物理法污水處理設(shè)備

1、1第一章第一章 物理法廢水處理設(shè)備物理法廢水處理設(shè)備2不溶態(tài)污染物的分離技術(shù)是指通過(guò)物理作用分離和去除污水中不溶解的懸浮固體(包括油膜、油品)的方法，通稱(chēng)固-液分離。所用的設(shè)備大都比較簡(jiǎn)單，操作方便，使用極為廣泛。固-液分離過(guò)程中，按其涉及的原理可以分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是液相受到限制，而固體顆粒能在懸浮液中自由運(yùn)動(dòng)，可以將其歸類(lèi)于離心沉降、重力沉降或浮選等；另一類(lèi)是利用介質(zhì)，使固體顆粒受到限制而允許液相穿過(guò)介質(zhì)，可以將其歸類(lèi)于篩濾截留、過(guò)濾等。3在整個(gè)污水處理工藝流程中使用場(chǎng)合較多，包括污泥的機(jī)械脫水在內(nèi)！41.1 預(yù)處理設(shè)備(攔污)5預(yù)處理設(shè)備主要包括污物攔截裝置、沉砂以及起調(diào)節(jié)、均衡作用的構(gòu)筑

2、物。在水處理過(guò)程中，篩濾設(shè)備是一類(lèi)重要的攔污裝置，用于清除污水和雨水泵站以及污水處理廠(站)進(jìn)水中含有的較大懸浮物，保護(hù)后續(xù)處理設(shè)施的正常運(yùn)行，以及降低其他處理設(shè)施的處理負(fù)荷。篩濾設(shè)備包括格柵、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)、撈毛機(jī)、水力篩網(wǎng)等。一、格柵(grid)二、機(jī)械格柵除污機(jī) (grid spotter)*三、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)四、撈毛機(jī)(hair trap)五、水力篩網(wǎng)(mesh screen)六、柵渣處理/輸送機(jī)械*67一、格柵格柵(grid)是一種最簡(jiǎn)單的過(guò)濾設(shè)備，通常由是一組或多組平行金屬柵條制成的框架，傾斜甚至直立放置在污水流經(jīng)的渠道中，或設(shè)置在進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處，用于攔截污水中粗大的懸浮物及雜質(zhì)，如草

3、木、垃圾或纖維狀物質(zhì)，以保護(hù)水泵葉輪及減輕后續(xù)工序的處理負(fù)荷。在水處理流程中，格柵是一種對(duì)后續(xù)處理設(shè)施具有保護(hù)作用的設(shè)備，盡管格柵并非廢水處理的主體設(shè)備，但因其位處咽喉，故顯得相當(dāng)重要。1.格柵的構(gòu)造與分類(lèi)格柵按形狀可分為平面格柵、曲面格柵(多為弧形)、階梯形格柵三種；按柵條凈間隙可分為粗格柵(50-100mm)、中格柵(10-40mm)、細(xì)格柵(3-10mm)三種；按除污方式可分為人工除污格柵和機(jī)械除污格柵兩種。8在中小型的城市生活污水廠或所需要截留污物量較少時(shí)，一般設(shè)置人工除污格柵。這類(lèi)格柵用直鋼條制成，按50-60傾角安放，這樣可增加有效格柵面積40%-80%，而且便于清洗和防止因堵塞而

4、造成過(guò)高的水頭損失。大型取水構(gòu)筑物進(jìn)水口、污水及雨水提升泵站、污水處理廠等的格柵處均應(yīng)設(shè)機(jī)械格柵除污機(jī)；在給水工程中有時(shí)還將機(jī)械格柵除污機(jī)和濾網(wǎng)串聯(lián)使用，前者去除大的雜質(zhì)，后者去除較小的雜質(zhì)。9102.格柵設(shè)計(jì)參數(shù)的確定(間隙、形狀、傾角、流速、渣量、清渣6點(diǎn))(1)格柵的柵條間隙若格柵設(shè)于廢水處理系統(tǒng)之前，則采用機(jī)械除污時(shí)的柵條間隙為1025mm，采用人工除污時(shí)的柵條間隙為2540mm。當(dāng)格柵設(shè)于水泵前時(shí)，應(yīng)根據(jù)水泵要求參照表1-1-1確定；如泵前的格柵間隙不大于25mm時(shí)，污水處理系統(tǒng)前可不再設(shè)置格柵。當(dāng)不分設(shè)粗、細(xì)格柵時(shí)，可選用較小的柵條間距。泵一般使用排污泵(PW型)，具體知識(shí)將在第三

5、篇講述。11(2)格柵柵條斷面形狀圓形斷面水力條件好、水流阻力小，但剛度差，一般多采用矩形斷面。(3)格柵的安裝傾角一般采用45-75 ，人工清除柵渣時(shí)取低值；若采用機(jī)械清除一般采用60-75，特殊類(lèi)型可達(dá)90。格柵高度一般應(yīng)使其頂部高出柵前最高水位0.3m以上；當(dāng)格柵井較深時(shí)，格柵的上部可采用混凝土胸墻或鋼擋板滿封，以減小格柵的高度。12(4)水流通過(guò)格柵的流速柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用0.40.9m/s；格柵的有效進(jìn)水面積一般按照流速0.81.0m/s計(jì)算。但格柵的總寬度不應(yīng)小于進(jìn)水渠有效斷面寬度的1.2倍；如與濾網(wǎng)串聯(lián)使用，則可按1.8倍左右考慮。(5)格柵攔截的柵渣量柵渣量與柵條間隙

6、、當(dāng)?shù)貜U水特征、廢水流量以及下水道系統(tǒng)的類(lèi)型等因素有關(guān)。柵渣的含水量一般為80，表觀密度約960kg/m3；有機(jī)質(zhì)高達(dá)85%，極易腐爛、污染環(huán)境。柵渣的收集、裝卸設(shè)備，應(yīng)以其體積為考慮依據(jù)。廢水處理廠內(nèi)貯存柵渣的容器,不應(yīng)小于一天截留的柵渣量。13(6)清渣方式柵渣的清除方法一般按所需的清渣量而定，一般選用人工除污格柵；當(dāng)柵渣量大于0.2m3/d時(shí)應(yīng)采用機(jī)械格柵除污機(jī)；一些小型廢水處理廠目前為了改善勞動(dòng)條件，也采用機(jī)械格柵除污機(jī)。若采用機(jī)械格柵除污機(jī)時(shí)齒耙移動(dòng)速度為5-17m/min，則其動(dòng)力裝置(除水力傳動(dòng)外)一般宜設(shè)在室內(nèi)，或采用其他保護(hù)設(shè)施；臺(tái)數(shù)不宜少于2臺(tái)，如為一臺(tái)時(shí)則應(yīng)設(shè)人工除污格柵

7、以供備用。14圖1-1-2格柵水力計(jì)算示意圖153、格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算16171819o格柵清污機(jī)格柵清污機(jī) 格柵清污機(jī)是污水處理專(zhuān)用的格柵清污機(jī)是污水處理專(zhuān)用的物化處理機(jī)械設(shè)備物化處理機(jī)械設(shè)備，主要是去除，主要是去除污水中懸浮物或顆粒物。應(yīng)用于污水處理中的預(yù)處理工序。污水中懸浮物或顆粒物。應(yīng)用于污水處理中的預(yù)處理工序。 格柵清污機(jī)的工作目的：用機(jī)械方法將攔截到格柵上的垃圾撈格柵清污機(jī)的工作目的：用機(jī)械方法將攔截到格柵上的垃圾撈出水面。出水面。 格柵清污機(jī)可分為三類(lèi)：格柵清污機(jī)可分為三類(lèi)： 按有效間距分：粗格柵清污機(jī)和細(xì)格柵清污機(jī)按有效間距分：粗格柵清污機(jī)和細(xì)格柵清污機(jī) 按安裝角度分：按安裝角度分

8、：傾斜式和垂直式傾斜式和垂直式 按運(yùn)動(dòng)部件分：高鏈?zhǔn)?、回轉(zhuǎn)式、耙齒式、針齒條式、鋼繩式等按運(yùn)動(dòng)部件分：高鏈?zhǔn)?、回轉(zhuǎn)式、耙齒式、針齒條式、鋼繩式等 20一、清污機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理o1.回轉(zhuǎn)式格柵清污機(jī)： 兩側(cè)有兩條環(huán)形鏈條，在鏈條上每隔一段間距安裝一齒耙，鏈條在驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，齒杷按次序?qū)r截的垃圾刮到最上端的卸料處，再將垃圾刮到輸送機(jī)上。 21o 該結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)、體積小、維護(hù)方便而且可實(shí)行點(diǎn)動(dòng)間斷運(yùn)行，運(yùn)行周期可自動(dòng)調(diào)整。還可以通過(guò)調(diào)整格柵條整格柵條間距間距來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水中不同懸浮物或漂流物的攔截22o2.階梯式機(jī)械格柵清污機(jī) 階梯式是一種新型高效新型高效的前級(jí)污水處理篩分設(shè)備。 階梯

