第一章-物理法污水處理設(shè)備省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

第一章物理法廢水處理設(shè)備第1頁(yè)1

不溶態(tài)污染物分離技術(shù)是指經(jīng)過物理作用分離和去除污水中不溶解懸浮固體(包含油膜、油品)方法，通稱固-液分離。所用設(shè)備大都比較簡(jiǎn)單，操作方便，使用極為廣泛。

固-液分離過程中，按其包括原理能夠分為兩大類：一類是液相受到限制，而固體顆粒能在懸浮液中自由運(yùn)動(dòng)，能夠?qū)⑵錃w類于離心沉降、重力沉降或浮選等；另一類是利用介質(zhì)，使固體顆粒受到限制而允許液相穿過介質(zhì)，能夠?qū)⑵錃w類于篩濾截留、過濾等。第2頁(yè)2在整個(gè)污水處理工藝流程中使用場(chǎng)所較多，包含污泥機(jī)械脫水在內(nèi)！！第3頁(yè)3§1.1預(yù)處理設(shè)備(攔污)第4頁(yè)4

預(yù)處理設(shè)備主要包含污物攔截裝置、沉砂以及起調(diào)整、均衡作用構(gòu)筑物。在水處理過程中，篩濾設(shè)備是一類主要攔污裝置，用于去除污水和雨水泵站以及污水處理廠(站)進(jìn)水中含有較大懸浮物，保護(hù)后續(xù)處理設(shè)施正常運(yùn)行，以及降低其它處理設(shè)施處理負(fù)荷。篩濾設(shè)備包含格柵、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)(gridspotter)**三、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)四、撈毛機(jī)(hairtrap)五、水力篩網(wǎng)(meshscreen)六、柵渣處理/輸送機(jī)械**第5頁(yè)5第6頁(yè)6一、格柵

格柵(grid)是一個(gè)最簡(jiǎn)單過濾設(shè)備，通常由是一組或多組平行金屬柵條制成框架，傾斜甚至直立放置在污水流經(jīng)渠道中，或設(shè)置在進(jìn)水泵站集水井進(jìn)口處，用于攔截污水中粗大懸浮物及雜質(zhì)，如草木、垃圾或纖維狀物質(zhì)，以保護(hù)水泵葉輪及減輕后續(xù)工序處理負(fù)荷。

在水處理流程中，格柵是一個(gè)對(duì)后續(xù)處理設(shè)施含有保護(hù)作用設(shè)備，盡管格柵并非廢水處理主體設(shè)備，但因其位處咽喉，故顯得相當(dāng)主要。1.格柵結(jié)構(gòu)與分類

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。第7頁(yè)7在中小型城市生活污水廠或所需要截留污物量較少時(shí)，普通設(shè)置人工除污格柵。這類格柵用直鋼條制成，按50o-60o傾角安放，這么可增加有效格柵面積40%-80%，而且便于清洗和預(yù)防因堵塞而造成過高水頭損失。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，前者去除大雜質(zhì)，后者去除較小雜質(zhì)。第8頁(yè)8第9頁(yè)92.格柵設(shè)計(jì)參數(shù)確實(shí)定(間隙、形狀、傾角、流速、渣量、清渣6點(diǎn))(1)格柵柵條間隙

若格柵設(shè)于廢水處理系統(tǒng)之前，則采取機(jī)械除污時(shí)柵條間隙為10～25mm，采取人工除污時(shí)柵條間隙為25～40mm。當(dāng)格柵設(shè)于水泵前時(shí)，應(yīng)依據(jù)水泵要求參考表1-1-1確定；如泵前格柵間隙小于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)，可選取較小柵條間距。泵普通使用排污泵(PW型)，詳細(xì)知識(shí)將在第三篇講述。第10頁(yè)10(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，普通多采取矩形斷面。(3)格柵安裝傾角

普通采取45°-75°，人工去除柵渣時(shí)取低值；若采取機(jī)械去除普通采取60°-75°，特殊類型可達(dá)90o。格柵高度普通應(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)，格柵上部可采取混凝土胸墻或鋼擋板滿封，以減小格柵高度。第11頁(yè)11(4)水流經(jīng)過格柵流速

柵前渠道內(nèi)水流速度普通采取0.4～0.9m/s；格柵有效進(jìn)水面積普通按照流速0.8～1.0m/s計(jì)算。但格柵總寬度不應(yīng)小于進(jìn)水渠有效斷面寬度1.2倍；如與濾網(wǎng)串聯(lián)使用，則可按1.8倍左右考慮。(5)格柵攔截柵渣量柵渣量與柵條間隙、當(dāng)?shù)貜U水特征、廢水流量以及下水道系統(tǒng)類型等原因相關(guān)。

