混凝动力学对混凝工艺实践的指导意义

第一篇：混凝动力学对混凝工艺实践的指导意义

混凝动力学对混凝工艺实践的指导意义

余承烈

（山西铝厂

山西 河津

043300）

Guide meaning of coagulation dynamics to coagulating

technology practicality Yu chenglie(Shanxi aluminium plant Hejin Shanxi 043300)内容摘要：分析了混凝动力学几个公式，就公式中的每个因子展开讨论，认为：混凝动力学公式对混凝工艺实践有定性的指导意义，举例说明了目前几种经实践证明了的高效混凝技术与混凝动力学的相关性。

关键词: 混凝动力学公式探讨 混凝工艺 高效混凝技术 指导意义

1．混凝动力学公式的探讨

一般认为，混凝包括絮凝和凝聚两个过程，凝聚和絮凝都是使胶体或悬浮物中微细粒固体聚集而使颗粒尺寸变大的过程[8]。混凝动力学也应该包括絮凝动力学和凝聚动力学，目前就笔者掌握的资料，提法不统一，有的只提到凝聚动力学，如文献（8）。文献(5)就只提出絮凝动力学，还明确指出：研究水中胶体在絮凝过程中的颗粒浓度随时间的减少过程称为絮凝动力学。按照这个定义，絮凝动力学的研究范围虽然可以包括许多不同的絮凝过程，但一般絮凝动力学研究的只是憎水胶体经电解质脱稳后的容积絮凝过程。笔者认为，絮凝动力学比较符合规律，但是在没有统一以前，目前还是提混凝动力学为宜。

混凝动力学的研究自1943年Camp和Stein提出动力学的公式后 至今，许多学者提出了很多类似的公式，本文列出目前常见的几个公式，并就公式所包含的意义展开讨论。

1．1混凝动力学公式的认可

文献[9]介绍的列维奇（Levich）利用扩散方程计算通过球形控制面单位时间的颗粒的时平均总数，即颗粒的碰撞数：

Nt==12Πβ(ε/γ)½R³n²（1）

式中ε——球形控制体周围单位体积水的能耗；

γ——水的动力粘滞系数； R——球形控制体半径；

n——控制体周围的颗粒时平均浓度（单位体积颗粒时平均总数）

β——实验系数。

文献[5]介绍的当颗粒因水流所产生的速度梯度du/dz相碰时，每毫升中两种颗粒每秒钟相碰的次数为：

N==4/3n1n2(r1+r2)³du/dz（2）式中：du/dz——速度梯度

r1,r2——两种颗粒的直径，n1，n2——两种颗粒的浓度，文献[1]介绍的Camp和Stein同向絮凝理论认为：对于直径d1为的颗粒数为N1的和直径d2为的颗粒数为N2的整个体系，每单位体积内单位时间总的接触数为：

N==(G/6)N1 N2(d1+ d2)³（3）式中: du/dz为速度梯度

文献[8]提出的同向絮凝的公式：

–DN/dt=2/3Gd³N²（4）式中： N----单位容积的颗粒个数（个/cm³）

d----颗粒直径（cm）G----速度梯度（s）

文献[7]介绍的日本专家Tambo.N(丹保宪仁)先生提出接触絮凝方程式为：

dn/dt= —π/4qVs(D+d)2N n

(5)式中：

N，n----分别为单位体积内成熟絮凝体和微絮凝体的数目（个/ cm ³）;t----接触絮凝时间(s);q—--絮凝系数;Vs---水流上升流速(cm / s);

D，d----分别为成熟絮体和微絮凝体平均粒径（cm）；

以上公式形式虽有差异，但有一点是相同的，就是絮凝效果和水中的粒子数量有关，和速度梯度有关，和粒子的直径有关。有区别的是，公式（5）中没有速度梯度因子，却有水流上升的流速，且经过试验验证.公式形式与公式成立的条件、研究的对象有关。

1．2混凝动力学公式的探讨

为了说明问题，需要将混凝过程的几个概念阐述清楚。混凝分为两个过程，既反应和絮凝，反应包括混合和初凝，初凝中包含有凝聚的内容。

由碰撞接触絮凝公式可以看出，和碰撞有关系的是水中粒子的浓度和直径。其中，浓度是一次方，直径是三次方；也就是说提高碰撞效果，主要是增大水中的粒子直径，提高混凝反应过程中待反应的物质的浓度。显然，提高直径一个数量级所产生的效果就相当于提高碰撞次数2个数量级。在反应初期，粒子的直径都不会太大，此时在反应器中，保持高浓度就可以大大提高混凝效果。还可以加强搅拌，增加旋转次数，通过提高旋转速度来到到碰撞的目的。但是，胶粒与药剂分子只要一碰撞，则马上会粘结在一起，形成初絮体。一把情况下，反应需要几秒钟（7—8秒），这实际上是一个综合值，7—8秒的时间内，所有的胶粒和药剂分子都反应完毕，因此这7—8秒的时间实际上是前后持续反应所需要的时间，这其中包括絮体和絮体、絮体和胶粒的反应时间。也就是说，反应之后进入絮凝阶段，绝大部分水中粒子是絮体和絮体之间的结合和分离。在絮凝阶段，絮体不断长大后，因为絮体直径比胶粒要大得多（100倍以上），粒子的数量显著下降，N ·n 降为次要因素，而(D+d)3 逐渐上升为主要因素，这时的反应也要求碰撞、接触，但是它们要求的水力半径要适合于它们自身的直径。按理说搅拌强度大一些，水力梯度大一些，相互碰撞接触的机会才会多一些。但搅拌强度大(G值大), 水流的剪切力就大，粘结在一起的絮体受到水流的剪切就会二次被断开而成为小絮体。因此要求搅拌的强度（也就是水力梯度）随着絮凝的进行而逐渐变小。也就是说在整个混凝的过程中，G值不应是一个固定值，而是一个递减值。实践证明：当G值造成的水力半径约等于絮体半径时，混凝效果最佳，当然，这种水力半径是指大多数水中漩涡的半径，而不是一个准确值、固定值。

