技术，结合了涡旋混凝和低脉动沉淀两种技术的优点。

涡旋混凝技术利用旋转机械产生的剪切力促进混凝剂与悬浮物的接触，加快絮凝速度。

而低脉动沉淀技术则通过减小水流脉动，提高絮凝物沉淀效率。

应用案例表明，该技术在处理高浊度水质和深层矿泉水等方面具有显著效果。

其技术优势包括高效率、低能耗、操作简便等，逐渐受到市场的青睐。

未来，该技术在水处理领域有着广阔的发展前景，可以有效改善水质，保护环境。

涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术在水处理领域的重要性日益凸显，值得进一步研究和推广。

【关键词】涡旋混凝、低脉动沉淀、给水处理技术、原理、应用案例、技术优势、特点、工艺流程、设备特点、未来发展、水处理领域、重要性、总结。

1. 引言1.1 涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术的介绍涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术是一种高效的水处理方法，通过结合涡旋混凝和低脉动沉淀两种技术，能够有效地去除水中的悬浮颗粒和有机物质，提高水的透明度和水质。

这种技术在水处理领域得到广泛应用，能够应对不同水质的处理需求，包括工业废水处理、市政给水处理等。

涡旋混凝技术的原理是通过涡旋的力量将水中的悬浮颗粒和有机物质快速聚集在一起，形成较大的团块，便于后续沉淀和过滤。

低脉动沉淀技术则是通过控制水处理设备的运行模式，使沉淀过程更加均匀和稳定，有效防止颗粒再次悬浮。

涡旋混凝低脉动沉淀技术的应用案例包括工业废水处理厂、水厂和污水处理厂等。

这些案例表明，该技术在提高水处理效率、降低处理成本方面具有明显优势。

该技术还具有工艺简单、运行稳定等特点，适用于不同规模和类型的水处理项目。

涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术是一种先进的水处理方法，具有广泛的应用前景和发展潜力。

技术的不断创新与完善将进一步提升其在水处理领域的重要性，为保障大众饮水安全和环境保护作出重要贡献。

2. 正文2.1 涡旋混凝技术的原理涡旋混凝技术是一种利用涡旋流形成局部高速旋转流场，将悬浮物质快速混凝成大颗粒物，从而实现快速沉淀和分离的水处理技术。

简要分析低温低浊水处理技术操作
简要分析低温低浊水处理技术操作
1、低温低浊水水质特点
我国北方气候寒冷，冬春季节水温常降至02℃，浊度1030NTU，有时达到10NTU以下;南方地区长江水系冬季水温一般在3～7℃，浊度一般在20～30NTU之间;水库水长期静止浊度一般为5～10NTU，因此通常把温度低于10、浊度低于30NTU的地表水称为低温低浊度水。

由于低温低浊水粘度大，含有的颗粒数量少，颗粒发生碰撞机会少，发生混凝的机率降低;而且由于水化膜内的水粘度和重度增大，影响了颗粒之间粘附度;水温对混凝剂的水解反应有明显的影响，温度低使水解反应速率减缓，影响混凝效果。

2、低温低浊水处理原理
处理低温低浊水的方法是改变其水质，使之易于絮凝沉淀。

絮凝沉淀包括混凝和分离两大过程：混凝是水中胶体颗粒以及悬浮物的聚集过程，促进原水中的胶体杂质形成絮体;分离是将混凝形成的絮体通过沉淀或气浮的方法从水中分离出来，剩余的少部分微小絮体及杂质可经过过滤去除。

混凝包括凝聚和絮凝两个阶段，即"脱稳"胶体失去稳定性的过程和脱稳胶体相互聚集的"絮凝"的过程。

凝聚的作用动力是颗粒的布朗运动，而低水温使水中颗粒布朗运动强度减弱，碰撞机会减小，不利于胶粒脱稳凝聚。

絮凝是杂质颗粒之间或杂质与混凝剂结成大颗粒絮状体，发生絮凝的一个必要条件是颗粒之间相互碰撞。

所以对粒径小的悬浮物和胶体杂质，须加大投加混凝剂方可去除。

固液分离常采用的构筑物有沉淀池、澄清池、气浮池和滤池。

水中悬浮颗粒比重大于1时表现为下沉，比重小于1时表现为上浮。

涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术摘要：在自来水公司，给水处理技术十分关键，也是保证自来水公司正常运转的主要技术。