柵渣含水量普通為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。柵渣搜集、裝卸設(shè)備，應(yīng)以其體積為考慮依據(jù)。廢水處理廠內(nèi)貯存柵渣容器,不應(yīng)小于一天截留柵渣量。第12頁(yè)12(6)清渣方式

柵渣去除方法普通按所需清渣量而定，普通選取人工除污格柵；當(dāng)柵渣量大于0.2m3/d時(shí)應(yīng)采取機(jī)械格柵除污機(jī)；一些小型廢水處理廠當(dāng)前為了改進(jìn)勞動(dòng)條件，也采取機(jī)械格柵除污機(jī)。若采取機(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)普通宜設(shè)在室內(nèi)，或采取其它保護(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)人工除污格柵以供備用。第13頁(yè)13圖1-1-2格柵水力計(jì)算示意圖第14頁(yè)143、格柵設(shè)計(jì)計(jì)算第15頁(yè)15第16頁(yè)16第17頁(yè)17第18頁(yè)18格柵清污機(jī)格柵清污機(jī)是污水處理專用物化處理機(jī)械設(shè)備，主要是去除污水中懸浮物或顆粒物。應(yīng)用于污水處理中預(yù)處理工序。

格柵清污機(jī)工作目標(biāo)：用機(jī)械方法將攔截到格柵上垃圾撈出水面。

格柵清污機(jī)可分為三類：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：傾斜式和垂直式按運(yùn)動(dòng)部件分：高鏈?zhǔn)健⒒剞D(zhuǎn)式、耙齒式、針齒條式、鋼繩式等

第19頁(yè)19一、清污機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理1.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)裝置帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，齒杷按次序?qū)r截垃圾刮到最上端卸料處，再將垃圾刮到輸送機(jī)上。

第20頁(yè)20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)施點(diǎn)動(dòng)間斷運(yùn)行，運(yùn)行周期可自動(dòng)調(diào)整。還能夠經(jīng)過調(diào)整格柵條間距來實(shí)現(xiàn)對(duì)水中不一樣懸浮物或漂流物攔截第21頁(yè)212.階梯式機(jī)械格柵清污機(jī)階梯式是一個(gè)新型高效前級(jí)污水處理篩分設(shè)備。階梯式機(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)特偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等部件組成。因?yàn)椴扇—?dú)特階梯式清污方式，可徹底防止雜物卡阻、纏繞煩惱，運(yùn)行安全可靠，去除效果好。第22頁(yè)22第23頁(yè)233.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)因?yàn)殒溳S降低了有效通水面積，回程耙齒鏈也要產(chǎn)生一定水阻，所以整體格柵水阻相對(duì)要大一些，這需要增加開機(jī)時(shí)間，以盡快將攔截垃圾去除.第24頁(yè)24抓斗式格柵清污機(jī)

第25頁(yè)254.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)齒杷臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸是固定，運(yùn)動(dòng)軌跡成弧形，每次旋轉(zhuǎn)周期去除一次渣。該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，對(duì)格柵提升高度有要求，所以不適用在較深格柵井中使用，適合用于中小型污水處理廠或泵站中使用。第26頁(yè)265.高鏈?zhǔn)礁駯徘逦蹤C(jī)工作原理：首先固定于環(huán)形鏈上主滾輪在滾輪導(dǎo)軌內(nèi)向下動(dòng)作，使齒杷于格柵保持較大間隔下降，耙齒進(jìn)入格柵，上升耙撈格柵截留柵渣，最終落到皮帶輸送機(jī)上.

第27頁(yè)27XGGL型高鏈?zhǔn)礁駯徘逦蹤C(jī)第28頁(yè)28主要故障是耙齒不能正確地進(jìn)入柵條，主要原因是：

1)耙齒或是耙臂強(qiáng)度不夠，運(yùn)行時(shí)發(fā)生抖動(dòng)，或是耙齒、耙齒臂本身發(fā)生變形，造成不能正常進(jìn)入柵條。

2）格柵下部有大量泥砂、雜物堆積，長(zhǎng)久停機(jī)后未經(jīng)清理就開機(jī)使用。

3）鏈條經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后變松或錯(cuò)位造成齒杷歪斜，或因兩個(gè)鏈條張緊度不一致造成齒杷歪斜。第29頁(yè)29控制格柵除污機(jī)間歇運(yùn)行方式有以下幾個(gè)：