既然在混凝的过程中，要求前半部分速度梯度G高一些，一旦药剂分子完成扩散、接触、碰撞的过程，则后半部分要求较小的速度梯度G，避免粘结在一起的絮体受到水流的剪切二次被断开而成为小絮体，即要求速度梯度G前大后小，那么在公式中就应该体现这个规律。随着粒子的浓度减小、粒子直径增大的同时，速度梯度G变小，而在这样的过程中，混凝效果却不断强化。因此笔者认为：混凝动力学公式应该对速度梯度G这个因子进行修正，增加一个补充公式：对G值作函数，函数中涉及到粒子直径和粒子浓度，而且随着离子浓度和粒子直径增大而减小G值，这样就更符合混凝的具体过程。笔者推荐的动力学公式：

-dn/dt==kGª(d1+d2)³n1n2(6)a==f{（n1+n2)/(d1+d2)}（7）

式(6)、（7）中: k—絮凝系数，它和某种水体、具体的混凝工艺有关； a—G值的幂，这个公式体现了三个意义，第一，速度梯度G在混凝过程中和水中的粒子浓度、粒子直径有关；第二，控制速度梯度G在混凝过程中随着水中的粒子浓度上升而升高，随着水中粒子直径增大而降低；第三，速度梯度G在混凝过程中的变化规律是前大后小。修正后的混凝动力学公式更好的体现了混凝规律，对混凝工艺有了更明确、更简洁的指导意义。

限于笔者的自身条件，无法针对公式进行相关的试验，只能探讨这些，还望大家批评、指正。

2．混凝动力学对混凝工艺实践的指导意义

所有的混凝动力学公式建立的条件都大同小异，但对混凝实践来说，没有定量的指导意义，因为无论是粒子的直径还是粒子的浓度都无法做到准确测量。何况在混凝的水中，直径大小是不一致的，随时都会发生变化。粒子之间的聚合和断裂随时都在发生，因此无法确定粒子的数量和直径。G值对絮凝过程的重要性也主要体现在定性的指导作用，而不是它的具体数值，近年来随着絮凝技术的发展，不少学者指出G值只是某一水体的平均值，并不反映瞬时值，也不能反映水流的真实结构。有学者认为最重要的是G值只反映某一水体能量注入率的平均值，不能反映该水体各微小单元能量注入率的具体数值和均匀程度。

但公式对混凝有定性的指导意义，例如，增加粒子的浓度，可以提高混凝效果；创造水流的层流条件，减少已经结合在一起的粒子再次被断开；创造涡流使粒子旋转[3]，或“自旋”、或在水体中绕着涡流迴转；追求粒子的直径不断变大，提高混凝的效果。

混凝动力学公式对混凝工艺实践有定性的指导意义，下面举例说明目前几种经实践证明了的高效混凝技术与混凝动力学的相关性。

2．1微涡旋混凝工艺

文献[9]指出：絮凝池中的湍流中充满着大大小小的涡旋,它们不断的产生、发展、衰减与消失，大尺度涡旋破坏后形成较小尺度的涡旋，较小尺度涡旋形成更小的，其中的微小涡旋促进了颗粒碰撞、絮凝。涡旋区中微涡旋的尺度取决于涡旋区的紊动强度或能量供应的大小，而涡旋区的动能又是由主流来提供的。因此主流流速的大小决定了涡旋区中微涡旋的尺度，涡流的流速越大，即G值越大，生成的微涡旋的尺度就越小，反之亦然。

微小涡旋最容易引起絮体的自旋。当涡旋控制在与絮体直径一个数量级时，能最大限度地促进初级絮体旋转，因为絮凝体不是理想的球形体，而是象云朵、树枝一样，因此可以肯定地说絮体或凝聚体一旦自身旋转，其半径可能要扩大几倍，甚至更高。相当于絮体直径扩大，提高絮凝效果。据此，在高效絮凝反应器设计时，控制水流在反应器沿程能够形成的絮体颗粒相近的微涡旋尺度就是这个道理。例如，结团凝聚过程中的颗粒自旋，可以给我们以这方面的启发。

又如，涡旋区中微涡旋的尺度取决于流动空间尺度与水流的速度。流动的空间尺度越小，涡旋尺度越小，填料絮凝池正是利用了这一原理。流速越高，涡旋尺度越小，因此减小流动空间尺度、增加流速就增加了颗粒碰撞的几率，混凝效果比普通絮凝池好就是这个道理。

2．2网格反应工艺 在网板反应中[10]，当水流绕过非线性圆柱体（网丝）时，由于发生边界分流现象，在圆柱体后部两侧使产生涡漩。涡旋长大到一定程度即从主体分离，顺流而下，随后又产生新的旋涡，在这样的柱尾流中便出现了两列平行排列而又互相交错的涡列。观测表明：柱后初始的涡旋大小基本上与柱体尺寸处于同一数量级。而涡旋尺度的变化比直接与网格的尺度有关。反应水流中的涡旋尺度可以通过调整网格尺度的办法来控制，使其形成的絮体颗粒粒径接近于同一数量级，同时也可以根据絮体在反应过程中不断增大的规律来设计不同级的反应条件，提高反应效率。控制涡旋，就是为了造成“迴转”。迴转就是絮体绕着漩涡中心在一定的圆周上反复旋转，则能提高絮凝效率，宏观现象观测更能说明这个观点：河流中经常看见旋涡中的柴、草等漂浮物，绕着旋涡中心反复迴转好多次，偶一瞬间才能“逃”出旋涡而进入下游。高效絮凝技术中，正是利用了小的絮体在不断的迴转过程中，吸附碰撞更小的或更大的絮体生成大而重的絮体而与水分离，提高混凝效果。