9、式機(jī)械除污機(jī)主要是由電機(jī)減速機(jī)、動(dòng)?xùn)牌㈧o柵片及獨(dú)特的偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等部件組成。 由于采用獨(dú)特的階梯式清污方式，可徹底避免雜物卡阻、纏繞的煩惱，運(yùn)行安全可靠，清除效果好。2324o3.耙式鏈回轉(zhuǎn)式格柵清污機(jī) 該清污機(jī)是由驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)架、耙齒鏈、清洗刷、鏈輪及電控機(jī)構(gòu)組成。 該種格柵清污機(jī)由于鏈軸減少了有效通水面積，回程耙齒鏈也要產(chǎn)生一定的水阻，因此整體格柵的水阻相對(duì)要大一些，這需要增加開(kāi)機(jī)時(shí)間，以盡快將攔截的垃圾清除.25抓斗式格柵清污機(jī)格柵清污機(jī) 26o4.弧形格柵清污機(jī) 該格柵清污機(jī)是由格柵、耙齒臂、機(jī)架、驅(qū)動(dòng)裝置、除污裝置等組成. 弧形格柵清污機(jī)的齒杷臂的轉(zhuǎn)動(dòng)軸是固定的，運(yùn)動(dòng)軌跡成弧形，每

10、次旋轉(zhuǎn)周期清除一次渣。運(yùn)動(dòng)軌跡成弧形，每次旋轉(zhuǎn)周期清除一次渣。 該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，對(duì)格柵的提升高度有要求，所以不適用在較深的格柵井中使用，適用于中小型污水處理廠或泵站中使用。27o5.高鏈?zhǔn)礁駯徘逦蹤C(jī) 工作原理：首先固定于環(huán)形鏈上的主滾輪主滾輪在滾輪導(dǎo)軌內(nèi)向下動(dòng)作，使齒杷于格柵保持較大的間隔下降，耙齒進(jìn)入格柵，上升耙撈格柵截留的柵渣，最后落到皮帶輸送機(jī)上. 28XGGL型高鏈?zhǔn)礁駯徘逦蹤C(jī) 29 主要故障是耙齒不能正確地進(jìn)入柵條，主要原因是： 1)耙齒或是耙臂的強(qiáng)度不夠強(qiáng)度不夠，運(yùn)行時(shí)發(fā)生抖動(dòng)發(fā)生抖動(dòng)，或是耙齒、耙齒臂本身發(fā)生變形，導(dǎo)致不能正常進(jìn)入柵條。 2）格柵下部有大量泥砂、雜物堆積，長(zhǎng)期停

11、機(jī)后未經(jīng)清理就開(kāi)機(jī)使用。 3）鏈條經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后變松或錯(cuò)位造成齒杷歪斜，或因兩個(gè)鏈條的張緊度不一致造成的齒杷歪斜。30o控制格柵除污機(jī)間歇運(yùn)行的方式有以下幾種： 1）人工控制 有定時(shí)控制與視渣情控制兩種。 2）自動(dòng)定時(shí)控制 自動(dòng)定時(shí)機(jī)構(gòu)按預(yù)先定好的時(shí)間開(kāi)機(jī)與停機(jī)。 3）水位差控制 這是一種較為先進(jìn)、合理的控制方式。污水通過(guò)格柵時(shí)都會(huì)有一定的水頭損失，攔截的格柵增多時(shí)，水頭損失增大，即柵前與柵后的水位差增大，利用傳感器測(cè)量水位差，當(dāng)水位差達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，說(shuō)明積累的柵渣已較多，除污機(jī)自動(dòng)開(kāi)啟。二.格柵除污機(jī)的控制方式31o1）格柵清污機(jī)的水中的鏈輪不易保養(yǎng)，且水中的鏈條易腐蝕，應(yīng)一季度進(jìn)行一

12、次鏈條及鏈輪的檢查，對(duì)存在故障隱患的鏈條、鏈輪和軸承及時(shí)更換。 2）傳動(dòng)鏈條及水上軸承應(yīng)每個(gè)月加注一次潤(rùn)滑脂。 3）注意保持鏈條的適當(dāng)張緊度，由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，鏈條會(huì)變松動(dòng)，應(yīng)及時(shí)調(diào)張緊度。 4）要經(jīng)常觀察減速機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，隨時(shí)補(bǔ)充及更換潤(rùn)滑油，以保持減速機(jī)內(nèi)的有效油位。 5）運(yùn)行人員應(yīng)及時(shí)將纏繞的雜物清除。三、格柵清污機(jī)的維護(hù)和檢修32沉砂池沉砂池33平流式沉砂池的設(shè)計(jì)要求及參數(shù)平流式沉砂池的設(shè)計(jì)要求及參數(shù)按去除相對(duì)密度按去除相對(duì)密度2.652.65，粒徑大于，粒徑大于0.2mm0.2mm的沙粒確定。的沙粒確定。34設(shè)計(jì)計(jì)算35調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池o為了使管渠和構(gòu)筑物正常工作，不受廢水高峰流量或濃度

13、變化的影響，需在廢水處理設(shè)施之前設(shè)置調(diào)節(jié)池。 對(duì)于有些反應(yīng)，如厭氧反應(yīng)對(duì)水質(zhì)、水量和沖擊負(fù)荷較為敏感，所以對(duì)于工業(yè)廢水適當(dāng)尺寸的調(diào)節(jié)池，對(duì)水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)是厭氧反應(yīng)穩(wěn)定運(yùn)行的保證。調(diào)節(jié)池的作用是均質(zhì)和均量，一般還可考慮兼有沉淀、混合、加藥、中和和預(yù)酸化等功能。o作用：作用：對(duì)水量和水質(zhì)的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)污水pH值、水溫，有預(yù)曝氣作用，還可用作事故排水。 o分類(lèi)：分類(lèi)：水量調(diào)節(jié)池和水質(zhì)調(diào)節(jié)池。36o隔油池（隔油池（oil separator）是利用油與水的）是利用油與水的比重比重差差異，分離去除污水中顆粒較大的懸浮油的一種處理異，分離去除污水中顆粒較大的懸浮油的一種處理構(gòu)筑物構(gòu)筑物。石油工業(yè)石油工業(yè)和

14、和石油化學(xué)工業(yè)石油化學(xué)工業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中排在生產(chǎn)過(guò)程中排出含大量油品的廢水；煤的焦化和氣化工業(yè)排出含出含大量油品的廢水；煤的焦化和氣化工業(yè)排出含高濃度高濃度焦油焦油的廢水；毛紡工業(yè)和肉品工業(yè)等排出含的廢水；毛紡工業(yè)和肉品工業(yè)等排出含有較多油脂的廢水。這些含油廢水如排入水體會(huì)造有較多油脂的廢水。這些含油廢水如排入水體會(huì)造成污染，灌溉農(nóng)田會(huì)堵塞土壤孔隙，有害作物生長(zhǎng)。成污染，灌溉農(nóng)田會(huì)堵塞土壤孔隙，有害作物生長(zhǎng)。如對(duì)廢水中的油品加以回收利用，則不僅可避免對(duì)如對(duì)廢水中的油品加以回收利用，則不僅可避免對(duì)環(huán)境的污染，又能獲得可觀的經(jīng)濟(jì)收益。環(huán)境的污染，又能獲得可觀的經(jīng)濟(jì)收益。除油裝置除油裝置3738沉淀池

15、沉淀池o 沉淀池是一種使水中的固體物質(zhì)(主要是可沉固體)在重力作用下下沉，從而與水分離的水處理設(shè)備。它的構(gòu)造簡(jiǎn)單，分離效果良好，應(yīng)用非常廣泛。在各種類(lèi)型的污水處理系統(tǒng)中，沉淀池幾乎是不可缺少的設(shè)備，而且在同一處理系統(tǒng)中可能多次采用。39按慣例，根據(jù)水流方向沉淀池可分為平流式、輻流式和豎流式三種。40平流式沉淀池的設(shè)計(jì) 沉淀池的設(shè)計(jì)包括構(gòu)造設(shè)計(jì)與功能設(shè)計(jì)兩部分。構(gòu)造設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括流入?yún)^(qū)、流出區(qū)和污泥區(qū)構(gòu)造上的設(shè)計(jì)；功能設(shè)汁的主要內(nèi)存包括沉淀池的數(shù)目、沉淀區(qū)尺寸和污泥區(qū)尺寸的確定。圖所示是使用比較廣泛的一種平流式沉淀池。41（一）平流式沉淀池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、入流裝置o其作用是使水流均勻地分布在沉