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)先定好時(shí)間開機(jī)與停機(jī)。

3）水位差控制這是一個(gè)較為先進(jìn)、合理控制方式。污水經(jīng)過格柵時(shí)都會(huì)有一定水頭損失，攔截格柵增多時(shí)，水頭損失增大，即柵前與柵后水位差增大，利用傳感器測(cè)量水位差，當(dāng)水位差到達(dá)一定數(shù)值時(shí)，說明積累柵渣已較多，除污機(jī)自動(dòng)開啟。二.格柵除污機(jī)控制方式第30頁(yè)301）格柵清污機(jī)水中鏈輪不易保養(yǎng)，且水中鏈條易腐蝕，應(yīng)一季度進(jìn)行一次鏈條及鏈輪檢驗(yàn)，對(duì)存在故障隱患鏈條、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）注意保持鏈條適當(dāng)張緊度，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間運(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)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)有效油位。

5）運(yùn)行人員應(yīng)及時(shí)將纏繞雜物去除。三、格柵清污機(jī)維護(hù)和檢修

第31頁(yè)31沉砂池第32頁(yè)32平流式沉砂池設(shè)計(jì)要求及參數(shù)按去除相對(duì)密度2.65，粒徑大于0.2mm沙粒確定。第33頁(yè)33設(shè)計(jì)計(jì)算第34頁(yè)34調(diào)整池為了使管渠和構(gòu)筑物正常工作，不受廢水高峰流量或濃度改變影響，需在廢水處理設(shè)施之前設(shè)置調(diào)整池。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)尺寸調(diào)整池，對(duì)水質(zhì)、水量調(diào)整是厭氧反應(yīng)穩(wěn)定運(yùn)行確保。調(diào)整池作用是均質(zhì)和均量，普通還可考慮兼有沉淀、混合、加藥、中和和預(yù)酸化等功效。作用：對(duì)水量和水質(zhì)調(diào)整，調(diào)整污水pH值、水溫，有預(yù)曝氣作用，還可用作事故排水。分類：水量調(diào)整池和水質(zhì)調(diào)整池。第35頁(yè)35隔油池（oilseparator）是利用油與水比重差異，分離去除污水中顆粒較大懸浮油一個(gè)處理構(gòu)筑物。石油工業(yè)和石油化學(xué)工業(yè)在生產(chǎn)過程中排出含大量油品廢水；煤焦化和氣化工業(yè)排出含高濃度焦油廢水；毛紡工業(yè)和肉品工業(yè)等排出含有較多油脂廢水。這些含油廢水如排入水體會(huì)造成污染，澆灌農(nóng)田會(huì)堵塞土壤孔隙，有害作物生長(zhǎng)。如對(duì)廢水中油品加以回收利用，則不但可防止對(duì)環(huán)境污染，又能取得可觀經(jīng)濟(jì)收益。除油裝置第36頁(yè)36第37頁(yè)37沉淀池

沉淀池是一個(gè)使水中固體物質(zhì)(主要是可沉固體)在重力作用下下沉，從而與水分離水處理設(shè)備。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分離效果良好，應(yīng)用非常廣泛。在各種類型污水處理系統(tǒng)中，沉淀池幾乎是不可缺乏設(shè)備，而且在同一處理系統(tǒng)中可能屢次采取。第38頁(yè)38按通例，依據(jù)水流方向沉淀池可分為平流式、輻流式和豎流式三種。第39頁(yè)39平流式沉淀池設(shè)計(jì)

沉淀池設(shè)計(jì)包含結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與功效設(shè)計(jì)兩部分。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包含流入?yún)^(qū)、流出區(qū)和污泥區(qū)結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)；功效設(shè)汁主要內(nèi)存包含沉淀池?cái)?shù)目、沉淀區(qū)尺寸和污泥區(qū)尺寸確實(shí)定。圖所表示是使用比較廣泛一個(gè)平流式沉淀池。第40頁(yè)40（一）平流式沉淀池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、入流裝置其作用是使水流均勻地分布在沉淀池整個(gè)過水?dāng)嗝嫔?，盡可能降低擾動(dòng)。在給水處理廠中，普通做法是使水流從反應(yīng)池直接流入沉淀池。穿孔增上開孔面積為池?cái)嗝婷娣e6％一20％，孔口應(yīng)均勻分布在整個(gè)穿孔墻寬度上，為預(yù)防絮體破壞，孔口流速不宜大于0.15～1.2m／s，孔口斷面形狀沿水流方向逐步擴(kuò)散，以降低進(jìn)口射流。在污水處理中也有采取圖中d、e、f、g形式，這些形式與給水處理中沉淀池進(jìn)水裝置差異是增設(shè)了消能整流設(shè)備，以確保均勻行水，如f式?jīng)]檔板，要求高出水面0.15～0.2m，伸入水面下大于0.2m，距進(jìn)水口0.15～1.0m。第41頁(yè)41第42頁(yè)422、出流裝置普通采取自由堰形式．如圖所表示。給水處理常采取a、b兩種形式。b、c為淹沒式孔口出水，孔口流速宜取0.6～0.7m／s．孔徑取20一30mm?？卓趹?yīng)設(shè)在水面下0.12～0.15m，水流應(yīng)自由跌落到出水渠中，當(dāng)前采取圖中d所表示鋸齒形溢流堰較普遍。這種溢流堰易于加工，并能確保均勻出水．水面應(yīng)位于齒高度1／2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0.3～0.4m．擋板距出水口0.25～0.5m。第43頁(yè)433、排泥裝置及時(shí)排除沉于池底污泥是使沉淀池正常工作、確保出水水質(zhì)一項(xiàng)主要辦法。因?yàn)榭沙翍腋☆w粒多沉于沉淀池前部。所以，在池前部設(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；池底普通設(shè)1％～2％坡度，坡向貯泥斗，配制機(jī)械刮泥設(shè)備，使沉入池底污泥刮入泥斗內(nèi)。如采取多斗排泥，可不設(shè)置機(jī)械刮泥設(shè)備，每個(gè)貯泥斗平面呈方形，在池寬度布置上普通不多于兩排。多斗式干流沉淀池見圖所表示。第44頁(yè)44（二）平流式沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算1、沉淀池設(shè)計(jì)參數(shù)確定①設(shè)計(jì)流量