2．3高浓度接触层

近年来，新兴起的结团凝聚处理法[6]，也是基于提高浓度、提高碰撞机率的原理。这种装置开始运转时，上向流结团凝聚柱内尚无颗粒悬浮层，出水浑浊，但柱底逐渐有颗粒积累，随着底部粒状物增加，悬浮泥渣层逐渐形成，出水逐渐由浊变清。当悬浮层不断增厚至20—30cm时,柱内呈清晰的污水界面，悬浮层不断增厚，出水浊度不断降低。这就相当于创造出一个高浓度的反应单元。在上升流速较高时，各结团絮凝体颗粒在悬浮层中不断翻滚，但整个悬浮层随着泥渣量的增加以均匀的速度向上移动。将多余的悬浮体从泥渣口排出后，它们极易与水分离，分离出的水保持清澈。笔者在进行“高效固液分离装置”（专利产品）中试时也发现类似现象：污水在上升过程中，很短时间，穿过一个浓悬浮泥渣层再进入过滤层，尽管进水水质变化很大，出水水质却很稳定，如,进水SS=400~2500mg/l,出水SS=5~10mg/l, 当过滤水头>3.5m时开始排泥，从排泥管放出浓度为5%—6%的积泥底流，静置10分钟即出现清澈的水面，明显地能看出泥与水已经分离，倒出上清液后，泥液明显增稠，泥层比较密实，不象普通沉淀池排出的泥液那样稀松。就是说，经过高浓悬浮层絮凝后的颗粒中水分子的含量、结构比较特殊，比普通絮凝完成污泥浓缩后更容易实现泥水分离。

2．4反应池投加填料的理由

钱荣孙[7]试验的软性固体介质絮凝工艺只所以比普通石英砂接触滤地净水效率高，也就是因为同样的过滤面积，软性固体填料有更高的空隙率，能够更多地造成絮凝体之间接触、吸附的机会。有了填料，增加了初级絮体接触碰撞的机会，相当于增加了离子浓度，给初级絮体一个着床的机会，絮体着床的多了，自然会堆积在一起；堆积粘结在一起的絮体多了，重量增加，絮凝体就会自动地从填料上脱落下来，迅速地与水分离，这就达到了固液分离的目的。同时，高效水力絮凝器研制的结论说明[2]：采用填料和阻流装置，可以统一絮凝阶段的全部水体的各个部分获得尽可能相同的能量率，它能改善絮凝器的水流条件，把絮凝器调到最佳工作状态，从而提高絮凝效果。

笔者认为，在沉淀池增加填料，也能增加分离效果。理由是，填料的存在增加了上升絮体与填料的碰撞机会，完全有可能在絮体即将离开沉淀池出去的时候将其吸附截留，达到净化的目的，这也是笔者分析混凝动力学的意义得来的一点体会。

------------------参考文献：

1．T.M.凯纳兹（美），李维音等译，水的物理化学处理[M]，清华大学出版社（北京），1982 2．高士国，水力絮凝器的理论与实践[J]，张中和，王彩霞等编，给水与废水处理国际会议论文集p100，中国建筑工业出版社（北京），1994 3．余承烈，对混凝过程的几点新认识[J]，工业用水与废水，2003第5期，4．王绍文，等，论絮凝的动力学致因[J]，张中和，王彩霞等编，给水与废水处理国际会议论文集p186，中国建筑工业出版社（北京），1994

5、许保玖，给水处理理论[M]，北京，中国建工出版社（北京）2000

6、黄廷林，结团造粒流化床中造粒动力条件研究[J]，给水排水，1998，24（5）：25—29

7、钱荣孙，关于絮凝体在软性固体介质中的强化接触絮凝机理的探讨与试验[A], 王彩霞，给水与废水处理国际会议论文集[C],北京：中国建工出版社，1994，p162—168

8、罗茜，余仁焕，徐继润，固液分离[M]，北京，冶金工业出版社1997

9、王绍文，吴健松，王琳，论絮凝的动力学致因[A]，王彩霞，给水与废水处理国际会议论文集[C],北京：中国建工出版社，1994，p186—192

10、傅文德，高浊度给水工程[M]，北京，中国建筑工业出版社1994

作者简介：余承烈，男，1983年毕业于太原理工大学，教授级高级工程师，山西铝厂生活服务部。电话：0359--5042191

第二篇：混凝凝土结构实习报告

混凝土认知实习报告

一、混凝土认知实习目的

通过这次认知实习，让我们对各种建筑结构体系的认识及了解，对各个结构构件的形式、功能、布置及布置原则的认识。

二、实习内容

6月4日一早，在老师的带领下，我们对西安建筑科技大学雁塔校区与幸福校区的部分建筑物进行参观学习。参观路线为雁塔校区土木楼，文体馆的地下停车库，教学大楼，南阶教学楼；幸福校区1，2号教学楼和学生二食堂。雁塔校区部分

土木楼于05年建成，采用框架—剪力墙结构，剪力墙布置在楼梯间与电梯间两侧，其平面布置为方形，主体六层，局部五层。

其入口采用了钢结构雨篷，但由于雨篷和结构主体基础不同，荷载大小不同，沉降变形不同，所以二者不可完全刚性连接，采用半刚性连接，雨篷上部用螺栓与主体结构预埋件链接，柱脚截面缩小。同样，雨篷旁边的混凝土装饰墙也只是和主体结构进行弱拉接。

