水处理技术的研究进展.pdfVIP

科学研 究 水处理技术研究进展 林 平 (杭州电子科技大学机械工程学院，浙江 杭州 310018) 摘 要：污水处理一直是我国一大热门话题，技术的好坏直接影响我国生活质量水平的提高。在水处理中絮凝技术是关键，絮凝动力学机理能够很 好的应用于静态混合器中，有效提高水处理效率。本文介绍了水处理技术基础以及常规工艺，其中静态混合器的选择是水处理中影响水力条件的关键因 素，同时综述了国内外静态混合器的研究进展以及应用；最后对水处理研究方法进行分析，数值模拟技术的采用有效提高了实验的效率和质量，对深入 探讨絮凝效果、混合状况有较大帮助。 关键词：水处理；静态混合器 ；数值模拟 1概述 凝剂，通过快速混合，使药剂均匀分散在污水中，然后混合形成大的可沉 水不仅是人类生命 中必不可少的物质，也是现代化工业不断发展必 淀的絮体矾花。混凝过程可分为为3个阶段：①药剂和水的快速混合；② 不可少的条件 。我 国人均淡水量仍处于供不应求的状态，因此水处理技术 药剂使胶体颗粒脱稳碰撞形成微粒的过程称为凝聚；③微粒在外力扰动 成为我国的一大热门话题。水处理的基本常规工艺为混凝一沉淀或澄 下相互碰撞，聚集而形成的较大絮体的过程称为絮凝。在混凝过程中，絮 清一过滤一消毒，这也是饮用水处理技术的主要系统构架 。混凝技术的好 凝的作用是我们研究水处理的重要环节 。 目前对絮凝技术的研究一方面 坏是水处理技术的关键，其包含的絮凝动力学机理应用在广泛使用的静 侧重开发新型、高效、安全的絮凝剂，好的絮凝剂可以促进絮凝体的生成， 态混合器 内，能够有效的提高水处理效率 。随着计算机性能的的不断提 并且有效的去除水中的浊度 ，脱色，降低PH值等等。 高，促进了CFD对流体力学中各参数的数值模拟，使得之前无法测量和计 在水处理中絮凝颗粒粒径的增大是由于絮凝的结果，这种粒径增大 算的问题都能够很好的实现。 的絮凝过程可以分解为两个过程：絮凝颗粒运动接近过程和碰撞粘结过 2水处理技术基础 程。絮凝颗粒能否接近接触，取决于絮凝颗粒的相对运动和相互碰撞，是 水处理是指采用一定的物理、化学及生物方法，除去水中的悬浮物、 碰撞频率的问题；絮凝颗粒能否碰撞粘结，取决于絮凝颗粒之间短程微观 胶体物和病原微生物等，以满足生活饮用水水质标准(GB5479—85)r~1。从 2O 力和流体作用，是碰撞效率的问题 。因此，絮凝效果的好坏取决于絮凝颗 世纪初期开始，饮用水的处理就 已经形成了基本的常规工艺，即混凝一沉 粒的本身性质及所处流体的水力条件4[1。水力条件是我们可以调节和控制 淀或澄清一过滤一消毒，这组成了饮用水处理技术的主要系统构架2[1。在 的主要因素 。 当今社会，人们对生活质量的不断提高，水处理技术也得到不断的发展与 3混合器的机理及研究 进步，大致可以归为强化常规处理及深度处理技术 。强化常规处理是在基 3．1混合器的机理 本的常规工艺基础上予以加强，为之后的处理工作减轻负担。深度净化处 混合是应用于工业生产的普遍操作，无论是简单的溶解还是复杂的 理技术 目前较为普遍 的有：活性炭吸附，臭氧氧化，光催化氧化，膜分离技 多项系统都需要合理的混合操作，这对后续的反应速率、效果起决定性作 术等 】。根据现有技术和需求展望未来水处理技术有高级氧化技术(TiO# 用。要想设计出混合效果好的混合器，就必须对它的工作机理进行细致的 uV光催化氧化工艺与H：o#uv处理工艺)、消毒技术 (紫外线消毒、膜消 研究和分析 。混合装置依其获得所需能量方式的不同可分为两大类，一类 毒)、膜分离技术以及电磁离子交换技术等。 是以机械加注能量的机械搅拌式及动态混合器：一类是以消耗 自身水头 在水处理常规工艺中，混凝是各项步骤的基础。它是指向水中投加混 为能源的水