16、淀池的整個(gè)過(guò)水?dāng)嗝嫔?，盡可能減少擾動(dòng)。在給水處理廠中，一般的做法是使水流從反應(yīng)池直接流入沉淀池。穿孔增上的開(kāi)孔面積為池?cái)嗝婷娣e的6一20，孔口應(yīng)均勻分布在整個(gè)穿孔墻寬度上，為防止絮體破壞，孔口流速不宜大于0.151.2ms，孔口的斷面形狀沿水流方向逐漸擴(kuò)散，以減少進(jìn)口的射流。o在污水處理中也有采用圖中的d、e、f、g的形式，這些形式與給水處理中沉淀池進(jìn)水裝置差別是增設(shè)了消能整流設(shè)備，以保證均勻行水，如f式?jīng)]的檔板，要求高出水面0.150.2m，伸入水面下不小于0.2m，距進(jìn)水口0.151.0m 。42432、出流裝置 一般采用自由堰形式如圖所示。給水處理常采用a、b兩種形式。b、c為淹沒(méi)式孔口

17、出水，孔口流速宜取0.60.7ms孔徑取20一30mm。孔口應(yīng)設(shè)在水面下0.120.15m，水流應(yīng)自由跌落到出水渠中，目前采用圖中d所示的鋸齒形溢流堰較普遍。這種溢流堰易于加工，并能保證均勻出水水面應(yīng)位于齒高度的12處。為阻攔浮渣，堰前應(yīng)設(shè)置擋板，擋板下沿應(yīng)插入水面下0.30.4m擋板距出水口0.250.5m。443、排泥裝置o及時(shí)排除沉于池底的污泥是使沉淀池正常工作、保證出水水質(zhì)的一項(xiàng)重要措施。由于可沉懸浮顆粒多沉于沉淀池的前部。因此，在池的前部設(shè)置斗形貯泥裝置，貯泥斗底部裝排泥管利用靜水壓頭將污泥排出池外；池底一般設(shè)12的坡度，坡向貯泥斗，配制機(jī)械刮泥設(shè)備，使沉入池底的污泥刮入泥斗內(nèi)。o如

18、采用多斗排泥，可不設(shè)置機(jī)械刮泥設(shè)備，每個(gè)貯泥斗平面呈方形，在池的寬度布置上一般不多于兩排。多斗式干流沉淀池見(jiàn)圖所示。45（二）平流式沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算（二）平流式沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算1、沉淀池的設(shè)計(jì)參數(shù)確定設(shè)計(jì)流量 對(duì)于給水處理廠，因原水取自江河水，并用泵輸送到處理廠，流量比較穩(wěn)定，而污水處理廠的原水來(lái)自城市下水道或工廠，水量變化較大。當(dāng)污水是自流進(jìn)入沉淀池時(shí)，應(yīng)按每星期最大流量作為設(shè)計(jì)流量；當(dāng)污水是通過(guò)泵提升而進(jìn)入沉淀池時(shí)，則應(yīng)按水泵工作期間最大組合流量作為設(shè)計(jì)流量。沉淀池的數(shù)目 沉淀池的數(shù)目應(yīng)不少于兩座，并應(yīng)考慮其中一座發(fā)生故障時(shí)，全部流量能夠通過(guò)另一座沉淀池的可能性。沉淀他的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù) 沉淀

19、池設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是經(jīng)過(guò)沉淀池處理后所應(yīng)達(dá)到的水質(zhì)要求，據(jù)此應(yīng)確定的設(shè)計(jì)參數(shù)有：污水應(yīng)達(dá)到的沉淀效率；懸浮顆粒的最小沉速，表面負(fù)荷，沉淀時(shí)間以及水在池內(nèi)的平均流速等。這些參數(shù)一般通過(guò)沉淀試驗(yàn)取得。如無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)，可參照下表的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)選取。沉淀池的幾何尺寸 沉淀池超高不少于0.3m，緩沖層高采用0.30.5m，貯泥斗與斜壁傾角、方斗不宜小于60；圓斗不宜小于55，排泥管直徑不少于200mm。46貯泥斗的容積 一般按不大于2日的污泥量汁算。對(duì)于二次沉淀池，按貯泥時(shí)間不超過(guò)2小時(shí)計(jì)算 排泥部分 沉淀池的污泥一般采用靜水壓力排泥法靜水壓力數(shù)值如下；初次沉淀池應(yīng)不小于1.5m；活性污泥曝氣池后的二次沉淀池

20、應(yīng)不小于0.9m；生物膜法后的二次沉淀池應(yīng)不小于1.2m 。472、平流式沉淀池的設(shè)計(jì)(1)沉淀區(qū)設(shè)計(jì)：沉淀區(qū)尺寸的計(jì)算方法有多種，可以根據(jù)收集的資料等具體情況加以選用。當(dāng)沒(méi)有進(jìn)行沉淀試驗(yàn)，缺乏具體數(shù)據(jù)時(shí)，可以根據(jù)沉淀時(shí)間和水平流速或選定的表面負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。其計(jì)算公式如下： 4849(1)污泥區(qū)設(shè)計(jì)污泥區(qū)所需容積 5051污泥斗容積污泥池的總高度52豎流式沉淀池1、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)o污水從中心管流入，由下部流出，通過(guò)反射板的阻攔向四部分布，然后沿沉淀區(qū)的整個(gè)斷面上升。由中心管和中心管下部反射板組成的抗入裝置的構(gòu)造及尺寸要求如圖如圖。污水在中心管內(nèi)的流速對(duì)懸浮物質(zhì)的去除有一定影響，當(dāng)在中心管下部設(shè)反射

21、板，其流速應(yīng)大于100mms，污水從中心管喇叭口與反射板中溢出的流速不應(yīng)大于40mms；反射板底距污泥表面的高度(即緩沖層)為0.3m。池的保護(hù)高度為0.30.5m。532、豎流式沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算沉淀池總面積沉淀池工作部分的有效斷面積：中心管面積與直徑：沉淀池總面積：沉淀池的池徑：沉淀池的有效水深54中心管喇叭口到反射板之間的間隙高度截頭圓錐容積沉淀池總高度55輻流式沉淀池1、輻流式沉淀池類(lèi)型與特點(diǎn)o輻流式沉淀池是直徑較大的圓形池。直徑一般為2030m，最大可達(dá)100m，池中心深度約為2.55m，池周約1.53m，水從池中心以輻射流形式流向池周，故稱(chēng)為輻流式。o流出區(qū)設(shè)于池周，采用三角堰或淹沒(méi)

22、式溢流孔出流；為了攔截水面上的漂浮物，在出流堰前設(shè)擋板和浮渣的收集與排出設(shè)備。o輻流式沉淀池多采用機(jī)械利泥。為滿足刮泥機(jī)的排泥要求池底設(shè)0.05左右的坡度坡向泥斗，泥斗的坡度約0.10.2。污泥斗中的污泥利用靜壓力或泥漿泵排出池外。o當(dāng)輻流式沉淀池直徑(或邊長(zhǎng))小于20m時(shí)?？梢钥紤]做成方形在池底設(shè)四個(gè)排泥斗，利用重力刮泥。562、輻流式沉淀池的功能設(shè)計(jì)表面積池直徑有效水深總高度出水槽 可用鋸齒堰出水，使每齒的出水流速均較大，不易在齒角處積泥或滋生藻類(lèi)。57斜板式沉淀池1、工作原理o 斜板、斜管沉淀池是基于淺層理論發(fā)展起來(lái)的，根據(jù)淺層理論，如果在處理水量不變，沉淀池有效容積一定的條件下，增加沉

23、淀面積、過(guò)流率或單位面積上負(fù)荷量就會(huì)減少，因而有更多的懸浮物可以沉淀下來(lái)。o目前斜板、斜管沉淀池在給水處理中得到廣泛應(yīng)用但在污水處理中，應(yīng)用一般持慎重態(tài)度，在選礦廢水尾礦漿的濃縮、煉油廠含油污水的隔油等方面的應(yīng)用均已有成功的經(jīng)驗(yàn)。在城市污水處理中，可考慮應(yīng)用在初次沉淀處理上。582、構(gòu)造與設(shè)計(jì)o斜板、斜管沉淀池按水流與污泥流的流動(dòng)方式，一般可分為同向流、異向流和橫向流三種。同向流即水流與沉泥流均向下；異向流即水流向上，沉泥向下，橫向流為水流大致水平，泥流向下。o在污水處理實(shí)踐中，目前主要采用異向斜板沉淀池。圖所示為異向流斜板沉淀池的構(gòu)造示意圖。59沉淀池的運(yùn)行管理1、刮泥和排泥操作刮泥：通過(guò)刮

