本发明属于水处理领域，涉及一种强化底部絮凝效果的絮凝池及其絮凝方法。
背景技术：
在水处理过程中，混凝是很重要的一个环节，其包含了两个阶段，一是混合，二是絮凝。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。絮凝效果的好坏主要受原水水质特性、投加的絮凝剂或助凝剂品种与剂量以及混合条件、絮凝水力条件影响，其中，水力条件主要由絮凝池池型结构决定。隔板絮凝池是指水流以一定流速在隔板之间通过而完成絮凝过程的构筑物，是传统的絮凝池布置形式，主要有往复式和回转式两种，后者是在前者的基础上加以改进而成的。
流动边界层内的流态分层流和紊流，紊流边界层紧靠壁面处仍有薄层流体保持层流，称为层流底层。现有阶段，对于水平隔板絮凝池絮凝，层流底层水流平稳，不能形成较多涡旋，从而导致廊道底层粘滞区絮凝效果很低。基于目前所面临的问题，采用一种能在水平隔板絮凝池底部生成涡旋，促进底部絮凝效果的装置。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种水平隔板絮凝池底部凸起装置，采用不同间距、不同角度的隔板来实现底部凸起，通过底部凸起装置，在水平隔板絮凝池底部生成涡旋，底层水流受到隔板阻扰后曲折流动，形成众多的小涡旋，提高了微粒之间的碰撞频率，促进底部絮凝效果，根据絮凝过程的水力条件，能够灵活调节隔板与池子底部的角度，改变底部涡旋的大小、强度，强化絮凝效果。
本发明通过以下技术方案实现上述目的：
一种强化底部絮凝效果的絮凝池，底部设置有沿水流方向依次排列的多个隔板扰流组件。每个隔板扰流组件均包括一块或并排设置的多块隔板。沿着水流方向，各隔板扰流组件内的隔板与水流方向的夹角逐渐减小。
作为优选，沿着水流方向，相邻两个隔板扰流组件的间距逐渐增大。
作为优选，位于首端的隔板扰流组件内的隔板竖直设置。除竖直的隔板外，各隔板的顶端向远离絮凝池入水口的一侧倾斜。
作为优选，位于首端的隔板扰流组件到絮凝池进水口的距离为x1＝k1s；其中，s为絮凝池的总长度；系数k1的取值范围为0.05～0.15；
作为优选，第i个隔板扰流组件与第i-1个隔板扰流组件底部的间距xi＝β (m-2)h；其中，
作为优选，位于首端的隔板扰流组件的底部与位于末端的隔板扰流组件的底部的间距l＝λs；其中，系数λ的取值范围为0.5～0.7。
作为优选，所述的隔板呈矩形。隔板的长度h＝kδ。其中，δ为絮凝池中水流的流动边界层厚度；系数k的取值范围为1～2。
作为优选，所述的隔板扰流组件包括手柄、连接杆和隔板；连接杆支承在絮凝池的底部，且轴线垂直于水流方向。连接杆的一端端部伸出絮凝池外，且固定有手柄。隔板固定在连接杆上。通过转动连接杆，能够调节各隔板与絮凝池内水流流动方向的夹角。
作为优选，所述的连接杆与絮凝池之间设置有锁止组件。锁止组件用于将调节到目标角度的连接杆锁止，使得连接杆上的隔板在絮凝过程中保持夹角稳定。
作为优选，所述的锁止组件采用摩擦带或紧顶螺钉或弹子凹槽配合的锁止结构。
一种强化底部絮凝效果的絮凝池方法具体如下：
步骤一、根据被絮凝水体的特点及絮凝池的长度和宽度，设定隔板扰流组件的数量n、每个隔板扰流组件中隔板的数量y、相邻两个隔板扰流组件底部的间距xi和隔板扰流组件中的隔板与水流方向的夹角αm。并搭建强化底部絮凝效果的絮凝池。
步骤三、向底部絮凝效果的絮凝池的入水口注入被絮凝水体。被絮凝水体在经过各隔板扰流组件时被扰动，形成涡旋。被絮凝水体在涡旋作用下加速形成絮体结构。越靠近絮凝池的入水口1的涡旋越大，促进被絮凝水体快速絮凝；越靠近絮凝池的出水口的涡旋越小，避免被絮凝水体中已经形成的絮体被切碎，促进絮体的沉淀。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明相较于传统絮凝方法，增加了在底部生成涡旋强化絮凝效果的办法，使絮凝的效率更高。