土木楼里，剪力墙两侧采用了X形（剪刀形）楼梯，属于板式楼梯。（注：楼梯板下有梁的板式楼梯,因此又叫梁板楼梯。梁板式楼梯是梯段踏步板直接搁置在斜梁上，斜梁搁置在梯段两端（有时候由于受力需要，斜梁设置三根）的楼梯梁上。梁式楼梯纵向荷载由梁承担。梁式楼梯传力路线： 踏步板—斜梁—平台梁—墙或柱。板式楼梯是将楼梯作为一块板考虑，板的两端支承在休息平台的边梁上，休息平台支承在墙上。板式楼梯是运用最广泛的楼梯形式，可用于单跑楼梯、双跑楼梯、三跑楼梯等。它具有受力简单、施工方便的优点。板式楼梯就是梯段踏步板直接支撑在两端的楼梯梁上。板式楼梯传力路线:楼梯板-平台梁-墙或柱。）与梁式楼梯相比而言，板式楼梯有较大的净空，虽然板较厚，但整体来看比梁式楼梯薄。楼梯中段休息平台，旁边的剪力墙上开有圆洞，和对面的楼梯相通，其作用是增加疏散人流量，易于变换方向与观望。

文体馆下的地下车库，采用分离式的出入口设计，入口在西侧出口在东侧。其入口处的雨篷使用钢结构和玻璃面板构成，这样做施工方便又美观，还有采光功能，保证驾驶人出库的视野良好。地下车库的设计要满足地下车库设计规范。进出入口应连接于次干道，如果连接主干道要注意避让立交或留有一定距离（有两辆车的后车距离）。出入口坡道形式有直线型与曲线形，设计时应使得其占用面积尽量小，这里采用的是曲线形设计。曲线设计满足车型和转弯半径要求，由于曲线设计使得视野变小，在转弯处应设有凸面镜。纵坡的设计应满足汽车行驶需求，横坡设计满足排水需求。车库内部，层高明显低于一般建筑，采用方形柱网和井字形楼盖（井字形楼盖与单双向板肋梁楼盖区别：梁相交处不设柱），柱距约8至9米。车库的大小与其设计定位有关，此处则是为中小型车设计的地下车库，停车位尺寸应考虑车型，前后左右停车间距等。地下车库的通道设计也应符合规范，柱网按每个开间内停放车数量来确定，车库内应画有各种标线，还要注意通风消防采光设备的布置。地下车库墙按照地下室墙或挡土墙设计。

教学大楼于91年建成，总共10层，采用框架—剪力墙结构，剪力墙设置于教室两侧和楼电梯间两侧。由于教学大楼长度过长，在大厅两侧设有两道变形缝（三缝合一），将结构分为三个部分，每个部分要进行独立的结构设计。教学口前后两侧设有钢筋混凝土雨棚，雨棚为边缘部加了一根柱的半悬挑结构，其柱子为了美观加外包，雨棚与主体结构连接依然为半刚接，保证传力清楚和各部分的自由沉降，雨棚架在类似小牛腿的柱子上。教学楼内部一层挑空使得二层楼板不连续，为满足结构布置规则连续不受扭的需要，要控制挑空部分的面积。来到教学楼的后面，可以看设计巧妙地剪刀式楼梯，楼梯的设计要满足楼梯设计规范要求，踢面尺寸踏面尺寸确定要适当。教学大楼楼梯结构形式为梁式，楼梯全部荷载均由两端的四根柱来承受，平台梁和梯梁连成一体，使荷载均匀传递到两端柱上。这种楼梯形式美观，且疏散量比较大。

与教学大楼相连的东阶教学楼的楼梯在两侧为梁式楼梯，其走廊为悬挑式，西侧的楼面窗户前设有垂直遮阳构件，防止太阳直接照射。

南阶教学楼相对东西阶教室和教学大楼建成时间较晚，层数较多，为了和周围建筑协调，采用了半地下的设计来降低整体高度。南阶教室平面形式呈现弧线，在建筑中间设置有变形缝。包括伸缩缝、沉降缝和防震缝，三缝合一，是保证建筑在温度变化、基础不均匀沉降或地震时有一定的自由伸缩，以防止墙体开裂、结构破坏预留的竖缝。为了解决变形缝美观与漏水问题，在变形缝中间用柔性材料填充，并用橡胶覆盖。由于教学楼平面呈弧形，其楼盖的计算，荷载传递路径及配筋极为复杂，采用电脑计算。幸福校区部分

幸福校区教学楼是由原来的老钢厂厂房改建而来，外部保留厂房的排架结构，内部使用框架结构做成两层教室。内外结构建设时间不同，基础分开，排架柱使用独立杯形基础，框架柱使用条形基础或柱下独立基础。厂房纵向长度较长，一般都在百米以上。按规范要求，每隔55米即需设置一个温度缝，用以防止建筑因热胀冷缩变形而产生开裂。伸缩缝处采用双柱处理，缝两侧柱截面中心均自定位轴线向两侧移600毫米。当厂房需要设置伸缩缝、沉降缝和防震缝时，三缝宜设置在同一位置。