對(duì)于給水處理廠，因原水取自江河水，并用泵輸送處處理廠，流量比較穩(wěn)定，而污水處理廠原水來自城市下水道或工廠，水量改變較大。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)污水是經(jīng)過泵提升而進(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。②沉淀池?cái)?shù)目

沉淀池?cái)?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)，全部流量能夠經(jīng)過另一座沉淀池可能性。③沉淀他經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)沉淀池設(shè)計(jì)主要依據(jù)是經(jīng)過沉淀池處理后所應(yīng)到達(dá)水質(zhì)要求，據(jù)此應(yīng)確定設(shè)計(jì)參數(shù)有：污水應(yīng)到達(dá)沉淀效率；懸浮顆粒最小沉速，表面負(fù)荷，沉淀時(shí)間以及水在池內(nèi)平均流速等。這些參數(shù)普通通過沉淀試驗(yàn)取得。如無實(shí)測(cè)資料時(shí)，可參考下表經(jīng)驗(yàn)參數(shù)選取。④沉淀池幾何尺寸沉淀池超高不少于0.3m，緩沖層高采取0.3～0.5m，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。第45頁(yè)45⑤貯泥斗容積普通按小于2日污泥量汁算。對(duì)于二次沉淀池，按貯泥時(shí)間不超出2小時(shí)計(jì)算⑥排泥部分沉淀池污泥普通采取靜水壓力排泥法靜水壓力數(shù)值以下；首次沉淀池應(yīng)大于1.5m；活性污泥曝氣池后二次沉淀池應(yīng)大于0.9m；生物膜法后二次沉淀池應(yīng)大于1.2m。第46頁(yè)462、平流式沉淀池設(shè)計(jì)(1)沉淀區(qū)設(shè)計(jì)：沉淀區(qū)尺寸計(jì)算方法有各種，能夠依據(jù)搜集資料等詳細(xì)情況加以選取。①當(dāng)沒有進(jìn)行沉淀試驗(yàn)，缺乏詳細(xì)數(shù)據(jù)時(shí)，能夠依據(jù)沉淀時(shí)間和水平流速或選定表面負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。其計(jì)算公式如下：第47頁(yè)47第48頁(yè)48(1)污泥區(qū)設(shè)計(jì)①污泥區(qū)所需容積第49頁(yè)49假如已知原污水和出水懸浮固體濃度，污泥區(qū)容積可按下式計(jì)算：第50頁(yè)50②污泥斗容積③污泥池總高度第51頁(yè)51豎流式沉淀池1、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)污水從中心管流入，由下部流出，經(jīng)過反射板阻攔向四部分布，然后沿沉淀區(qū)整個(gè)斷面上升。由中心管和中心管下部反射板組成抗入裝置結(jié)構(gòu)及尺寸要求如圖。污水在中心管內(nèi)流速對(duì)懸浮物質(zhì)去除有一定影響，當(dāng)在中心管下部設(shè)反射板，其流速應(yīng)大于100mm／s，污水從中心管喇叭口與反射板中溢出流速不應(yīng)大于40mm／s；反射板底距污泥表面高度(即緩沖層)為0.3m。池保護(hù)高度為0.3～0.5m。第52頁(yè)522、豎流式沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算⑴沉淀池總面積①沉淀池工作部分有效斷面積：②中心管面積與直徑：③沉淀池總面積：④沉淀池池徑：⑵沉淀池有效水深第53頁(yè)53⑶中心管喇叭口到反射板之間間隙高度⑷截頭圓錐容積⑸沉淀池總高度第54頁(yè)54輻流式沉淀池1、輻流式沉淀池類型與特點(diǎn)輻流式沉淀池是直徑較大圓形池。直徑普通為20～30m，最大可達(dá)100m，池中心深度約為2.5～5m，池周約1.5～3m，水從池中心以輻射流形式流向池周，故稱為輻流式。流出區(qū)設(shè)于池周，采取三角堰或淹沒式溢流孔出流；為了攔截水面上漂浮物，在出流堰前設(shè)擋板和浮渣搜集與排出設(shè)備。輻流式沉淀池多采取機(jī)械利泥。為滿足刮泥機(jī)排泥要求．池底設(shè)0.05左右坡度坡向泥斗，泥斗坡度約0.1～0.2。污泥斗中污泥利用靜壓力或泥漿泵排出池外。當(dāng)輻流式沉淀池直徑(或邊長(zhǎng))小于20m時(shí)。能夠考慮做成方形．在池底設(shè)四個(gè)排泥斗，利用重力刮泥。第55頁(yè)552、輻流式沉淀池功效設(shè)計(jì)①表面積②池直徑③有效水深④總高度⑤出水槽可用鋸齒堰出水，使每齒出水流速均較大，不易在齒角處積泥或滋生藻類。第56頁(yè)56斜板式沉淀池1、工作原理