2.本发明的底部隔板角度可以根据水力条件进行调节，以适应水流的需要。
3.本发明从入水口到出水口的方向上，不同排隔板的间距呈从小到大的趋势，隔板与絮凝池底部的角度呈从大到小的趋势，使得絮凝池中沿水流方向产生从大到小的涡旋，既在初始絮凝阶段提高絮凝速度，又在絮凝结束阶段避免大涡旋切碎絮体。
4.本发明装置结构简单，调节方便，成本较低，可提供数量更多的涡旋。
附图说明
图1为本发明强化底部絮凝装置的侧视立体图。
图2为本发明强化底部絮凝装置的俯视图。
图3为本发明强化底部絮凝装置的左视图。
图4为本发明在进行絮凝过程中的速度仿真模拟图。
图5为本发明在进行絮凝过程中的湍动能仿真模拟图。
图中：1、入水口；2、出水口；3、手柄；4、连接杆；5、隔板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、2和3所示，一种强化底部絮凝效果的絮凝池，包括沿絮凝池长度方向依次不等间距排列的n个隔板扰流组件。每个隔板扰流组件均包括手柄3、连接杆4和y块隔板5；其中n＝4，y＝6。连接杆4支承在絮凝池的底部，且轴线平行于絮凝池的宽度方向(即垂直于水流方向)。连接杆4的一端端部伸出絮凝池外，且固定有手柄3。y块隔板5依次等间距焊接固定在连接杆4上。通过转动连接杆4，能够调节各隔板5与絮凝池内水流流动方向的夹角。连接杆4与絮凝池之间设置有锁止组件。锁止组件用于将调节到目标角度的连接杆4锁止在絮凝池上，使得连接杆4上的各隔板5能够在絮凝过程中保持夹角稳定。锁止组件通过摩擦带或紧顶螺钉或弹子凹槽配合的方式实现对连接杆4的锁止。
所述的隔板5呈矩形。隔板5的长度h＝kδ。其中，δ为絮凝池中水流的流动边界层厚度；系数k的取值范围为1～2。各个隔板5的长度方向均与连接杆4的轴线垂直。
从絮凝池内的水流方向(即进水口1到出水口2的方向)上，隔板5与水流方向之间的夹角逐渐减小。因此，在絮凝池内的水流方向上，各隔板扰流组件对水流的扰动作用依次减弱。从絮凝池内的水流方向(即进水口1到出水口2的方向)上，相邻两个隔板扰流组件的间距逐渐减大，使得水流越靠近絮凝池出水口2是受到的扰动作用越小。
位于首端(即最靠近絮凝池进水口1)的隔板扰流组件内的隔板5与水流方向的夹角α1＝90°，其对水流的扰动作用最强，更有利于形成大而密实的絮体结构，故取90°作为初始装置的角度。位于末端的隔板扰流组件内的隔板5与水流方向所成夹角最小，其对水流的扰动作用最小，避免将聚集后较大的絮体切碎。
位于首端的隔板扰流组件到絮凝池进水口1的距离为x1＝k1s；其中，s为絮凝池的总长度；系数k1的取值范围为0.05～0.15；位于首端的隔板扰流组件与位于末端的隔板扰流组件之间的连接杆4中心距为l；l＝λs；其中，系数λ的取值范围为0.5～0.7。
第i排隔板5与第i-1排隔板5的间距xi＝β (m-2)h；其中，
该絮凝池进行絮凝过程的流速和湍动能仿真情况如图4、图5所示，图中的上端为进水口1，下端为出水口2，可以看出絮凝池进水口处的水流速度较快，经过第一排隔板后，水流速度明显减小，湍动能增大，对流场扰动作用增强，水流质点碰撞剧烈，有利于形成大而密实的絮体结构，随着隔板角度的减小，湍动能也随之减小，但仍可产生较小涡旋，在絮凝后期可以避免因产生涡旋过大而将已形成的絮凝体切碎的情况。
该强化底部絮凝效果的絮凝池的絮凝方法具体如下：