进入教学楼内部，可以观察到较为完整的厂房屋盖结构。此厂房采用封闭式结合，即边柱外缘与纵向定位轴线相重合。屋架采用预应力钢筋混凝土屋架，屋架仅由拉杆和压杆组成，考虑到混凝土的抗拉性能较差，因而钢筋混凝土屋架可只在下部拉杆使用预应力，拉杆等无需预应力。屋面板采用大型屋面板，与屋架之间连接为预埋钢板三点焊接，保证自由变形。屋架支撑体系有上下弦横纵向支撑、天窗架支撑与系杆。这里的下弦横纵向支撑均为钢结构，横向支撑布置在温度区段两端和临近中间的柱间，纵向支撑布置在端节间，保证厂房的整体稳定性和刚度。屋架中部设有矩形天窗，用于采光和通风，天窗架上端同样设有水平系杆来保证天窗架的稳定性。屋架与牛腿柱顶面铰接连接，平面外稳定性差，需要在屋架上端用系杆将各个屋架连接，以保证屋架在平面外的稳定并传递纵向水平力。吊车梁有钢筋混凝土T型吊车梁和钢结构I型吊车梁，牛腿柱也有矩形截面和I形截面两种，都较为完整保留下来。因为使用或美观需要，厂房改造成教学楼时去掉了部分下柱柱间支撑，只见上柱柱间支撑布置在温度区段两端和中间柱间。1号教学楼厂房属于单层多跨厂房，2号教学楼为单层单跨厂房。在2号教学楼集中荷载较大处或抽柱处可见到钢筋混凝土桁架做成的托架，将上部较大的集中荷载传给两侧相邻的柱子。在厂房两侧还保存有抗风柱和山墙，用来纵向抵抗风荷载。

因为是改造厂房作为教学楼，排架柱与屋架内部盖还有两层框架结构的教学楼，其顶部为钢梁，虽不受较大荷载作用但可以保证框架结构的整体性和刚度，下部框架为钢筋混凝土结构。

学生二食堂也是由废旧厂房改建而成，内部共三层。入口处的雨篷是钢结构悬挑式雨篷，顶面使用玻璃材料。钢结构骨架通过预埋件与立面相连，同时在上部通过拉杆与立面相接。雨篷荷载即通过预埋件和拉杆传递给建筑主体。进入食堂内部，即可看到后建的钢筋混凝土框架结构。框架结构屋盖采用“井”式楼板，其特点是不分主梁、次梁，梁双向布置、断面等高且同位相交，粱之间形成井字格。井式楼板具有外形规则、美观、梁截面尺寸较小等特点，有利于提高房间净高。因为内部的框架结构是后期新建的结构，原厂房沉降已经完成而新结构沉降还在进行中，故两者之间不能完全搭接，必须设置沉降缝以防止建筑各部分由于不均匀沉降引起的破坏。同时两建筑的基础也应分开并拉开一段距离。为了使二层以上的楼地面和原排架柱相接，楼地面四周均部分悬挑出去。

食堂正中间是一个三层通高的采光天井。天井使用钢桁架作为支撑结构并以玻璃作为面板。

第三篇：高效混凝沉淀系列净水技术

高效混凝沉淀系列净水技术

“高效混凝沉淀系列净水技术”是在哈尔滨建筑大学承担的国家建设部“八五”攻关课题“高效除浊与安全消毒”的科研成果“涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术”基础上发展而来的，涉及了水处理中混合、絮凝反应、沉淀三大主要工艺，主要用于市政与工业给水处理、城市污水强化一级处理以及曝气生物滤池（BAF）的强化预处理等。

该技术的第一代产品包括串联圆管初级混凝设备、小孔眼网格反应设备、小间距斜板沉淀设备等三项单元技术，到2000年，已在秦皇岛、大庆、宾县、海伦、抚顺、克拉玛依、南京、昆山等二十多座自来水厂成功地推广应用，取得了明显的经济效益和社会效益。

该技术的第二代产品总结了第一代产品的优越性与局限性，推出了技术上更为优化的立管式撞击流混合器、高效微涡折板絮凝设备、高效复合斜板沉淀设备等三项单元技术，到2002年底，已在吉林、通钢、延边石岘、本溪小市、辉南、柳河、松江河等十几处水厂成功推广应用，取得了更为显著的经济效益和社会效益。工程实践证明：此项技术用于新建水厂，构筑物基建投资可节约省20%～30%；用于旧水厂技术改造，可使处理水量增加75%～100%b而其改造投资仅为与净增水量同等规模新建水厂投资的30%～50%。采用此项技术可使沉淀池出水浊度低于3NTU，滤后水接近~度，可节省滤池反冲洗水量50%，节省药剂投加量30%，大大降低了运行费用和制水成本。

由于该技术在理论上克服了现有传统水处理技术理论上的缺陷和实践上的不足，具有更为显著的技术优势，并对低温低浊、汛期高浊水、微污染原水等特殊水质均可达到理想处理效果。可利用最小投资，取得最大效益，充分发挥现有供水设施的潜力，在短时间内缓解城市供水短缺状况，促进城市的经济发展。该技术1993年获国家发明奖，“八五”期间被列为国家科技攻关项目，1996年获建设部科技进步一等奖，同年该项目被国家科委列入“九五”期间国家重点科技推广计划。

高效混凝沉淀工作机理

混合部分 混合是反应第一关，也是非常重要的一关。在这个过程中应使混凝剂水解产物迅速地扩散到水中的每一个细部，使所有胶体颗粒几乎在同一瞬间脱稳并凝聚，这样才能得到好的絮凝效果。因为在混合过程中同时产生胶体颗粒脱稳与凝聚，可以把这个过程称为初级混凝过程。但这个过程的主要作用是混合，因此一般称为混合过程。

混合问题的实质是混凝剂水解产物在水中的扩散问题。使水中胶体颗粒同时脱稳产生凝聚，是取得好的絮凝效果的先决条件，也是节省投药量的关键。传统的机械搅拌混合与孔室混合效果较差。近几年，国内外采用管式静态混合器使混合效果有了比较明显地提高，但由于人们对于多相物系反应中亚微观传质以及湍流微结构在胶体颗粒初始凝聚时的作用认识