24、泥機(jī)械把池底污泥刮至泥斗，有的刮泥機(jī)同時(shí)將池面浮渣刮入浮渣槽。刮泥周期長(zhǎng)短取決于污泥的量和質(zhì)。排泥：對(duì)排泥操作的要求是既要把污泥排凈，又要使污泥濃度較高。排泥時(shí)間取決于污泥量、排泥泵流量和濃縮池要求的進(jìn)泥濃度。602 2、運(yùn)行管理注意事項(xiàng)、運(yùn)行管理注意事項(xiàng)避免短流o短流使一部分水的停留時(shí)間縮短，得不到充分沉淀，降低了沉淀效率；另一部分水的停留時(shí)間可能很長(zhǎng)，甚至出現(xiàn)水流基本停滯不動(dòng)的死水區(qū)，減少了沉淀他的有效容積?？傊塘魇怯绊懗恋沓爻鏊|(zhì)的主要原因之一。正確投加混凝劑o當(dāng)沉淀池用于混凝工藝的液固分離時(shí)，正確投加混凝劑是沉淀池運(yùn)行管理的關(guān)鍵之一。要做到正確投加混凝劑，必須掌握進(jìn)水質(zhì)水量的變化，

25、特別要防止斷藥事故的發(fā)生因?yàn)榧词苟虝r(shí)期停止加藥也會(huì)導(dǎo)致出水水質(zhì)的惡化，及時(shí)排泥及時(shí)排泥是沉淀池運(yùn)行管理中極為重要的工作。防止藻類(lèi)滋生o在給水處理中的沉淀池，當(dāng)原水藻類(lèi)含量較高時(shí)會(huì)導(dǎo)致藻類(lèi)在池中滋生，尤其是在氣溫較高的地區(qū)，沉淀池中加裝斜板或斜管時(shí)，這種現(xiàn)象可能更為突出。藻類(lèi)滋生雖不會(huì)嚴(yán)重影響沉淀池的運(yùn)轉(zhuǎn)，但對(duì)出水的水質(zhì)不利。61氣浮設(shè)備o 氣浮設(shè)備是一類(lèi)向水中加入空氣，使空氣以高度分散的微小氣泡形式作為載體,使水中的懸浮顆粒載浮于水面，從而實(shí)現(xiàn)固一液和液液分離的水處理設(shè)備。o在水處理技術(shù)中，氣浮設(shè)備已廣泛用于下述幾個(gè)方面：(1)用于處理低濁、含藻類(lèi)及一些浮游生物的飲用水處理工藝中；(2)用于石

26、油、化工及機(jī)械制業(yè)中的含油(包括乳化油)污水的油水分離中：(3)用于有機(jī)及無(wú)機(jī)污水的物化處理工藝中；(4)用于污水中有用物資的回收，如造紙廠污水中紙漿纖維及填料的回收工藝；(5)用于代替有機(jī)廢水生物處理系統(tǒng)中的二次沉淀池，特別是那些易于產(chǎn)生污泥膨脹的生物處理工藝中，可保證處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行；(6)用于污水處理廠剩余污泥的濃縮處理工藝。62氣浮設(shè)備的類(lèi)型與應(yīng)用(一)布?xì)鈿飧≡O(shè)備o布?xì)鈿飧≡O(shè)備是利用機(jī)械剪切力將混合于水中的空氣粉碎成微綱氣泡。從而進(jìn)行氣浮的設(shè)備。按粉碎方法的不同，布?xì)鈿飧≡O(shè)備又可分為；水泵吸水管吸氣氣浮、射流氣浮、擴(kuò)散曝氣氣浮和葉輪氣浮吸氣氣浮、射流氣浮、擴(kuò)散曝氣氣浮和葉輪氣浮等四

27、種。1水泵吸水管吸氣氣浮設(shè)備o利用水泵吸水管部位的負(fù)壓作用，在水泵吸水管上開(kāi)一小孔并裝上進(jìn)氣量調(diào)節(jié)閥印計(jì)量?jī)x表，空氣遂進(jìn)入水泵吸水管，在水泵葉輪的高速攪拌和剪切作用下形成氣水混合流體，進(jìn)入氣浮池實(shí)現(xiàn)液固或液液分離。o這種氣浮設(shè)備雖然構(gòu)造簡(jiǎn)單但是由于水泵工作待性限制，吸入空氣量不能過(guò)多，一般不大于吸水量的10(按體積計(jì))否則將破壞農(nóng)泵吸水管負(fù)壓工作。此外，氣泡在水泵內(nèi)破碎不夠完全，粒度大因此氣浮效果不好。632射流氣浮設(shè)備o射流氣浮設(shè)備主要包括射流器和氣浮池，即利用射流器(見(jiàn)圖)噴嘴將水以高速?lài)姵鰰r(shí)在吸引室形成負(fù)壓，從進(jìn)氣管吸入空氣，當(dāng)水氣混合體進(jìn)入喉管后，空氣被粉碎成微小氣泡，然后進(jìn)入擴(kuò)散段，

28、將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成勢(shì)能，進(jìn)一步壓縮氣泡，增大空氣在水中的溶解度，最后進(jìn)入氣浮池中進(jìn)行分離。643.葉輪氣浮設(shè)備o葉輪氣浮設(shè)備的充氣是靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)在固定的蓋板下形成負(fù)壓，從空氣管中吸入空氣。進(jìn)入水中的空氣與循環(huán)水流被葉輪充分?jǐn)嚮?，成為?xì)小的氣泡甩出導(dǎo)向葉片外面，經(jīng)過(guò)穩(wěn)流擋板消能后，氣泡垂直上升，進(jìn)行氣浮。形成的浮渣不斷地被緩慢旋轉(zhuǎn)的刮板刮出槽外。654.擴(kuò)散板曝氣氣浮設(shè)備 是早年采用最為廣泛的一種充氣氣浮法。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單易行；缺點(diǎn)：空氣擴(kuò)散裝置的微孔易于堵塞、氣泡較大、浮選效果不高。66（二）溶氣氣浮設(shè)備o溶氣氣俘設(shè)備有加壓溶氣氣浮設(shè)備和溶氣真空氣浮設(shè)備兩種類(lèi)型。溶氣真空氣浮設(shè)備是使空氣在常壓或加壓

29、條件下溶入水中，而在負(fù)壓條件下析出的氣浮設(shè)備。該設(shè)備可能得到的空氣量因受到能夠達(dá)到的真空度(一般運(yùn)行真率度40kPa)的影響，析出的微泡數(shù)量很有限，且構(gòu)造復(fù)析出的微泡數(shù)量很有限，且構(gòu)造復(fù)雜，運(yùn)行維修不便，現(xiàn)已逐步淘汰。雜，運(yùn)行維修不便，現(xiàn)已逐步淘汰。加壓溶氣氣浮設(shè)備是目前應(yīng)用最廣泛的一種氣浮設(shè)備。該設(shè)備可以適用于廢水處理(尤其是含油廢水的處理)，污泥濃縮以及給水處理。67（三）電解氣浮設(shè)備o電解氣浮設(shè)備是用不溶性陽(yáng)極和陰極直接電解廢水，靠產(chǎn)生的氫和氧的微小氣泡將巳絮凝的懸浮物載浮至水面，達(dá)到分離目的。電解法產(chǎn)生的氣泡尺寸遠(yuǎn)小于溶氣氣浮和布?xì)鈿飧‘a(chǎn)生的氣泡尺寸，不產(chǎn)生紊流。該設(shè)備去除的污染物范圍

30、廣，對(duì)有機(jī)廢水除降低BOD外，還有氧化、脫色和殺茵作用，對(duì)廢水負(fù)載變化的適應(yīng)性強(qiáng)，生成污泥量少，占地少，不產(chǎn)生噪聲。電解氣浮設(shè)備目前存在電能消耗及極板損耗較大，運(yùn)行費(fèi)用較高等問(wèn)題尚待解決。68加壓溶氣氣浮設(shè)備一、空氣飽和系統(tǒng)主要設(shè)備o空氣飽和系統(tǒng)通常有下述部件組成：加壓水泵、飽和容器加壓水泵、飽和容器(通常又稱(chēng)為溶氣罐)、空氣供給設(shè)備及液位自動(dòng)控制設(shè)備等。1、加壓泵o加壓泵在整個(gè)空氣飽和設(shè)備中的作用是用來(lái)提供一定壓力的水量，壓力與流量按照不同水處理所要求的空氣量決定。2、飽和容器(壓力溶氣罐)o飽和容器采用密封耐壓鋼罐。其有效容積按加壓水在罐內(nèi)停留時(shí)間計(jì)算，停留時(shí)間一般取23min。693、溶