斜板、斜管沉淀池是基于淺層理論發(fā)展起來，依據(jù)淺層理論，如果在處理水量不變，沉淀池有效容積一定條件下，增加沉淀面積、過流率或單位面積上負(fù)荷量就會(huì)降低，因而有更多懸浮物能夠沉淀下來。當(dāng)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)用普通持慎重態(tài)度，在選礦廢水尾礦漿濃縮、煉油廠含油污水隔油等方面應(yīng)用均已經(jīng)有成功經(jīng)驗(yàn)。在城市污水處理中，可考慮應(yīng)用在首次沉淀處理上。第57頁(yè)572、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)斜板、斜管沉淀池按水流與污泥流流動(dòng)方式，普通可分為同向流、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。在污水處理實(shí)踐中，當(dāng)前主要采取異向斜板沉淀池。圖所表示為異向流斜板沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖。第58頁(yè)58沉淀池運(yùn)行管理1、刮泥和排泥操作⑴刮泥：經(jīng)過刮泥機(jī)械把池底污泥刮至泥斗，有刮泥機(jī)同時(shí)將池面浮渣刮入浮渣槽。刮泥周期長(zhǎng)短取決于污泥量和質(zhì)。⑵排泥：對(duì)排泥操作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進(jìn)泥濃度。第59頁(yè)592、運(yùn)行管理注意事項(xiàng)①防止短流短流使一部分水停留時(shí)間縮短，得不到充分沉淀，降低了沉淀效率；另一部分水停留時(shí)間可能很長(zhǎng)，甚至出現(xiàn)水流基本停滯不動(dòng)死水區(qū)，降低了沉淀他有效容積?？傊塘魇怯绊懗恋沓爻鏊|(zhì)主要原因之一。②正確投加混凝劑當(dāng)沉淀池用于混凝工藝液固分離時(shí)，正確投加混凝劑是沉淀池運(yùn)行管理關(guān)鍵之一。要做到正確投加混凝劑，必須掌握進(jìn)水質(zhì)水量變化，尤其要預(yù)防斷藥事故發(fā)生．因?yàn)榧词苟虝r(shí)期停頓加藥也會(huì)造成出水水質(zhì)惡化，③及時(shí)排泥及時(shí)排泥是沉淀池運(yùn)行管理中極為主要工作。④預(yù)防藻類滋生在給水處理中沉淀池，當(dāng)原水藻類含量較高時(shí)．會(huì)造成藻類在池中滋生，尤其是在氣溫較高地域，沉淀池中加裝斜板或斜管時(shí)，這種現(xiàn)象可能更為突出。藻類滋生雖不會(huì)嚴(yán)重影響沉淀池運(yùn)轉(zhuǎn)，但對(duì)出水水質(zhì)不利。第60頁(yè)60氣浮設(shè)備

