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传统静态混合器混合效果对不同水质的适应性较差造成出水品质不稳定是我国水处理行业广泛存在的问题,针对这种情况本文根据混凝涡旋理论提出了一种可调式混凝管,不仅能解决传统静态混合器不能调节的缺点,而且起到强化絮凝效果的作用,提高出水质量。本文首先阐述了可调式混凝管的设计原理即混凝涡旋理论,并介绍了可调式混凝管的主要结构。其次对可调式混凝管的性能进行了试验研究并进行了理论分析。试验主要关注不同流速和叶片旋转角度造成的不同涡旋对混凝过程的影响。试验过程中测量的参数有出水浊度、zeta电位和压力损失,分别用来评价出水质量、混凝剂和原水的混合效果及能耗水平。由于试验条件和实际水厂运行条件的差异,试验结果并不能完全反映可调式混凝管的实际应用效果,因此通过对比试验即混合段和SK型静态混合器、絮凝段和光管的对比,以验证可调式混凝管的效果。试验结果表明混凝效果不仅取决于絮凝剂和原水的混合效果,还决定于絮凝过程中涡旋对絮体颗粒碰撞的促进作用和湍流剪切力对矾花颗粒的剪切作用。可调式混凝管不仅能根据不同工况进行有效调节而且能有效强化初期絮凝过程,出水质量好,同时得出了可调式混凝管在不同的水处理负荷时的操作要求。在混合段高流速和大叶片旋转角度会造成大尺度高强度的涡旋,zeta电位结果表明此时有利于药剂和原水的混合过程,但是浊度变化表明高强度的涡旋对絮体的剪切作用强,造成出水质量较差。可调式混凝管混合段去浊率在低流速时要高于SK型静态混合器,在高流速时由于可调式混凝管混合段形成的高强度的涡旋对絮体的剪切作用,去浊率要低于SK型静态混合器。安装四个涡旋发生器的混合段的压力损失在叶片旋转角度较大时要高于SK型静态混合器,因此一般情况下叶片旋转角度应设为15°至30°。在管道内安装十二叶片涡旋发生器相比于光管能造成大量微涡旋进而有效强化初期絮凝过程。叶片旋转角度较大,流速较高时涡旋剪切作用强,出水质量较差;叶片旋转角度较小是对絮凝过程影响不明显,所以一般情况下涡旋发生器的叶片旋转角度设为10°至30°,在水处理负荷较低时,采用大叶片旋转角度,反之保持较小的叶片旋转角度。