31、氣釋放器 其主要特點(diǎn)：釋氣安全，在0.15MPa以上即可釋放溶氣量的99左右；可在較低的壓力下工作，在0.2MPa以上時(shí)即可取得良好的凈水效果；釋放出的氣泡微細(xì)，氣泡密集，附著性能良好。704、氣浮池 氣浮池的布置形式較多，根據(jù)待處理水的水質(zhì)特點(diǎn)、處理要求及各種具體條件，目前已經(jīng)建成了許多種形式的氣浮池，其中有平流與豎流、方形與圓形等布置，同時(shí)也出現(xiàn)了氣浮與反應(yīng)、氣浮與沉淀、氣浮與過(guò)濾等工藝一體化的組合形式。71二、平流式氣浮池的設(shè)計(jì)1、平流式氣浮池的構(gòu)造與設(shè)計(jì)參數(shù)的確定722、氣浮池接觸區(qū)面積的計(jì)算3、氣浮池分離區(qū)面積的計(jì)算4、氣浮池有效水深的計(jì)算5、氣浮池的容積計(jì)算73加壓溶氣氣浮池設(shè)備的

32、調(diào)試與運(yùn)行一、加壓溶氣氣浮設(shè)備的調(diào)試一、加壓溶氣氣浮設(shè)備的調(diào)試(1) 使被處理水在氣浮他內(nèi)均勻分布；(2) 調(diào)節(jié)和固定壓力溶氣罐和管道的壓力；(3) 調(diào)節(jié)泵吸水管的進(jìn)氣量*(4) 檢查氣浮他表面浮渣的均勻件；(5) 確定排除浮渣的周期；(6) 制訂從氣浮池表面排除浮渣的操作規(guī)程；(7) 確定氣俘設(shè)備的工作效率；(8) 當(dāng)出現(xiàn)處理的實(shí)際效率與原設(shè)汁有偏差時(shí)，應(yīng)修正其主要的工藝參數(shù)(如泵的壓力、供氣段、回流比等)，以建立最適宜的工作條件；(9) 提出氣浮設(shè)備的運(yùn)行條件及明確規(guī)定所有的工作參數(shù)，以指導(dǎo)運(yùn)行管理工作。74二、加壓溶氣氣浮設(shè)備的運(yùn)行二、加壓溶氣氣浮設(shè)備的運(yùn)行o 氣浮設(shè)備的運(yùn)行，主要是對(duì)復(fù)

33、雜的物理、化學(xué)現(xiàn)象與過(guò)程進(jìn)行經(jīng)常的觀察。專(zhuān)門(mén)培養(yǎng)，具有較熟練的技術(shù)，包括：(1)管理全部裝置的各種泵并調(diào)整流量；(2)調(diào)節(jié)壓力溶氣罐的壓力；(3)調(diào)節(jié)空氣量；(4)按時(shí)按規(guī)定完成投藥工作；(5)開(kāi)啟和關(guān)閉刮渣機(jī)械，調(diào)節(jié)其運(yùn)行速度； (6)調(diào)節(jié)氣浮池的出水量；(7)調(diào)節(jié)排渣量；(8)操縱輸送浮渣的機(jī)械設(shè)備等各項(xiàng)技術(shù)。75快濾池快濾池o快濾池是一種通過(guò)具有一定孔隙率的粒狀濾料床層的機(jī)械篩濾、沉淀以及接觸絮凝作用，分離水中污物的水處理設(shè)備?？捎糜趶U水的預(yù)處理和最終處理。76快濾池的構(gòu)造及工作原理快濾池的構(gòu)造及工作原理 o 快濾池的構(gòu)造主要由池本體、進(jìn)出水管、沖洗水管及排水管等附件組成，池內(nèi)設(shè)濾料層、

34、承托層、配水系統(tǒng)及排水系統(tǒng)和沖水排水槽。77快濾池的工作原理：進(jìn)水管進(jìn)水，通過(guò)排水槽分布于濾池，過(guò)濾后的水自排水系統(tǒng)收集經(jīng)排水管排出。當(dāng)濾層被懸浮物所阻塞，水頭損失增大至個(gè)極限值或是出水水質(zhì)不符合要求時(shí)，反沖水自反沖洗水管通過(guò)排水系統(tǒng)進(jìn)入濾層，使濾料流化，濾料之間相互目摩擦、碰撞，濾料表面附著的懸浮物質(zhì)被沖刷下來(lái)，由反洗廢水帶入排水槽、經(jīng)廢水渠排走。78快濾池的設(shè)計(jì)快濾池的設(shè)計(jì)（一）濾池總面積及濾速o設(shè)計(jì)快濾池的首要任務(wù)是選擇適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾速度。根據(jù)廢水處理系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，過(guò)濾速度一般控制在510mh范圍內(nèi)，可參照類(lèi)似的廢水水質(zhì)及處理流程選定，亦可通過(guò)試驗(yàn)確定。79快濾池的設(shè)計(jì)快濾池的設(shè)計(jì)（二）濾

35、池個(gè)數(shù)及尺寸的確定o濾池的個(gè)數(shù)直接涉及濾池造價(jià)、沖洗效果和運(yùn)行管理，應(yīng)經(jīng)過(guò)技術(shù)比較后確定，但不能少于2個(gè)，下表所列的數(shù)據(jù)可供參考。每個(gè)濾池的面積：80快濾池的設(shè)計(jì)快濾池的設(shè)計(jì)（三）快濾池的濾層1、濾料的選擇濾料必須具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以免在反沖洗過(guò)程中很快地磨損和破碎；濾料化學(xué)性質(zhì)要好；濾料應(yīng)不含有對(duì)人體健康有害及有毒物質(zhì)；濾料的選擇應(yīng)盡量采用吸附能力強(qiáng)、截污能力大、產(chǎn)水量高、過(guò)濾出水水質(zhì)好的濾料，以利于提高水處理廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。812、濾床濾層確定單層濾料濾池:這種濾池適用于給水，在污水處理中，僅適用于一些清潔的工業(yè)污水處理；雙層濾料濾池：屬于反粒度過(guò)濾，截留雜質(zhì)能力強(qiáng)，雜質(zhì)穿透深，過(guò)濾能

36、力大，適于在給水和污水過(guò)濾處理中使用。三層濾料濾池：更能使水由粗濾層流向細(xì)濾層呈反粒度過(guò)濾，使整個(gè)濾層都能發(fā)揮截留雜質(zhì)作用，減少過(guò)濾阻力，保持很長(zhǎng)的過(guò)濾時(shí)間。82快濾池的設(shè)計(jì)快濾池的設(shè)計(jì)（四）濾池沖洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)o沖洗的目的是清除濾料中所截留的污物，使濾池恢復(fù)工作能力。通常采用自下而上的水流進(jìn)行沖洗，也可在沖洗的同時(shí)，輔以表面助沖，或采用空氣助沖。1、沖洗強(qiáng)度的確定832 2、配水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、配水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)o配水均勻性對(duì)沖洗效果影響很大。配水不均勻，部分濾層膨脹不足，而部分濾層膨脹過(guò)甚，甚至?xí)兄戮植砍型袑影l(fā)生移動(dòng)，造成漏砂現(xiàn)象。843 3、沖洗水供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、沖洗水供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(1)沖洗水箱

37、水箱容積 V=(1.5Ftq60)/10000.09Atq水塔水箱底部高出濾池排水槽頂?shù)母叨扔?jì)算（2）沖洗水泵854 4、濾池沖洗排水設(shè)備設(shè)計(jì)、濾池沖洗排水設(shè)備設(shè)計(jì)（1）沖洗排水槽沖洗排水槽的排水量：槽底為三角形斷面時(shí)，設(shè)槽頂寬度為2x，則槽底為半圓形斷面時(shí)，設(shè)槽頂寬度為2x，則槽頂距濾料層表面高度：（2）集水渠o每個(gè)沖洗排水槽以同樣流量的沖洗水匯于集水渠中，沖洗排水槽底在集水渠始端水面以上的高度不小于0.050.2m。86快濾池的設(shè)計(jì)快濾池的設(shè)計(jì)（五）管廊布置o管廊中的管道一船用金屬材料。也可用鋼筋混凝土渠道，管廊布置應(yīng)力求緊湊，簡(jiǎn)捷；要留有設(shè)備及管配件安裝、維修的必要空間；要有良好的防水、

