一.概述

某集团公司含重金属离子的废水处理项目，该项目的工业废水中含有大量的镍、铜、金刚石、锌、铅、镉等重金属离子，还含有大量的硫酸盐、氯离子等盐类，其中氯离子浓度高达30067mg/L，平均值为24582mg/L。

高浓度氯离子严重腐蚀普通不锈钢。根据工程的水质特点，设计了涡旋反应器絮凝池，替代传统的机械絮凝池，有效解决了工程中的氯离子腐蚀问题。

反应器涡旋絮凝池是华东交通大学老师研发的，灵感来源于污水处理工艺中填料的使用，基于格栅混凝工艺，提高絮凝效果。本发明具有处理效率高、结构简单、易于生产、运输、施工和管理、强度高、抗老化性好、使用寿命长、不易堵塞的优点。由于涡流反应器采用ABS材料，很好地解决了本工程中氯离子对金属材料的腐蚀问题。

二、涡流反应器的絮凝机理

(1)微涡流凝结

不稳定的胶体在微涡流的作用下有更多的碰撞机会；

1.涡流在流层之间形成较大的速度差，引起流层内颗粒的相对运动，从而增加颗粒的碰撞概率；

2.旋涡的旋转作用形成离心惯性力，使颗粒沿旋涡径向运动，从而增加颗粒的碰撞概率。上述两个方面的影响都随着旋涡尺寸的减小而增大。微涡流是有利于混凝的水力条件，因此具有较高的混凝效率。

(2)立体接触絮凝

当在混凝反应区放置大量的旋涡反应器时，由于反应器内的流速相对较低，在上游水流区的旋涡反应器内形成絮体悬浮区，悬浮的絮体使水流中不稳定的胶体絮凝。由于升流区每个涡旋反应器中都有悬浮絮体，总体积大，形成三维接触絮凝；旋涡反应器中絮体的生长质量较高，生长过大的絮体会在微旋涡的作用下破碎成较小的絮体，以保持絮凝能力(过大的絮体会使总表面积减小，降低吸附能力)。密度较低的絮体会在微涡旋的作用下破碎并重新絮凝成密度较高的絮体，有利于沉淀分离。

三。涡流反应器的结构和特点

(一)涡流反应器的结构

涡旋反应器是由ABS塑料制成的多孔空核心球体，表面开孔率为45%-65%。球体内外表面粗糙，涡流反应器壁厚一般在2 mm左右，详见图1和图2。

1.混凝效率高。微涡混凝工艺创造了高效的混凝絮凝水力条件，其混凝效率远优于传统混凝工艺和格栅混凝工艺，可大大缩短反应时间，这意味着与传统工艺相比，产水量可提高1-2倍，占地少，投资省。

2.对水质水量变化的适应能力强。微涡旋混凝过程对水质水量的变化有很强的适应性，因为混凝的水力条件主要不是取决于水流的宏观速度，而是取决于涡旋的形成，而涡旋的形成条件主要取决于速度的变化，即涡旋反应器的开口率。此外，升流式微涡混凝区积累了大量的活性絮体，可以缓冲水量和水质的变化。在停水或池水排放空期间，这些絮体不会沉积变硬或排出池外，使微涡絮凝池间歇工作。

3、实现简单。涡流反应器是非定向的，可以直接在水中使用。相互叠放时不堵塞墙洞，不需要固定安装。

4.运行稳定，药物消耗低。

涡流反应器腔体内的絮体可以长时间保持，涡流反应区外的絮体污泥可以完全去除，排泥操作可以简化，运行更加稳定。微涡流使混凝剂高效扩散，提高了混凝剂的利用率。同时，充分利用了涡旋反应器腔体内大量絮体的活性，使得微涡旋混凝工艺的混凝剂消耗量明显低于传统工艺。

5.易于长期使用和维护。涡流反应器由ABS塑料制成，使用寿命可达几十年。与格栅混凝相比，涡旋反应器的壁孔不易堵塞，因为涡旋反应器在水中处于半悬浮状态，其在水流作用下的旋转运动可使堵塞壁孔的漂浮物升至水面，然后人工清除。即使反应器被堵塞，也可以方便地将其从池中取出进行彻底清洗。

四。工程过程设计参数

(1)设计水质

本项目进出口设计水质要求见表1。