氣浮設(shè)備是一類向水中加入空氣，使空氣以高度分散微小氣泡形式作為載體,使水中懸浮顆粒載浮于水面，從而實(shí)現(xiàn)固一液和液—液分離水處理設(shè)備。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、含藻類及一些浮游生物飲用水處理工藝中；(2)用于石油、化工及機(jī)械制業(yè)中含油(包含乳化油)污水油水分離中：(3)用于有機(jī)及無機(jī)污水物化處理工藝中；(4)用于污水中有用物資回收，如造紙廠污水中紙漿纖維及填料回收工藝；(5)用于代替有機(jī)廢水生物處理系統(tǒng)中二次沉淀池，尤其是那些易于產(chǎn)生污泥膨脹生物處理工藝中，可確保處理系統(tǒng)正常運(yùn)行；(6)用于污水處理廠剩下污泥濃縮處理工藝。第61頁(yè)61氣浮設(shè)備類型與應(yīng)用(一)布?xì)鈿飧≡O(shè)備布?xì)鈿飧≡O(shè)備是利用機(jī)械剪切力．將混合于水中空氣粉碎成微綱氣泡。從而進(jìn)行氣浮設(shè)備。按粉碎方法不一樣，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等四種。1．水泵吸水管吸氣氣浮設(shè)備利用水泵吸水管部位負(fù)壓作用，在水泵吸水管上開一小孔．并裝上進(jìn)氣量調(diào)整閥印計(jì)量?jī)x表，空氣遂進(jìn)入水泵吸水管，在水泵葉輪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。這種氣浮設(shè)備即使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單．不過因?yàn)樗霉ぷ鞔韵拗?，吸入空氣量不能過多，普通小于吸水量10％(按體積計(jì))．不然將破壞農(nóng)泵吸水管負(fù)壓工作。另外，氣泡在水泵內(nèi)破碎不夠完全，粒度大．所以氣浮效果不好。第62頁(yè)622．射流氣浮設(shè)備射流氣浮設(shè)備主要包含射流器和氣浮池，即利用射流器(見圖)噴嘴將水以高速噴出時(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，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成勢(shì)能，深入壓縮氣泡，增大空氣在水中溶解度，最終進(jìn)入氣浮池中進(jìn)行分離。第63頁(yè)633.葉輪氣浮設(shè)備葉輪氣浮設(shè)備充氣是靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)在固定蓋板下形成負(fù)壓，從空氣管中吸入空氣。進(jìn)入水中空氣與循環(huán)水流被葉輪充分?jǐn)嚮欤蔀榧?xì)小氣泡甩出導(dǎo)向葉片外面，經(jīng)過穩(wěn)流擋板消能后，氣泡垂直上升，進(jìn)行氣浮。形成浮渣不停地被遲緩旋轉(zhuǎn)刮板刮出槽外。第64頁(yè)644.擴(kuò)散板曝氣氣浮設(shè)備是早年采取最為廣泛一個(gè)充氣氣浮法。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單易行；缺點(diǎn)：空氣擴(kuò)散裝置微孔易于堵塞、氣泡較大、浮選效果不高。第65頁(yè)65（二）溶氣氣浮設(shè)備溶氣氣俘設(shè)備有加壓溶氣氣浮設(shè)備和溶氣真空氣浮設(shè)備兩種類型。溶氣真空氣浮設(shè)備是使空氣在常壓或加壓條件下溶入水中，而在負(fù)壓條件下析出氣浮設(shè)備。該設(shè)備可能得到空氣量因受到能夠到達(dá)真空度(普通運(yùn)行真率度40kPa)影響，析出微泡數(shù)量很有限，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行維修不便，現(xiàn)已逐步淘汰。加壓溶氣氣浮設(shè)備是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛一個(gè)氣浮設(shè)備。該設(shè)備能夠適合用于廢水處理(尤其是含油廢水處理)，污泥濃縮以及給水處理。第66頁(yè)66（三）電解氣浮設(shè)備電解氣浮設(shè)備是用不溶性陽極和陰極直接電解廢水，靠產(chǎn)生氫和氧微小氣泡將巳絮凝懸浮物載浮至水面，到達(dá)分離目。電解法產(chǎn)生氣泡尺寸遠(yuǎn)小于溶氣氣浮和布?xì)鈿飧‘a(chǎn)生氣泡尺寸，不產(chǎn)生紊流。該設(shè)備去除污染物范圍廣，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)載改變適應(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)備當(dāng)前存在電能消耗及極板損耗較大，運(yùn)行費(fèi)用較高等問題尚待解決。第67頁(yè)67加壓溶氣氣浮設(shè)備一、空氣飽和系統(tǒng)主要設(shè)備空氣飽和系統(tǒng)通常有下述部件組成：加壓水泵、飽和容器(通常又稱為溶氣罐)、空氣供給設(shè)備及液位自動(dòng)控制設(shè)備等。1、加壓泵加壓泵在整個(gè)空氣飽和設(shè)備中作用是用來提供一定壓力水量，壓力與流量按照不一樣水處理所要求空氣量決定。2、飽和容器(壓力溶氣罐)飽和容器采取密封耐壓鋼罐。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)間普通取2～3min。第68頁(yè)683、溶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99％左右；可在較低壓力下工作，在0.2MPa以上時(shí)即可取得良好凈水效果；釋放出氣泡微細(xì)，氣泡密集，附著性能良好。第69頁(yè)694、氣浮池氣浮池布置形式較多，依據(jù)待處理水水質(zhì)特點(diǎn)、處理要求及各種詳細(xì)條件，當(dāng)前已經(jīng)建成了許各種形式氣浮池，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、氣浮與過濾等工藝一體化組合形式。第70頁(yè)70二、平流式氣浮池設(shè)計(jì)1、平流式氣浮池結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)參數(shù)確實(shí)定第71頁(yè)712、氣浮池接觸區(qū)面積計(jì)算3、氣浮池分離區(qū)面積計(jì)算4、氣浮池有效水深計(jì)算5、氣浮池容積計(jì)算第72頁(yè)72加壓溶氣氣浮池設(shè)備調(diào)試與運(yùn)行一、加壓溶氣氣浮設(shè)備調(diào)試(1)使被處理水在氣浮他內(nèi)均勻分布；(2)調(diào)整和固定壓力溶氣罐和管道壓力；(3)調(diào)整泵吸水管進(jìn)氣量*(4)檢驗(yàn)氣浮他表面浮渣均勻件；(5)確定排除浮渣周期；(6)制訂從氣浮池表面排除浮渣操作規(guī)程；(7)確定氣俘設(shè)備工作效率；(8)當(dāng)出現(xiàn)處理實(shí)際效率與原設(shè)汁有偏差時(shí)，應(yīng)修正其主要工藝參數(shù)(如泵壓力、供氣段、回流比等)，以建立最適宜工作條件；(9)提出氣浮設(shè)備運(yùn)行條件及明確要求全部工作參數(shù)，以指導(dǎo)運(yùn)行管理工作。第73頁(yè)73二、加壓溶氣氣浮設(shè)備運(yùn)行