38、排水及通風(fēng)照明設(shè)備；要便于與濾池操作室聯(lián)系。o 濾池?cái)?shù)少于5個(gè)者，宜采用單行排列，管廊位于濾池一側(cè)；超過(guò)5個(gè)者，宜采用雙行排列，管廊位于兩排濾池中間。后者布置緊湊，但管廊通風(fēng)，采光不如前者。檢修也不太方便。87快濾池的設(shè)計(jì)快濾池的設(shè)計(jì)（六）灌渠設(shè)計(jì)流速o快濾池管渠斷面應(yīng)按下列流速確定o進(jìn)水管渠：0.81.2ms;o清水管渠：1.01.5ms；o沖洗水管：2.02.5ms；o排水管(渠)；1.01.5ms。o若考慮到今后水量有增大的可能性，流速應(yīng)取低限。88快濾池的設(shè)計(jì)快濾池的設(shè)計(jì)（七）設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)濾池底部應(yīng)設(shè)排空管，其入口處設(shè)柵罩，池底坡度約為0.005，坡向排空管。每個(gè)濾池上宜裝設(shè)水頭損失計(jì)

39、或水位尺及取水樣設(shè)備。各種密封渠道上應(yīng)設(shè)人孔，以便檢修。濾池壁與砂層接觸處應(yīng)拉毛成鋸齒狀，以免過(guò)濾水在該處形成“短路”而影響水質(zhì)89快濾池的操作與維修快濾池的操作與維修1、快濾池投產(chǎn)前的準(zhǔn)備o快濾池新建成或大修后需作好投產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作。檢查所有管道和閘閥是否完好，各管口標(biāo)高是否符合設(shè)計(jì)要求，特別是排水槽上緣是否水平。對(duì)濾料最好是在放入前進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，確保其粒徑和級(jí)配與設(shè)計(jì)相符，初次鋪設(shè)的濾料應(yīng)比設(shè)計(jì)厚度增加5cm左右。清除濾池內(nèi)的雜物，保持濾料平整，然后按“操作運(yùn)行”的“過(guò)濾操作”要求放水檢查，排除濾料內(nèi)的空氣。待放水檢查結(jié)束后，對(duì)濾料進(jìn)行連續(xù)沖洗，直至清潔為止加洗方法按“操作運(yùn)行”的沖洗操

40、作進(jìn)行。當(dāng)濾料用于凈化飲用水時(shí)還必需對(duì)濾料進(jìn)行消毒處理。902、快濾池的操作運(yùn)行過(guò)濾操作o徐徐開(kāi)啟進(jìn)水閥，當(dāng)水位升到排水槽上緣時(shí)，徐徐開(kāi)啟出水閥，過(guò)濾開(kāi)始。開(kāi)始開(kāi)啟出水閥時(shí)要注意出水水質(zhì)，待達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)方可全部開(kāi)啟。對(duì)過(guò)濾過(guò)程的時(shí)間、出水水質(zhì)、水頭損失等主要運(yùn)行參數(shù)應(yīng)作好原始記錄。沖洗操作沖洗條件沖洗前的準(zhǔn)備沖洗順序恢復(fù)過(guò)濾順序912011/9/5離心沉降規(guī)律及其設(shè)備92物體高速旋轉(zhuǎn)能夠產(chǎn)生離心力場(chǎng)，離心力的大小取決于該質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量和向心加速度。按照產(chǎn)生離心力的方式不同，離心分離設(shè)備可分為水旋和器旋兩類(lèi)。前者如水力旋流器、旋流沉淀池，其特點(diǎn)是器體固定不動(dòng)，而由沿切向高速進(jìn)入器內(nèi)的物料產(chǎn)生離心力

41、；后者指各種離心機(jī)，其特點(diǎn)是由高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓帶動(dòng)物料產(chǎn)生離心力。離心分離的方法常用于廢水，可以分離水中的懸浮物(固體顆粒和油滴)，也可用于污泥脫水。93一、離心分離的理論基礎(chǔ)1.離心沉降速度2.分離因數(shù)3.液態(tài)懸浮物系在器旋離心力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)二、水力旋流器1.壓力式水力旋流器(pressure hydrocyclone)2.重力式水力旋流器(gravity hydrocyclone)三、離心機(jī)1.過(guò)濾式離心機(jī)(filtration centrifuge)2.沉降離心機(jī)(sedimentation centirfuge)3.離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的強(qiáng)度計(jì)算理論94一、離心分離的理論基礎(chǔ)1.離心沉降速度如果球形

42、顆粒的直徑為dp、密度為p、流體密度為，則與顆粒在重力場(chǎng)中的受力情況相似，在慣性離心力場(chǎng)中顆粒在徑向上也受到離心慣性力、向心力及阻力三個(gè)力作用。后兩個(gè)力均沿著半徑方向指向旋轉(zhuǎn)中心，與顆粒徑向運(yùn)動(dòng)的方向相反。當(dāng)三個(gè)力達(dá)到平衡時(shí)，可得到顆粒在徑向相對(duì)于流體的運(yùn)動(dòng)速度ur (即顆粒在此位置上的離心沉降速度)，4d ( p ) ut23 ru r =95g4d ( p )3與重力沉降速度vc 的區(qū)別與聯(lián)系？ v c =離心沉降同樣存在三種區(qū)域內(nèi)的沉降流型，各區(qū)的阻力系數(shù)仍然可按1.3來(lái)計(jì)算。對(duì)于Stokes區(qū)( Re 時(shí)，ur 為正值，顆粒被拋向周邊；當(dāng)p 時(shí)，顆粒被推向中心。故在離心分離設(shè)備中，能進(jìn)

43、行離心沉降和離心浮上兩種操作。96uK c = =r n 22.分離因數(shù)分離因數(shù) Kc 為同一顆粒在同種流體介質(zhì)中離心沉降速度與重力沉降速度的比值，在Stokes區(qū)內(nèi)的表達(dá)式為，2trg2g也可以理解為顆粒所受凈離心力與凈重力之比，或顆粒所在位置上的離心慣性力場(chǎng)強(qiáng)度與重力場(chǎng)強(qiáng)度之比。若以n表示轉(zhuǎn)速(r/min)，并將=2n/60 代入上式，則有，r n2900g 302gr( ) =K c =97分離因數(shù) Kc 是衡量離心設(shè)備分離性能的基本參數(shù)。在旋轉(zhuǎn)半徑 r 一定時(shí)，Kc 值隨轉(zhuǎn)速n的平方急劇增大，例如，當(dāng)r=0.2m、n=500rpm時(shí)， Kc56；而當(dāng)n=3000rpm時(shí)，則 Kc200

44、0。離心力對(duì)懸浮顆粒的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了重力，從而極大地強(qiáng)化了分離過(guò)程。影響離心分離的因素有：(1)分離因數(shù)，分離因數(shù)越高，分離性能越好。(2)水中懸浮物的性能。(3)離心分離裝置的直徑，直徑越小，則分離過(guò)程越快，所需的分離時(shí)間越短，然而分離性能變差。(4)進(jìn)水流量和水在離心分離裝置中的停留時(shí)間等。983.液態(tài)懸浮物系在器旋離心力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液體的自由表面離心機(jī)開(kāi)動(dòng)后，因轉(zhuǎn)鼓的帶動(dòng)，使液體在受重力作用的同時(shí)，還受到離心力的作用，形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的自由表面。a.靜止b.低速c.高速d.忽略重力99r + l 0CGr 02gdld r 0=dm r 0 2dm g=tg =2022 gl =由

45、此可見(jiàn)，液體的自由表面為一旋轉(zhuǎn)拋物面。當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，拋物面逐漸下凹，甚至可能露出底面；同時(shí)，周?chē)后w上升。因此實(shí)踐中為防止液體溢出，轉(zhuǎn)鼓頂部應(yīng)設(shè)一定高度的溢流堰只讓一定量的液體溢出。當(dāng)轉(zhuǎn)速極大，以至于重力相對(duì)于離心力可以忽略不計(jì)時(shí)，則自由液面趨近于圓柱面。100(2)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液體的壓力物料中任一徑向位置都會(huì)因離心作用而產(chǎn)生離心壓力；在水平面內(nèi)，離心壓力是徑向位置的函數(shù)，在鼓壁處達(dá)到最大值：12Pf = f 2 ( R 2 r02 )計(jì)算離心壓力的意義在于確定轉(zhuǎn)鼓的離心應(yīng)力，同時(shí)，由于離心壓力是離心過(guò)濾操作的驅(qū)動(dòng)力，故離心壓力也是離心過(guò)濾操作的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料中任一微元體101Q= =2 V5

