絮凝的数学描述一般分为两个立的过程:迁移和粘附。迁移过程产生颗粒的碰撞。迁移是由水中颗粒的速度差异引起。在折板絮凝池中,速度差异认为是以下3种因素造成:(1)颗粒的布朗运动(异向絮凝中起主要作用;(2)紊流涡旋(同向絮凝);(3)颗粒间沉降速度的差异(差速絮凝)。粘附作用取决于和颗粒物本身表面性质有关的瞬时作用力。
好的絮凝效果不仅需要大量的颗粒碰撞,还需要控制颗粒进行合理有效的碰撞,使颗粒聚集起来。速度梯度是絮凝过程中常用的控制动力学因素。根据絮凝动力学理论得知,絮凝过程中的速度梯度值是逐渐减小的;而且开始时刻的速度梯度值要求能与混合阶段衔接上,所以一般要求较大。这时的絮凝也要求接触和碰撞,但是由微涡旋理论可知要求的水力半径要适合于自身的直径,才能发生有效碰撞。理论上,搅拌强度越大,速度梯度越大,相互接触碰撞的机会越多。但搅拌强度大(G值大),水流的剪切力就大,松散的絮体受到水流剪切会二次断开成为小絮体。因此要求搅拌的强度(也就是速度梯度)随着絮凝的进行而逐渐变小。整个混凝的过程中,G值是递减的。但是速度梯度递减规律,国内外的还没有定论。
在往复式折板后面能够形成涡旋,伴随着颗粒粒径在增加,涡旋的尺度由小变大,符合絮凝动力学规律;通过比较得出,圆弧形渠道絮凝池的湍流强度变化缓慢,分布更加均匀合理,不仅能够满足絮凝前期较大湍流强度的需要,也能满足絮凝后期颗粒碰撞的湍流强度,证明圆弧转弯渠道形比矩形转弯渠道有更好的絮凝效果。