随着社会经济的发展，自来水公司的给水处理技术也在不断发展，涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术属于新型技术一种，通过惯性效应能够能够更好的满足自来水公司的给水处理需求，保证自来水公司发展。

因此，本文首先分析了涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术的工艺特点，然后对其工作机理进行具体分析，以供参考。

关键词：涡旋混凝低脉动沉淀技术；给排水；技术分析近年来，我国科学技术发展十分迅速，各行各业也得到了有效的发展。

在自来水公司，选择科学、有效的给水处理技术十分关键。

涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术将沉淀、絮凝、混合等工艺集中于一体，适用范围广泛，经济效益高，还能有效处理好汛期高浊水、低温低浊水、微污染原水等，所需的投资比较小，效益巨大，同时还能发挥出比较高的社会效应，激发城市供水系统的潜力，从而缓解城市供水短缺情况，促进城市发展和进步。

因此，自来水公司可以将涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术充分引入到给水处理系统当中，保证公司的发展。

1.涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术的工艺特点涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术是一种高效、经济效益高的给水处理技术，想要更好的将其运用于自来水公司给水系统中，还需要充分了解该技术的工艺特点，以下针对涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术的工艺特点进行具体分析：1）处理效率高，经济效益高，占地面积小。

在自来水公司给水处理系统中运用涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术时，通常需要5到10分钟的反应时间，3到30秒的迅速混合时间，而一般来说，沉淀地每秒具有2.5毫米到3.5毫米的上升流速，在这种情况下，水的停留时间将大大缩短，给水系统的处理效率也会随之大幅度提升，在这种情况下，基建投资也就节约了不少，自来水公司的经济效益自然随之提升[1]。

同时，涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术相较于传统技术而言，能够在构筑物容积不增加的情况下，提高处理水量，大大减少了构筑物的占地面积。

低温低浊水混凝处理方法
低温低浊水混凝处理方法是一种针对水中微小悬浮物的处理技术，可以用于去除自来水、废水等中的杂质与颗粒物。

其主要原理是利用低温（一般在0~5℃之间）和低浊度（一般小于50NTU）的水环境，加入适量的混凝剂，通过吸附和沉淀作用将悬浮物沉淀下来。

低温低浊水混凝处理方法的主要步骤包括以下几个方面：
原水处理：首先将待处理的水进行初步处理，如除砂、除泥、过滤等，简单去除大颗粒悬浮物。

加药混凝：向经过初步处理的水中加入混凝剂，如聚合氯化铝、硫酸铁等，使悬浮物颗粒间产生带电性，从而吸引并连接成较大的絮凝物。

沉淀：在低温低浊的条件下，沉淀速度变慢，有助于形成较大的絮凝物，并有利于稳定把握出水水质，使水质达到国家相关标准。

出水：将沉淀下的絮凝物与水体分离开，即可获得处理后的水源。

需要注意的是，在低温低浊水混凝处理中，具体的药剂类型、用量和混凝时间等参数需要按照实际情况进行调整，以保证处理效果和经济效益。

低温低浊度水处理方法
低温低浊度水处理方法主要是应用于寒冷地区或特殊环境下的水源处理。

该方法通过选择合适的处理工艺和设备，可有效去除水中的悬浮颗粒、有机物、微生物等污染物，提高水的水质。

常用的低温低浊度水处理工艺包括混凝-沉淀法、植物池法、生物滤池法、反渗透法等。

其中，植物池法和生物滤池法是利用天然植物和微生物对水质进行自然净化的方法，具有节能、环保等优点，适用于处理小流量、多种污染物的水源。

而反渗透法则广泛应用于工业和市政用水领域，可去除水中的离子、微生物等有害物质，净化水质。

总之，低温低浊度水处理方法是为了满足在特殊环境下的水源净化需求而研究开发的一种水处理技术，具有重要的应用价值。

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低温低浊水处理的研究现状摘要：低温低浊水主要的定义为水温在0～4℃、浊度低于30 NTU的冬季水库水、江河水。