46、02RR + R02(3)顆粒在轉(zhuǎn)鼓離心力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)研究顆粒從起始徑向位置 r 走完分離區(qū)全長(zhǎng) ( 軸向)，剛好能沉降(徑向)到達(dá)鼓壁的臨界條件。Vt22ln 2= 250g = 2utg轉(zhuǎn)鼓內(nèi)顆粒的沉降示意圖理論可用來(lái)預(yù)測(cè)離心機(jī)的性能，即處理量或分割粒度。利用常數(shù)，可對(duì)幾何和動(dòng)力相似的離心機(jī)(如同一類(lèi)型的離心機(jī))進(jìn)行操作性能比較，或?qū)ν?lèi)性離心機(jī)作比例放大。102(4)離心沉降分離的極限當(dāng)顆粒比較小( 譬如幾個(gè)m 以下) 時(shí)，布朗運(yùn)動(dòng)不可忽略。如果還用理論，就可能高估離心機(jī)的分離性能。甚至當(dāng)顆粒小到一定程度，在一定的離心力場(chǎng)作用用理論預(yù)測(cè)可以被分離，但因顆粒布朗運(yùn)動(dòng)引起的擴(kuò)散作用，顆粒將可能

47、長(zhǎng)期保持懸浮狀態(tài)而不能被分離。這種現(xiàn)象稱(chēng)為離心沉降分離的極限，對(duì)應(yīng)的顆粒直徑稱(chēng)為極限顆粒直徑，用 xmin (m) 表示。21) 4xminTr= 1.732(103二、水力旋流器根據(jù)主體介質(zhì)的不同，旋流分離技術(shù)分為干法與濕法兩 大 類(lèi) ， 前 者 為 旋 風(fēng) 分 離 ， 后者為旋液分離，相應(yīng)的關(guān)鍵設(shè)備為旋風(fēng)分離器(cyclone)和旋液分離器(hydrocyclone )。旋液分離器經(jīng)常也被稱(chēng)為水力旋流器，自從美國(guó)學(xué)者Bradley于1891年注冊(cè)旋液分離器的第一個(gè)專(zhuān)利以來(lái)，旋液分離器已有一個(gè)多世紀(jì)的歷史。水力旋流器有壓力式和重力式兩種，通常所說(shuō)的水力旋流 器 是 指 壓 力 式 水 力 旋

48、 流 器 ，重力式水力旋流器又稱(chēng)旋流沉淀池。1041.壓力式水力旋流器(pressure hydrocyclone)(1)結(jié)構(gòu)與工作原理形狀細(xì)長(zhǎng)、直徑小，圓錐部分長(zhǎng)；上部是直徑為D的圓筒，下部是錐角為的截頭圓錐體，進(jìn)水管以漸收方式與圓筒以切向連接。1- 圓 筒 ； 2- 圓 錐 體 ； 3- 進(jìn) 液管；4-溢流管；5-排渣口；6-通氣管；7-溢流筒；8-出液管105當(dāng)物料借水泵提供的能量( 壓力不超過(guò)0.40MPa) 以6 10m/s的流速切向進(jìn)入圓筒后，沿器壁形成向下作螺旋運(yùn)動(dòng)的一次渦流，其中直徑和比重較大的懸浮固體顆粒被甩向器壁，并在下旋水流推動(dòng)和重力作用下沿器壁下滑，在錐底形成濃縮液連續(xù)

49、排除。其余液流則在向下旋流至一定程度后，便在愈來(lái)愈窄的錐壁反向壓力作用下改變方向，由錐底向上作螺旋形運(yùn)動(dòng)，形成二次渦流，經(jīng)溢流管進(jìn)入溢流筒后，從出水管排除。另外，在水力旋流器的中心，還形成一束繞軸線分布的自下而上的空氣渦流柱。106圖 1-6-5 物料在水力旋流器內(nèi)的流動(dòng)情況此外還有，液-液分離、氣-固分離，以熱門(mén)的含油廢水分離為例：1-入流；2-一次渦流；3-二次渦流；4-零錐面；5-空氣渦流柱107(2)設(shè)計(jì)與計(jì)算首先確定各部結(jié)構(gòu)尺寸，然后求出處理水量和極限粒徑，最后根據(jù)處理水量確定設(shè)備臺(tái)數(shù)。確定各部結(jié)構(gòu)尺寸一般以圓筒直徑 D 和錐體錐角作為基本尺寸，再按一些經(jīng)驗(yàn)比例關(guān)系確定其它尺寸。為保

50、持空氣柱內(nèi)穩(wěn)定的真空度，出水管不能滿流工作，并在器頂設(shè)置通氣管，以平衡器內(nèi)壓力和破壞可能發(fā)生滿流時(shí)的虹吸作用；排渣口徑宜取小值，以提高濃縮液濃度；進(jìn)口易被磨損，應(yīng)用耐磨材料制作，且能快速更換，以便調(diào)節(jié)口徑和檢修。108由于離心力與旋轉(zhuǎn)半徑呈反比例關(guān)系，故其直徑受到一定限制，一 般 不 超 過(guò) 500mm ； 如果處理水量較大，應(yīng)設(shè)多臺(tái)并聯(lián)使用。109被分離顆粒的極限粒徑水力旋流器的分離效率與設(shè)備結(jié)構(gòu)、顆粒性質(zhì)、進(jìn)水水壓及粘度等一系列因素有關(guān)。其它條件不變時(shí)，分離效率隨顆粒直徑的增大而急劇增大：顆粒直徑20m時(shí)，分離效率接近100%；顆粒直徑為8m時(shí)，分離效率只有50%。一般將分離效率為50%的

51、顆粒直徑稱(chēng)為極限粒 徑 ， 它 是 判 斷 水 力 旋流器 分 離 程 度 的 主 要 參 數(shù)之一。極限粒徑愈小，說(shuō)明分離效果愈好，達(dá)到一定分離效率時(shí)的處理水量也愈大。110d? Q( s 1)d 0 d由于懸浮顆粒直徑的性質(zhì)千差萬(wàn)別，計(jì)算極限粒徑的經(jīng)驗(yàn)公式很多，計(jì)算結(jié)果相差亦較大。應(yīng)進(jìn)行可行性試驗(yàn)。當(dāng)懸浮固體顆粒以較小的速度 (Re1) 作徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)，被分離顆粒的極限直徑 dc (cm)可由下式計(jì)算：21?0.1Qh( s 1)d c = 0.75當(dāng)固體顆粒以較大的速度(Re=130)運(yùn)動(dòng)且空氣柱直徑為d(cm)時(shí)，dc 值可按下式計(jì)算：d c =5 / 3 5 / 3d 0 d0.83h0

52、.1d 8 l41112.重力式水力旋流器(gravity hydrocyclone)(1)結(jié)構(gòu)與工作原理用重力式水力旋流器( 又稱(chēng)水力旋流沉淀池) 處理廢水時(shí)，廢水也是借助進(jìn)、出水的壓力差在器內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。但在這種旋流器中，離心力的作用并不重要，顆粒的分離基本上由重力決定。旋流沉淀池有周邊旋流配水和中心筒旋流配水兩種。112圖為處理軋鋼廢水的周邊配水式旋流沉淀池。廢水利用進(jìn)、出口的水位差壓力，經(jīng)進(jìn)水管沿切線方向進(jìn)入旋流器底部形成旋流，并以螺線形上升，在重力和離心力作用下，水中的懸浮顆粒被拋向池壁并滑向器底，定期由抓斗卸出。上升的廢水繞過(guò)擋油板，經(jīng)溢流堰排至環(huán)形集水井，并由吸水泵輸出。113(

53、2)設(shè)計(jì)計(jì)算周邊配水式水力旋流沉淀池的計(jì)算方法有經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法和表面負(fù)荷計(jì)算法兩種。經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法求得水流上升速度u值后，按A=Q/u 計(jì)算沉淀池面積A，u = B(30 . 5 5 lg 0 . 134Q) (1 + 12 E s )再按前圖的比例確定其余各部結(jié)構(gòu)尺寸。 表面負(fù)荷計(jì)算法取表面負(fù)荷q值為2530m3/(m2h)，再按A=Q/q計(jì)算表面積A。114三、離心機(jī)離心機(jī)是一種利用轉(zhuǎn)鼓帶動(dòng)物料高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力來(lái)強(qiáng)化分離過(guò)程的分離設(shè)備，可用于澄清、增濃、脫水、洗滌或分級(jí)。離心機(jī)的類(lèi)型可按分離因數(shù)、轉(zhuǎn)鼓形狀、轉(zhuǎn)鼓數(shù)目、操作原理、卸料(渣)方式、操作方式等加以分類(lèi)。如下表所示，按分離因數(shù)大