氣浮設(shè)備運(yùn)行，主要是對(duì)復(fù)雜物理、化學(xué)現(xiàn)象與過程進(jìn)行經(jīng)常觀察。專門培養(yǎng)，含有較熟練技術(shù)，包含：(1)管理全部裝置各種泵并調(diào)整流量；(2)調(diào)整壓力溶氣罐壓力；(3)調(diào)整空氣量；(4)按時(shí)按要求完成投藥工作；(5)開啟和關(guān)閉刮渣機(jī)械，調(diào)整其運(yùn)行速度；‘(6)調(diào)整氣浮池出水量；(7)調(diào)整排渣量；(8)操縱輸送浮渣機(jī)械設(shè)備等各項(xiàng)技術(shù)。第74頁(yè)74快濾池快濾池是一個(gè)經(jīng)過含有一定孔隙率粒狀濾料床層機(jī)械篩濾、沉淀以及接觸絮凝作用，分離水中污物水處理設(shè)備。可用于廢水預(yù)處理和最終處理。第75頁(yè)75快濾池結(jié)構(gòu)及工作原理

快濾池結(jié)構(gòu)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、承托層、配水系統(tǒng)及排水系統(tǒng)和沖水排水槽。第76頁(yè)76快濾池工作原理：進(jìn)水管進(jìn)水，經(jīng)過排水槽分布于濾池，過濾后水自排水系統(tǒng)搜集經(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經(jīng)過排水系統(tǒng)進(jìn)入濾層，使濾料流化，濾料之間相互目摩擦、碰撞，濾料表面附著懸浮物質(zhì)被沖刷下來，由反洗廢水帶入排水槽、經(jīng)廢水渠排走。第77頁(yè)77快濾池設(shè)計(jì)（一）濾池總面積及濾速設(shè)計(jì)快濾池首要任務(wù)是選擇適當(dāng)過濾速度。依據(jù)廢水處理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，過濾速度普通控制在5～10m／h范圍內(nèi)，可參考類似廢水水質(zhì)及處理流程選定，亦可經(jīng)過試驗(yàn)確定。第78頁(yè)78快濾池設(shè)計(jì)（二）濾池個(gè)數(shù)及尺寸確實(shí)定濾池個(gè)數(shù)直接包括濾池造價(jià)、沖洗效果和運(yùn)行管理，應(yīng)經(jīng)過技術(shù)比較后確定，但不能少于2個(gè)，下表所列數(shù)據(jù)可供參考。每個(gè)濾池面積：第79頁(yè)79快濾池設(shè)計(jì)（三）快濾池濾層1、濾料選擇①濾料必須含有足夠機(jī)械強(qiáng)度，以免在反沖洗過程中很快地磨損和破碎；②濾料化學(xué)性質(zhì)要好；③濾料應(yīng)不含有對(duì)人體健康有害及有毒物質(zhì)；④濾料選擇應(yīng)盡可能采取吸附能力強(qiáng)、截污能力大、產(chǎn)水量高、過濾出水水質(zhì)好濾料，以利于提升水處理廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。第80頁(yè)802、濾床濾層確定⑴單層濾料濾池:這種濾池適合用于給水，在污水處理中，僅適用于一些清潔工業(yè)污水處理；⑵雙層濾料濾池：屬于反粒度過濾，截留雜質(zhì)能力強(qiáng)，雜質(zhì)穿透深，過濾能力大，適于在給水和污水過濾處理中使用。⑶三層濾料濾池：更能使水由粗濾層流向細(xì)濾層呈反粒度過濾，使整個(gè)濾層都能發(fā)揮截留雜質(zhì)作用，降低過濾阻力，保持很長(zhǎng)過濾時(shí)間。第81頁(yè)81快濾池設(shè)計(jì)（四）濾池沖洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)沖洗目標(biāo)是去除濾料中所截留污物，使濾池恢復(fù)工作能力。通常采取自下而上水流進(jìn)行沖洗，也可在沖洗同時(shí)，輔以表面助沖，或采取空氣助沖。1、沖洗強(qiáng)度確實(shí)定第82頁(yè)822、配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)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，而部分濾層膨脹過甚，甚至?xí)兄戮植砍型袑影l(fā)生移動(dòng)，造成漏砂現(xiàn)象。