不清，故也妨碍了混凝效果的进一步提高。

混凝剂水解产物在混合设备中的扩散应分为两类：

（1）宏观扩散，即使混凝剂水解产物扩散到水体各个宏观部位，其扩散系数很大，这部分扩散是由大涡旋的动力作用导致的，因而宏观扩散可以短时间内完成；

(2）亚微观扩散，即混凝剂水解产物在极邻近部位的扩散，这部分扩散系数比宏观扩散小几个数量级。亚微观扩散的实质是层流扩散。因此使混凝剂水解产物扩散到水体每一个细部是很困难的。在水处理反应中亚微观扩散是起决定性作用的动力学因素。

例如高浊水的处理中，混凝剂水解产物的亚微观扩散成为控制处理效果的决定性因素。由于混凝剂的水解产物向极邻近部扩散的速度非常慢，在高浊期水中胶体颗粒数量非常多，因此没等混凝剂水解产物在极邻近部位扩散，就被更靠近它的胶体颗粒接触与捕捉。这样就形成高浊时期有些地方混凝剂水解产物局部集中，而有些地方根本没有。混凝剂局部集中的地方矾花迅速长大，形成松散的矾花颗粒，遇到强的剪切力吸附桥则被剪断，出现了局部过反应现象。药剂没扩散到的地方胶体颗粒尚未脱稳，这部分絮凝反应势必不完善。这一方面是因为它们跟不上已脱稳胶体颗粒的反应速度，另一方面是因为混凝剂集中区域矾花迅速不合理长大，也使未脱稳的胶体颗粒失去了反应碰撞条件。这样就导致了高浊时期污泥沉淀性能很差，水厂出水水质不能保证。按传统工艺建造的水厂，在特大高浊时都需大幅度降低其处理能力，以保证出水水质。这是由于过去工程届的人们对亚微观传质现象不认识，对其传质的动力学致因也不认识，因此传统的混合设备无能力解决高浊时混合不均问题，这不仅使水厂在特大高浊时大幅度降低处理能力。而且造成药剂的严重浪费和造成出水的Ph值过低。

亚微观扩散究其实质是层流扩散，其扩散规律与用蜚克定律描写的宏观扩散规律完全不同。当研究尺度接近湍流微结构尺度时，物质扩散过程不一定是从浓度高的地方往低的地方扩散。在湍动水流中亚微观传质主要是由惯性效应导致的物质迁移造成的，特别是湍流微涡旋的离心惯性效应。我们发明的串联管式初级混凝设备和管式微涡初级混凝设备，就是利用高比例高强度微涡旋的离心惯性效应来克服亚微观传质阻力，增加亚微观传质速率。生产使用证明这两种设备在高浊时混合效果良好，不仅比传统的静态混合器可大幅度增加处理能力，也大大地节省了投药量。

絮凝反应部分 絮凝是给水处理的最重要的工艺环节，滤池出水水质主要由絮凝效果决定的。传统廊道反应、回转孔室反应以及回转组合式隔板反应的絮凝工艺，水在设备中停留20～30分钟，水中尚有很多絮凝不完善的小颗粒。近年来，国内出现了普通网格反应；国外推出了折板式与波形板反应设备，使絮凝效果有了比较明显地改善。但由于人们对絮凝的动力学本质认识不清楚，也就妨碍了絮凝效果的进一步提高。

絮凝的动力学致因

絮凝长大过程是微小颗粒接触与碰撞的过程。絮凝效果的好坏取决于下面两个因素；一是混凝剂水解后产生的高分子络合物形成吸附架桥的联结能力，这是由混凝剂的性质决定的；二是微小颗粒碰撞的几率和如何控制它们进行合理的有效碰撞，这是由设备的动力学条件所决定的。导致水流中微小颗粒碰撞的动力学致因是什么，人们一直未搞清楚。水处理工程学科认为速度梯度是水中微小颗粒碰撞的动力学致因。按照这一理论，要想增加碰撞几率就必须增加速度梯度，增加速度梯度就必须增加水体的能耗，也就是增加絮凝池的流速。

但是絮凝过程是速度受限过程，随着矾花的长大，水流速度应不断减少。而在工程实践中，网格反应池在网格后面一定距离处水流近似处于均匀各向同性湍流状态，即在这个区域中不同的空间点上水流时平均速度都是相同的，速度梯度为零。按照速度梯度理论，速度梯度越大，颗粒碰撞次数越多，网格絮凝反应池速度梯度为零，其反应效率应最差。事实恰好相反，网格反应池的絮凝反应效果却优于其他传统反应设备。这一实例充分说明了速度梯度理论远未揭示絮凝的动力学本质。

絮凝的动力学质因究竟是什么？是惯性效应。因为水是连续介质。水中的速度分布是连续的，没有任何跳跃，水中两个质点相距越近其速度差越小，当两个质点相距为无穷小时，其速度差亦为无穷小，即无速度差。水中的颗粒尺度非常小，比重又与水相近，故此在水流中的跟随性很好。如果这些颗粒随水流同步运动，由于没有速度差就不会发生碰撞。由此可见要想使水流中颗粒相互碰撞，就必须使其与水流产生相对运动，这样水流就会对颗粒运动产生水力阻力。由于不同尺度颗粒所受水力阻力不同，所以不同尺度颗粒之间就产生了速度差。这一速度差为相邻不同尺度颗粒的碰撞提供了条件。如何让水中颗粒与水流产生相对运动呢？最好的办法是改变水流的速度。因为水的惯性（密度）与颗粒的惯性（密度）不同，当水流速度变化时他们的速度变化（加速度）也不同，这就使得水与其中固体颗粒产生了相对运动，为相邻不同尺度颗粒碰撞提供了条件，即惯性效应作用。

