絮凝的數(shù)學(xué)描述一般分為兩個立的過程：遷移和粘附。遷移過程產(chǎn)生顆粒的碰撞。遷移是由水中顆粒的速度差異引起。在折板絮凝池中，速度差異認(rèn)為是以下3種因素造成：(1)顆粒的布朗運(yùn)動(異向絮凝中起主要作用；(2)紊流渦旋(同向絮凝)；(3)顆粒間沉降速度的差異(差速絮凝)。粘附作用取決于和顆粒物本身表面性質(zhì)有關(guān)的瞬時作用力。
折板單元本身的水力特性對絮體顆粒碰撞的影響主要表現(xiàn)在：折板單元的造渦作用和連續(xù)均勻的單元設(shè)置改善了紊動能耗的分布，從而提高了絮凝方式的數(shù)值，因此提高了絮凝效果。水流通過折板單元，在漸擴(kuò)段與漸縮段的作用下，可以形成對稱渦旋及單側(cè)渦旋。波峰處水流邊界層的分離是產(chǎn)生渦旋的動因。根據(jù)渦旋的擴(kuò)散性，會進(jìn)一步分解為小尺度的渦旋，直到與水流微團(tuán)相關(guān)的雷諾數(shù)低到不能再產(chǎn)生更小的渦旋為止。
同時，大尺度的渦旋從主流吸取動能，在運(yùn)動過程中傳遞給較小尺度的渦旋，這樣逐級傳遞，一直到微尺度的渦旋。在較大尺度的渦運(yùn)動中，流體粘性幾乎不起作用，可忽略不計(jì)，因而在動能傳遞中幾乎沒有能耗;而在微尺度的渦旋運(yùn)動中，流體粘性將起主要作用，傳送到這些低級渦旋的能量就會通過粘性作用轉(zhuǎn)化為熱能。水流中同時存在無數(shù)大大小小的渦旋，產(chǎn)生一系列的脈動頻率，具有連續(xù)的頻譜。
絮凝效果的好壞主要依據(jù)形成的礬花情況。實(shí)際生產(chǎn)中，絮凝的效果大都依據(jù)后續(xù)的沉淀出水濁度進(jìn)行評價，但這已不是絮凝階段結(jié)果的直接反映，沉淀出水濁度還與沉淀效果有很大關(guān)系。另一方面，即使對絮凝效果進(jìn)行直接評價，評價大多也只是停留在對礬花大小和密實(shí)與否的感官描述上，缺少可操作的量化評價標(biāo)準(zhǔn)，這與當(dāng)前還比較缺乏相對合理的絮凝評價標(biāo)準(zhǔn)有關(guān) [3] 。
往復(fù)式絮凝池也稱隔板絮凝池。為一般常規(guī)的水平或垂直式水力絮凝反應(yīng)池。即在流水渠中加裝了橫折或豎折檔板，使加藥混合后的水流形成近似于弦形彎曲。池內(nèi)擋板或隔板的間距的安置使水流的速度梯度位分布呈逐步遞減。底部還有一定的坡度以保持水深。此種形式的池可在相當(dāng)寬廣的流量范圍內(nèi)得到合理的成效。機(jī)械絮凝器相比，絮凝時間由于更為均勻的剪力場，故而常只需要前者的一半。隔板可由各種建筑材料一般可由磚砌成或薄形鋼筋混凝土預(yù)制板構(gòu)成。
為使水流中的顆粒相互碰撞，就使其與水流產(chǎn)生相對運(yùn)動。水中的顆粒與水流產(chǎn)生相對運(yùn)動好的辦法是改變水流的速度。改變速度的方法有兩種：①改變水流速度時造成的慣性效應(yīng)來進(jìn)行凝聚；②改變水流方向。在湍流中充滿著大大小小的渦旋。其中大渦旋能夠使流體進(jìn)一步的摻混，使顆粒均勻擴(kuò)散于流體中；同時創(chuàng)造大量的小漩渦，并將能量輸出給小渦旋。而小渦旋的作用是促進(jìn)顆粒的碰撞，提高絮凝效率。微渦旋理論認(rèn)為：水中微渦旋尺度與礬花顆粒尺度相近時混凝反應(yīng)充分。而小渦旋的動力學(xué)致因是慣性效應(yīng)，特別是湍流渦旋的離心慣性效應(yīng)，由此可見湍流中微小渦旋的離心慣性效應(yīng)是絮凝的重要動力學(xué)致因。
在往復(fù)式折板后面能夠形成渦旋，伴隨著顆粒粒徑在增加，渦旋的尺度由小變大，符合絮凝動力學(xué)規(guī)律；通過比較得出，圓弧形渠道絮凝池的湍流強(qiáng)度變化緩慢，分布更加均勻合理，不僅能夠滿足絮凝前期較大湍流強(qiáng)度的需要，也能滿足絮凝后期顆粒碰撞的湍流強(qiáng)度，證明圓弧轉(zhuǎn)彎渠道形比矩形轉(zhuǎn)彎渠道有更好的絮凝效果。
圓弧形渠道能夠減小渠道轉(zhuǎn)彎處的速度，減少能耗。而且，圓弧形渠道能夠產(chǎn)生很多復(fù)雜的渦旋結(jié)構(gòu)，提高絮凝效率。通過兩個方案中轉(zhuǎn)彎處X 方向速度的對比證明，圓弧形拐彎往復(fù)式絮凝器的速度梯度變化規(guī)律更加合理，混凝效果更好。
傳統(tǒng)往復(fù)式絮凝池在矩形渠道拐彎處速度方向改變?yōu)?80°直接轉(zhuǎn)變，而圓弧形渠道拐彎處的速度方向則是逐漸變化，變化比矩形拐彎渠道平緩的多。而其圓弧形拐彎渠道能夠產(chǎn)生慣性離心力，進(jìn)而產(chǎn)生各種微渦旋，根據(jù)王紹文教授提出的“慣性效應(yīng)是絮凝的動力學(xué)致因”可知，圓弧形渠道能夠提高絮凝效率，即絮凝效率較高
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