54、小可將離心機(jī)分為低速離心機(jī)(Kc=10001500) 、中速離心機(jī)(Kc=1500 3000) 、高速離心機(jī)(3000Kc1000rpm)，鼓內(nèi)料液在離心力的作用下，透過(guò)過(guò)濾介質(zhì)(濾布、濾網(wǎng)等)，而固體顆粒則被截留在過(guò)濾介質(zhì)上，完成固液分離。117過(guò)濾式離心機(jī)對(duì)顆粒和液體的密度差沒(méi)有要求，但不宜于小顆粒、纖維狀或膠體可壓縮固體物質(zhì)的分離(例如廢水中污泥的處理)，因?yàn)檫@些物質(zhì)會(huì)堵塞過(guò)濾介質(zhì)；只適用于懸浮液濃度較高(可達(dá)50%60%)、粒度適中以及母液較粘的場(chǎng)合，如用于結(jié)晶類(lèi)食品(如砂糖)的精制、脫水蔬菜制造的預(yù)脫水過(guò)程、淀粉的脫水，也用于水果蔬菜的榨汁、回收植物蛋白及冷凍濃縮的冰晶分離等。最常用

55、的間歇式操作離心機(jī)有三足式、上懸式和臥式刮刀卸料式離心機(jī)；而連續(xù)操作的離心機(jī)有臥式活塞推料和離心力卸料離心分離機(jī)，后者適用于固體粒子較粗的物料。118(1)三足式過(guò)濾離心分離機(jī)(tripod pendulum type batch centrifuge)出現(xiàn)較早，應(yīng)用廣泛。該機(jī)由底部封閉的圓管形轉(zhuǎn)鼓、垂直的主軸以及驅(qū)動(dòng)裝置組成。懸浮液從頂部加入，濾液受到離心力作用穿過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，在轉(zhuǎn)鼓外收集，而固體顆粒則截留在過(guò)濾介質(zhì)上，形成一定厚度的濾餅，由人工去除。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，密封防爆。缺點(diǎn)：間歇式分離，周期循環(huán)操作，生產(chǎn)能力低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作條件差，只適用于中小型生產(chǎn)。

56、1191-支腳；2-外殼；3-轉(zhuǎn)鼓；4-馬達(dá)；5-皮帶輪圖1-6-9三足式離心機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖120(2) 臥 式 刮 刀 卸 料 離 心 分 離 機(jī) (horizontal centrifuge withcutter discharge of solid)是 一 種 連 續(xù) 運(yùn) 轉(zhuǎn) 、 間 歇 操 作 的 過(guò) 濾式離心機(jī)，其主要特點(diǎn)是利用刮刀卸除濾渣，適用于處理中、小顆粒(5mm)的物料，也可用于短纖維狀的物料(長(zhǎng)度4mm)，對(duì)懸浮液濃度和進(jìn)料量的變化不敏感，過(guò)濾時(shí)間、分離時(shí)間和卸料時(shí)間均可自由調(diào)節(jié)，濾渣較干，各操作段可在全速或不同轉(zhuǎn)速下進(jìn)行，操作周期短，生產(chǎn)能力大。主要缺點(diǎn)：電機(jī)負(fù)荷不均勻，刮

57、刀無(wú)法刮盡轉(zhuǎn)鼓上的濾渣，加料和卸料時(shí)機(jī)器振動(dòng)嚴(yán)重。121(3)臥式活塞推料離心分離機(jī)(horizontal piston push type centrifuge)是一種連續(xù)加料、脈動(dòng)卸料的過(guò)濾式分離機(jī)。在離心力場(chǎng)作用下，料液沿布料斗周邊均勻地甩到濾網(wǎng)上，大部分經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)縫隙和轉(zhuǎn)鼓小孔甩出轉(zhuǎn)鼓外，由管道引走。利用推桿在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的往返運(yùn)動(dòng)推動(dòng)篩網(wǎng)上的濾餅前移，形成脈沖卸料。該機(jī)具有效率高、產(chǎn)量高、生產(chǎn)連續(xù)化、操作穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，但它只能分離中粗顆粒，對(duì)懸浮液的濁度比較敏感，容易發(fā)生跑料現(xiàn)象，應(yīng)用上有一定的局限性。適用于含固相顆粒大于0.25mm的結(jié)晶狀和纖維狀物料的懸浮液，并且要求固相含量大于30%

58、。122(4)離心力卸料離心分離機(jī)(basket centrifuge)又叫慣性卸料分離機(jī)或錐籃離心分離機(jī)。濾渣在錐形轉(zhuǎn)鼓中依靠本身所受的離心力克服與篩網(wǎng)的摩擦力沿篩網(wǎng)表面向著轉(zhuǎn)鼓大端移動(dòng)，最后自行排出。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，脫水效率很高，物料能在較短的停留時(shí)間內(nèi)獲得含濕量較低的濾餅；還具有產(chǎn)量高、制造運(yùn)轉(zhuǎn)及維修費(fèi)用低的特點(diǎn)。缺點(diǎn)：對(duì)物料的性質(zhì)和溶液濃度的變化非常敏感，適應(yīng)性差，不易控制物料的停留時(shí)間，從而限制了其應(yīng)用。主要用于大于0.1mm的結(jié)晶顆?；驘o(wú)定形物料以及纖維狀物料的分離。1232.沉降離心機(jī)(sedimentation centirfuge)沉 降 離 心 機(jī) 轉(zhuǎn) 鼓 壁 上 無(wú) 孔

59、 ，實(shí)現(xiàn)沉降分離，如螺旋卸料沉降式離心機(jī)、碟式沉降離心機(jī)、管式超速分離機(jī)等，用于不易過(guò)濾的懸浮液。(1)臥螺式離心分離機(jī)(worm centirfuge)主要由轉(zhuǎn)鼓、帶空心軸的螺旋輸送器、差速器等組成。懸浮液由空心轉(zhuǎn)軸的進(jìn)料孔進(jìn)入機(jī)內(nèi)，在離心力的作用下分別形成固相層(稱(chēng)為固環(huán)層)、液體層(稱(chēng)為液環(huán)層)。固環(huán)層在螺旋輸送器的推移下，被輸送到轉(zhuǎn)鼓的錐端，經(jīng)出口連續(xù)排出；液環(huán)層的分離液由圓柱端堰口溢流，排至轉(zhuǎn)鼓外。按轉(zhuǎn)鼓內(nèi)流體與沉渣的流動(dòng)方向可分為逆流型和順流式兩種。1241-污泥入口；2-三角皮帶輪；3-右軸承；4-螺旋輸送器；5-進(jìn)料孔；6-機(jī)殼；7-轉(zhuǎn)鼓；8-左軸承；9-行星差速器；10-過(guò)載

60、保護(hù)裝置；11-溢流孔；12-排渣孔圖1-6-10 逆流中心進(jìn)料高速臥螺沉降離心機(jī)125126低速離心機(jī)則采用順流轉(zhuǎn)鼓始端進(jìn)料設(shè)計(jì)，即懸浮液中的 液 體 和 固 體 都 沿 著 相 同 方 向前進(jìn)，可以避免逆流設(shè)計(jì)中常常出現(xiàn)的渦流。進(jìn)料口位于轉(zhuǎn)鼓始端，離心機(jī)全長(zhǎng)都起凈化作用，與逆流設(shè)計(jì)相比，加長(zhǎng)了長(zhǎng)度和時(shí)間，使微細(xì)顆粒能沉淀下來(lái)，產(chǎn)生含水率低的高密度沉積物和更清澈的液體。臥螺沉降離心機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：轉(zhuǎn)鼓直徑和有效長(zhǎng)度；轉(zhuǎn)鼓的半錐角；轉(zhuǎn)差和扭矩；差速器；沉降區(qū)和干燥器的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)。127轉(zhuǎn)鼓直徑和有效長(zhǎng)度轉(zhuǎn)鼓直徑越大，離心機(jī)的處理能力也越大；轉(zhuǎn)鼓的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，懸浮液在機(jī)內(nèi)停留時(shí)間越長(zhǎng)，分離效果