我国北部地区水在冰冻期时以及部分南部地区水在最寒冷时期，浊度和温度均属于低温低浊水的属性。

由于具有黏度大、温度低、碱度低等特点，低温低浊水的处理仍然是一个水处理界的难题，传统的处理方式得不到理想的结果。

饮用水安全始终是人们关注的重点问题，近年来许多专家学者对于低温低浊水水质处理方式的研究取得了不错的进展。

关键词：低温低浊；水处理1 低温低浊产生的影响1.1 低温对水处理的影响低温条件会降低水体的p H值，影响絮凝剂的最佳使用范围，同时无机盐混凝剂在水解时吸热，低温条件下混凝剂难以水解，水解速度的下降不利于无机混凝剂发挥作用。

水体胶体微粒在黏度大的低温水体中运动速率小，布朗运动的减缓导致微粒间的碰撞次数减少，不利于脱稳沉降。

低温水体黏度增大，增大的水流剪力阻碍絮体间的聚集和成长，絮体在下降过程中极易被破坏。

低温也会使颗粒间的水化作用变强，内部水化膜的黏度和重度增加，黏附强度受到影响，絮凝效果降低。

低温造成的颗粒所带电位的提高，也会降低颗粒间的吸附力，种种因素对絮凝效果造成影响。

1.2 低浊对水处理的影响低浊水中的颗粒物在水体中分散均匀且较为细小，动力学稳定性和聚集稳定性非常强，絮体形成后体积较小不易于絮体的积聚后发生沉淀。

且由于低浊水中的悬浮物浓度较低，颗粒运动速度小，颗粒碰撞几率小，不利于絮体的形成，形成絮体也容易被混凝搅拌所破坏。

2 低温低浊水处理技术2.1 混凝剂、助凝剂的遴选在水处理过程中，使用絮体大、沉降效果好、投加量低并且适应性强的絮凝剂更有利于对原水进行后续处理。

部分水厂在处理低温低浊水时，选择增加混凝剂的投放量和增强搅拌强度的方式，提高成本的情况下还会带来用水安全问题，且可能达不到预期的目标。

因此，选择合理的混凝剂和助凝剂，能有效提高出水水质。

合适的选择有利于增强颗粒间的碰撞，充分发挥混凝剂吸附架桥、中和电性、网捕或卷扫作用。

微涡旋混凝低脉动沉淀技术处理低温低浊水我国北方地区全年有3〜5个月的冰冻期，作为主要饮用水水源的地表水在这一时期呈现低温低浊特性：水温0〜5C ;浊度一般10〜30NTU （有时降至10NTU以下）；水中胶体颗粒电位升高（约为常温时的2倍），胶体间静电斥力增大，稳定性增强；水的粘滞性增加，颗粒运动的阻力变大，碰撞困难；颗粒的布朗运动减弱，微粒惰性增强，水中胶体颗粒的粒径分布趋于均匀且小于常温时的粒径，造成直接过滤的效果差；水体中无机胶体颗粒含量减少，有机胶体颗粒含量增加，矶花絮体中有机成分较多，密度较平常期小；动力粘滞系数变大，颗粒的极限沉降速度变小，因而浊度去除率降低。

1机理研究混合和初始絮凝是给水处理的重要环节。

混合的本质是混凝剂的水解产物向水体中的扩散过程。

扩散分为宏观扩散和亚微观扩散，从而导致微观微粒的碰撞反应。

宏观扩散取决于浓度梯度和水体湍动强度，一般的混合设备均能完成宏观扩散。

微观微粒的碰撞反应取决于热力学条件和微粒的物理化学特性。

亚微观扩散是扩散阻力最大的一环，它决定了混合的效果。

对扩散系数可描述如下：K=a（£ 0 入）1/3 ?入（入＞入0）（1）K=B （入?£ 0/ U）1/2 （2）式中入涡旋尺度入涡旋特征尺度£ 能耗项U 运动粘滞系数a、B 与流态和热力学性质有关的系数由于入W入时的K值比入＞入时的K值小几个数量级，因此它的扩散阻力最大。

在实际工程中，通过造成高比例高强度的微涡旋，利用微涡旋的离心惯性效应来实现多相物系中的颗粒迁移，克服亚微观传质阻力，增加亚微观传质速率，促进亚微观传质。

在试验中，利用管式微涡混合器和串联圆管混合器来实现混合工艺•这两种混合器通过控制水流的速度和水流空间的尺度以及速度零区的范围来造成高比例高强度的微涡旋，从而充分利用微小涡旋的离心惯性效应使混凝剂的水解产物瞬间进入水体细部，使胶体颗粒脱稳，避免了局部药剂浪费或局部药剂不足的现象发生。