水力条件对混凝效果有极其重要的影响。混凝过程中，混合阶段的要求是使聚合氯化铝药剂迅速均匀地分散到全部水中，充分水解，使胶体脱稳，并借助水流紊动进行凝聚。因此需剧烈的搅拌，为混凝创造最佳的水力条件。药剂与待处理废水的混合过程大约在1-30s内完成，工业应用则一般取2min。混合设备应该满足3个条件:保证混凝剂均匀地扩散到整个水体。混合时间不宜长；能使水体剧烈搅动。
常用的混合设备有以下几种:水泵混合器、管到混合器、压力式多孔隔板混合器、机械混合器
、涡流式混合器、桨板式机械混合器和射流混合器。
一、水泵混合器
当泵站距离混凝反应设备较近时，将药液加入泵吸水管或吸水井中，通过水泵叶轮的高速转动达到快速剧烈的混合，此过程需防止吸入空气(见图6-10)。水泵混合的优点是混合效果好，时间短.可在1s之内完成，而且设备简单，不需要另建混合设备，投资省，不另外消耗动能，适用于各种水量情况。但是，如果管线过长，那么过早形成的矾花易破碎，影响后续处理的效果。为控制混合时间加药不大于60s,管线不宜太长。若在反应池进口处加装管道泵，由于扬程太小，泵的工作点效率则很低。
二、管道混合器
最简单的管道混合即将药剂直接投入水泵压水管中，借助管中水流速度进行混合。采用管道混合时为控制混合效果，管中流速不宜小于1m/s，投药点至末端出口距离不应小于50倍管道直径，聚合氯化铝加药后水在沿途水头损失不应大于0.3-0.4m，否则应在管道上装设节流孔板，孔板直径是管道直径的0.6-0.8倍。水流通过孔板时的水头损失为:
式中，d1为进水管直径，mm；d2为孔板孔口直径，mm；v2为孔板内流速，m/s；ξ为局部阻力系数(见表6-1)。
目前广泛使用的管道混合器是“静态管式混合器”，也称“固定混合器”，其中若干固定叶片按一定角度交叉组成混合单元(见图6-11)。水流和药剂通过混合器时，将被单元体多次分割和改向并形成涡旋，达到混合目的。该设备结构简单、有定型产品、易于安装、不占地、混合效果良好，其缺点是当流量过小时效果会下降。
局部阻力系数 表6-1
d2/d1 |
0.6 |
0.65 |
0.70 |
0.75 |
0.80 |
ξ |
11.3 |
7.35 |
4.37 |
2.66 |
1.55 |
另一种管式混合器是“扩散混合器”，它是在管式孔板混合器前加装一个锥形帽，如图6-12所示。水流和碱式氯化铝药剂对冲锥形帽后扩散形成剧烈紊流，使药剂和水达到快速混合。锥形帽夹角90°，锥形帽沿水流方向的投影面积为进水管截面积的3/4，孔板流速一般采用1.0-1.5m/s，混合时间约2-3s，混合器节管长度不小于500mm，水流通过混合器的水头
损失约0.3-0.4m。混合器直径在DN200-1200范围内。
三、多孔隔板混合器
为便于安装，工业水处理装置宜采用压力式多孔隔板混合器。混合池内设有数块隔板(一般为3块)，水流通过隔板孔道时产生急剧的收缩和扩散，形成涡流，使药剂与原水充分混合，如图6-13所示。
通过小孔的流速v2取1-1.5m/s，池内平均流速v1取0.5-1.0m/s。每道隔板的水头损失:h=v22/μ2·2g
式中，μ为阻力系数，当孔眼直径与壁厚之比为1.25-3时，可取值0.76-0.62。孔眼总数如下式：n=4Q/πv2d2
式中，Q为水的流量，m3/s；d为小孔直径，m。
当处理水量稳定时，隔板混合池效果良好；但是，如果水量变化较大，隔板混合池的混合效果会出现不稳定的情况，同时其水头损失较大。
隔板混合池通常占地面积较大，适于大中型水量工程(1000-3000m3/d)。
四、桨板式机械混合器
桨板式机械混合器利用电动机驱动桨板(平板或涡轮)旋转使氯化铝药剂和水混合，如图6-14所示，桨板的外缘线速度一般为1.5-3m/s左右，桨板直径D0=(1/3-2/3)D(D为混合池直径)，桨板宽度B=(0.1-0.25)D。桨板距离池底(0.5-0.75)D0。该设备结构简单，制造加工容易，但所能提供的混合功率较小。通常可以根据设计水量选择定型搅拌器产品。混合池与搅拌器设计方法如下。
混合池容积的计算如下式:V=QT/n
式中，V为混合池容积，m3；Q为处理水量，m3/h；T为停留对间，min；n为混合池个数。
搅拌转速为:φ=v/πD0
式中，φ为搅拌转速，r/min；v为桨板外缘线速度，m/s；D0为桨板直径。
五、涡流式混合器
涡流式混合池中水流产生激烈的涡流而使得药剂与原水均匀混合，如图6-15所示。构筑物上部呈圆形或方形，下部呈圆锥形，锥角为30°-40°涡流式混合效果较好，水头损失较小。对于小水量工程，可以同时完成混合与反应两个过程，单池负荷不超过1200m3/d；对于大中型处理工程(2000-30000m3/d)，一般单独作为混合池使用。混合停留时间小于2min，一般可用1.5-2min；集水管流速不大于0.6m/s；混合进口处设计流速采用1-1.5m/s；混合池上口处设计流速25mm/s。
六、射流混合器
射流混合是混合技术的新发展，具有混合速度快、功率损失小、絮凝效率高等优点。
用注入管将絮凝剂注入原水管接近反应池的进口处，注入管的侧面周边有几个小孔，絮凝剂经小孔以很大的速度以垂直于原水管水流的方向射出，如图6-16所示，由于在原水管的中轴处的紊动强度最大，絮凝剂射流由此注入，最易与原水快速混合。
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