步骤一、根据被絮凝水体内的成分及絮凝池的长度和宽度，设定隔板扰流组件的数量n和每个隔板扰流组件中隔板5的数量y。根据被絮凝水体流经絮凝池时的流动边界层厚度δ，确定隔板的长度h＝kδ；k为取值范围为1～2的系数。
步骤二、按照步骤一中确定的隔板扰流组件数量n、每个隔板扰流组件中的隔板5数量y和隔板的长度h，搭建强化底部絮凝效果的絮凝池。
步骤三、向底部絮凝效果的絮凝池的入水口1注入被絮凝水体。被絮凝水体在经过各隔板扰流组件时被扰动，形成涡旋。被絮凝水体在涡旋作用下加速形成絮体结构。越靠近絮凝池的入水口1的涡旋越大，从而促进被絮凝水体快速絮凝；越靠近絮凝池的出水口2的涡旋越小，避免被絮凝水体中已经形成的絮体被切碎，从而促进絮体的沉淀。
1.一种强化底部絮凝效果的絮凝池，其特征在于：底部设置有沿水流方向依次排列的多个隔板扰流组件；每个隔板扰流组件均包括一块或并排设置的多块隔板；沿着水流方向，各隔板扰流组件内的隔板与水流方向的夹角逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的一种强化底部絮凝效果的絮凝池，其特征在于：沿着水流方向，相邻两个隔板扰流组件的间距逐渐增大。
3.根据权利要求1或2所述的一种强化底部絮凝效果的絮凝池，其特征在于：位于首端的隔板扰流组件内的隔板(5)竖直设置；除竖直的隔板(5)外，各隔板(5)的顶端向远离絮凝池入水口(1)的一侧倾斜。
4.根据权利要求1或2所述的一种强化底部絮凝效果的絮凝池，其特征在于：位于首端的隔板扰流组件到絮凝池进水口的距离为x1＝k1s；其中，s为絮凝池的总长度；系数k1的取值范围为0.05～0.15。
5.根据权利要求1所述的一种强化底部絮凝效果的絮凝池，其特征在于：第i个隔板扰流组件与第i-1个隔板扰流组件底部的间距xi＝β (m-2)h；其中，
6.根据权利要求1或5所述的一种强化底部絮凝效果的絮凝池，其特征在于：位于首端的隔板扰流组件的底部与位于末端的隔板扰流组件的底部的间距l＝λs；其中，系数λ的取值范围为0.5～0.7。
7.根据权利要求1或5所述的一种强化底部絮凝效果的絮凝池，其特征在于：所述的隔板(5)呈矩形；隔板(5)的长度h＝kδ；其中，δ为絮凝池中水流的流动边界层厚度；系数k的取值范围为1～2。
8.根据权利要求1、2或5所述的一种强化底部絮凝效果的絮凝池，其特征在于：所述的隔板扰流组件包括手柄(3)、连接杆(4)和隔板(5)；连接杆(4)支承在絮凝池的底部，且轴线垂直于水流方向；连接杆(4)的一端端部伸出絮凝池外，且固定有手柄(3)；隔板固定在连接杆(4)上；通过转动连接杆(4)，能够调节各隔板(5)与絮凝池内水流流动方向的夹角。
9.根据权利要求8所述的一种强化底部絮凝效果的絮凝池，其特征在于：所述的连接杆(4)与絮凝池之间设置有锁止组件；锁止组件用于将调节到目标角度的连接杆(4)锁止，使得连接杆(4)上的隔板(5)在絮凝过程中保持夹角稳定。
10.一种强化底部絮凝效果的絮凝方法，其特征在于：步骤一、根据被絮凝水体的特点及絮凝池的长度和宽度，设定隔板扰流组件的数量n、每个隔板扰流组件中隔板(5)的数量y、相邻两个隔板扰流组件底部的间距xi和隔板扰流组件中的隔板(5)与水流方向的夹角αm；并搭建如权利要求5所述的絮凝池；
步骤三、向底部絮凝效果的絮凝池的入水口注入被絮凝水体；被絮凝水体在经过各隔板扰流组件时被扰动，形成涡旋；被絮凝水体在涡旋作用下加速形成絮体结构；越靠近絮凝池的入水口1的涡旋越大，促进被絮凝水体快速絮凝；越靠近絮凝池的出水口的涡旋越小，避免被絮凝水体中已经形成的絮体被切碎，促进絮体的沉淀。
技术总结