改变速度方法有两种：一是改变水流时平均速度大小。水力脉冲澄清池、波形板反应池、孔室反应池以及滤池的微絮凝主要就是利用水流时平均速度变化形成惯性效应来进行絮凝；二是改变水流方向。因为湍流中充满着大大小小的涡旋，因此水流质点在运动时不断地在改变自己的运动方向。当水流作涡旋运动时在离心惯性力作用下固体颗粒沿径向与水流产生相对运动，为不同尺度颗粒沿湍流涡旋的径向碰撞提供了条件。不同尺度颗粒在湍流涡旋中单位质量所受离心惯性力是不同的，这个作用将增加不同尺度颗粒在湍流涡旋径向碰撞的几率。涡旋越小，其惯性力越强，惯性效应越强絮凝作用就越好。由此可见湍流中的微小涡旋的离心惯性效应是絮凝的重要的动力学致因。由此可以看出，如果能在絮凝池中大幅度地增加湍

流微涡旋的比例，就可以大幅度地增加颗粒碰撞次数，有效地改善絮凝效果。这可以在絮凝池的流动通道上增设多层小孔眼格网或微涡折板的办法来实现。

由于过网水流的惯性作用，使过网水流的大涡旋变成小涡旋，小涡旋变成更小的涡旋。不设网格的絮凝池湍流的最大涡旋尺度与絮凝池通道尺度同一数量级。当增设格网之后，最大涡旋尺度与网眼尺度同一数量级。增设小孔眼格网或微涡折板后有如下作用：（y）过流区段是速度激烈变化的区段，也是惯性效应最强、颗粒碰撞几率最高的区段；（y）过流的涡旋尺度大幅度减少，微涡旋比例增强，涡旋的离心惯性效应增加，有效地增加了颗粒碰撞次数；（q）由于过流的惯性作用，矾花产生强烈的变形，使矾花中处于吸附能级低的部分，由于其变形揉动作用达到高吸能级的部位，这样就使得通过网格之后矾花变得更密实。

矾花的合理的有效碰撞

要达到好的絮凝效果除了要有颗粒大量碰撞之外，还需要控制颗粒合理的有效碰撞。使颗粒凝聚起来的碰撞称之为有效碰撞。一方面，如果在絮凝中颗粒凝聚长大的过快会出现两个问题：

（1）矾花长得过快其强度则减弱，在流动过程中遇到强的剪切就会使吸附架桥被剪断，被剪断的吸附架桥很难再连续起来，这种现象称之为过反应现象，应该被绝对禁止；

（2）一些矾花过快的长大会使水中矾花比表面积急剧减少，一些反应不完善的小颗粒失去了反应条件，这些小颗粒与大颗粒碰撞几率急剧减小，很难再长大起来。这些颗粒不仅不能为沉淀池所截流，也很难为滤池截流。另一方面，絮凝池中矾花颗粒也不能长得过慢，矾花长得过慢虽然密实，但当其达到沉淀池时，还有很多颗粒没有长到沉淀尺度，出水水质也不会好。由此看到在絮凝池设计中应控制矾花颗粒的合理长大。

矾花的颗粒尺度与其密实度取决两方面因素：其一是混凝水解产物形成的吸附架桥的联结能力；其二是湍流剪切力。正是这两个力的对比关系决定了矾花颗粒尺度与其密实度。吸附架桥的联结能力是由混凝剂性质决定的，而湍流的剪切力是由构筑物创造的流动条件所决定的。如果在絮凝池的设计中能有效的控制湍流剪切力，就能很好的保证絮凝效果。

多相流动物系反应控制理论的提出，真正建立起水处理工艺中的动力相似。使我们认识到湍流剪切力是絮凝过程中的控制动力学因素，如果在大小两个不同的絮凝工艺中，其湍流剪切力相等，那么具有同样联结强度的矾花颗粒可以在两个不同尺度的絮凝过程中同时存在，这在某种意义上也就实现了两个絮凝过程絮凝效果的相似。弗罗德数可以作为相似准则数，可以表明湍流剪切力的大小，两个尺度不同的絮凝过程当其弗罗德数相等时，其湍流剪切力就近似相等，絮凝效果就基本相似。但只控制湍流剪切力相等并不能完全控制絮凝效果的相似，因为湍流剪切力相等时两个不同的絮凝过程的矾花联结强度相等，但矾花的密实度与沉淀性能却不一定相同。矾花的密实程度可用湍动度来控制，湍动度值越大表明在固定时间内流过固定空间点的涡旋数量越多，涡旋强度越大，矾花也越密实。在实际工程中是不可能测定湍动度的。庆幸的是当湍流剪切力相等时，尺度越大的絮凝池其水流速度也越高，因此矾花的碰撞强度越大，形成的矾花越密实，这已为试验与生产实践所证实。这样就可以保证把小尺度的试验结果按照弗罗德数相等来放大，放大后的絮凝效果会更好、更可靠。因而我们也可以通过科学地布设多层网格，通过弗罗德数这个相似准则，来控制絮凝过程中水流的剪切力和湍动度，形成易于沉淀的密实矾花。

沉淀部分沉淀设备是水处理工艺中泥水分离的重要环节，其运行状况直接影响出水水质。

传统的平流沉淀池优点是构造简单，工作安全可靠；缺点是占地面积大，处理效率低，要想降低滤前水的浊度就要较大地加大沉淀池的长度。浅池理论的出现使沉淀技术有的长足的进步。七十年代以后，我国各地水厂普遍使用了斜管沉淀池，沉淀效果得到了大幅度提高。但经过几十年应用其可靠性远不如平流沉淀池，特别是高浊时期、低温低浊时期以及投药不正常时期。

传统沉淀理论认为斜板、斜管沉淀池中水流处于层流状态。其实不然，实际上在斜管沉淀池中水流是有脉动的，这是因为当斜管中大的矾花颗粒在沉淀中与水产生相对运动，会在矾花颗粒后面产生小旋涡，这些旋涡的产生与运动造成了水流的脉动。这些脉动对于大的矾花颗粒无什么影响，对于反应不完全小颗粒的沉淀起到顶托作用，故此也就影响了出水水质。为了克服这一现象，抑制水流的脉动，我们推出了小间距斜板沉淀设备。

高效混凝沉淀工艺特点

（1）处理效率高、占地面积小、经济效益显著。

于混合迅速（3～30秒），反应时间短（5～10分钟），沉淀池上升流速度高（2.5～3.5mm/s），因此可大为缩短水在处理构筑物中的停留时间，大幅度提高处理效率，因而也就节省了构筑物的基建投资。工程实践证实：与传统工艺相比，采用新技术对旧水厂挖潜改造，在构筑物容积不增加的情况下，可使处理水量净增75%～100%，而改造投资仅相当于新建同等规模新水厂投资的30%～50%～wsn；用于新建水厂，主体工艺构筑物可节省投资20%～30%，并可大幅度减少主体构筑物占地面积。与平流沉淀池比较可节省80%，比斜管沉淀池可节省40%。

（2）处理水质优，社会效益好，水质效益可观。

几年运行实践证明，这项工艺可使沉后水浊度稳定在3NTU以下，滤后水接近0度，这就形成了水质效益。水质效益一方面就是社会效益，另一方面是潜在的经济效益。随着我国生活饮用水标准的将进一步提高，已逐渐要求出厂水达到1NTU，那么大部分城市现有处理设备和工艺是难以达到的，只有通过大幅度投资扩建新水厂，才能解决水质和水量的矛盾。而采用此工艺可稳定保持出厂水浊度底于1NTU。由此可见，其水质效益是相当可观的。

（3）抗冲击能力强，适用水质广泛。

实践证明，此项技术抗冲击能力较强，当原水浊度、进水流量、投加药量发生一些变化时，沉淀池出水浊度不象传统工艺那样敏感。其原因是，这项工艺的沉淀池上升流速按

3.5mm/s设计时尚有很大潜力。运行实践表明，这项工艺对低温低浊、汛期高浊以及微污染等特殊原水水质的处理均非常有效。

（4）制水成本降低。

1．由于新技术采用先进的混合及反应设备，可节省投药量

2．由于新技术沉后水浊度在3度以下，减轻了滤池负担，因此滤池反冲洗水可节省50%左右，并可延长滤料更换周期；

3．对改造旧水厂，水量增加而管理人员无需增加，运行管理费用大为降低；

4．基建费用的大幅度节省，可较大程度减低投资折旧率。

从以上四个方面来看，新技术的使用可使制水成本显著降低。

（5）工期短、见效快。

此项技术用于旧水厂挖潜改造，从设计到安装调试只需2～3个月，可以在短时间内解决城市供水不足的状况。

第四篇：16混凝工长职责

混凝土工长岗位职责

1、在项目经理的领导下，贯彻质量、安全技术操作规程、规章，排除隐患，保证安全生产。

2、认真熟悉有关施工图纸和技术资料，参加本工程的图纸会审和施工组织设计，施工方案编制工作，负责本工种材料计划。

3、坚持按施工图纸施工，严格按施工组织方案施工。组织班组学习各种技术规范，并进行分项工程技术交底工作。

4、熟悉施工图纸，掌握技术规范。明确各施工部位混凝土强度等级。对本工程的混凝土施工进行整体管理，是现场混凝土施工的直接责任人。

5、负责对所属施工作业班组进行操作规程及安全技术交底，并监督作业班组所有人员的出勤。

6、配合质检员组织班组长熟悉图纸和工程洽商，认真学习施工规范和质量验收标准。根据施工部位对生产班组做出有针对性、指导性和可操作性的技术交底。

7、根据项目部的进度计划，合理安排施工工序，科学管理，优化工期，并在月初下达各作业班组施工任务书。

8、负责每次砼浇筑时的计划使用量的申报工作，（砼强度等级、数量、各技术参数，提前申报给项目部）对于混凝土的浇注量进行控制，指导施工班组进行混凝土的施工作业，严格杜绝砼的现场的浪费。

9、在浇筑砼前要求班组对浇筑部位进行杂物的清理、模板的湿润工作。

10、负责重点部位、薄弱环节的工序旁站指导工作。

11、负责对该项作业班组协调、安排、分工、交验和结算工作。

12、负责对浇筑时的质量控制，（标高、平整度）。要求作业班组在浇筑振捣工程中严格按照规范要求进行施工作业。

13、在每次浇筑混凝土时按照相关规范要求制作砼试压块。

14、负责监督施工作业班组的养护工作并做好养护记录工作。

15、负责对不合格过程进行返修、返工或加固补强处置的监督、指导工作。

16、在基础、主体结构工程完成后，组织并参与建设单位和监理单位对砼的实测回弹工作。

17、完成领导交办的其他工作，密切配合其他工种进行施工。

18、严格遵守公司的各项规章制度，服从管理及调配。

第五篇：混 凝 土 修 补 措 施

混 凝 土 修 补 措 施

在巴黎壹号工程，4#楼一层拆除模板当中，发现○A轴线与○14-○16轴线附近，出现砼板面及砼挑梁漏振现象，经甲方、监理方现场查看，要求项目部作出砼整改措施，项目部本着百年大计，质量第一的原则，认真分析问题原因，根据施工现场实际情况，特制订以下施工措施。

首先将挑梁松散混凝土和软弱浆凿除，用钢丝刷和高压水洗刷，支设模板时上边留有漏斗式进料口，砼板面局部漏振的地方全部砸掉，重新支设模板，湿润后用高一个强度等级的细石混凝土，外加膨胀水泥仔细浇筑、捣实，并且认真养护，突出结构面的混凝土，持达到50﹪强度后在凿去。以上施工措施请甲方、监理共同监督实施。

中交一航局第二工程有限公司 巴黎项目部 2011年11月23日