第83頁(yè)833、沖洗水供給系統(tǒng)設(shè)計(jì)(1)沖洗水箱①水箱容積V=(1.5Ftq×60)/1000＝0.09Atq②水塔水箱底部高出濾池排水槽頂高度計(jì)算（2）沖洗水泵第84頁(yè)844、濾池沖洗排水設(shè)備設(shè)計(jì)（1）沖洗排水槽沖洗排水槽排水量：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）集水渠每個(gè)沖洗排水槽以一樣流量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高度大于0.05～0.2m。第85頁(yè)85快濾池設(shè)計(jì)（五）管廊布置管廊中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)力爭(zhēng)緊湊，簡(jiǎn)捷；要留有設(shè)備及管配件安裝、維修必要空間；要有良好防水、排水及通風(fēng)照明設(shè)備；要便于與濾池操作室聯(lián)絡(luò)。濾池?cái)?shù)少于5個(gè)者，宜采取單行排列，管廊位于濾池一側(cè)；超出5個(gè)者，宜采取雙行排列，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。第86頁(yè)86快濾池設(shè)計(jì)（六）灌渠設(shè)計(jì)流速快濾池管渠斷面應(yīng)按以下流速確定進(jìn)水管渠：0.8~1.2m／s;清水管渠：1.0~1.5m／s；沖洗水管：2.0~2.5m／s；排水管(渠)；1.0~1.5m／s。若考慮到今后水量有增大可能性，流速應(yīng)取低限。第87頁(yè)87快濾池設(shè)計(jì)（七）設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)①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。②每個(gè)濾池上宜裝設(shè)水頭損失計(jì)或水位尺及取水樣設(shè)備。③各種密封渠道上應(yīng)設(shè)人孔，方便檢修。④濾池壁與砂層接觸處應(yīng)拉毛成鋸齒狀，以免過濾水在該處形成“短路”而影響水質(zhì)第88頁(yè)88快濾池操作與維修1、快濾池投產(chǎn)前準(zhǔn)備快濾池新建成或大修后需作好投產(chǎn)前準(zhǔn)備工作。檢驗(yàn)全部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，尤其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)格檢驗(yàn)，確保其粒徑和級(jí)配與設(shè)計(jì)相符，首次鋪設(shè)濾料應(yīng)比設(shè)計(jì)厚度增加5cm左右。去除濾池內(nèi)雜物，保持濾料平整，然后按“操作運(yùn)行”“過濾操作”要求放水檢驗(yàn)，排除濾料內(nèi)空氣。待放水檢驗(yàn)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”沖洗操作進(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。第89頁(yè)892、快濾池操作運(yùn)行⑴過濾操作漸漸開啟進(jìn)水閥，當(dāng)水位升到排水槽上緣時(shí)，漸漸開啟出水閥，過濾開始。開始開啟出水閥時(shí)要注意出水水質(zhì)，待到達(dá)設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)方可全部開啟。對(duì)過濾過程時(shí)間、出水水質(zhì)、水頭損失等主要運(yùn)行參數(shù)應(yīng)作好原始統(tǒng)計(jì)。⑵沖洗操作①?zèng)_洗條件②沖洗前準(zhǔn)備③沖洗次序④恢復(fù)過濾次序第90頁(yè)90

/9/5離心沉降規(guī)律及其設(shè)備第91頁(yè)91物體高速旋轉(zhuǎn)能夠產(chǎn)生離心力場(chǎng)，離心力大小取決于該質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量和向心加速度。

按照產(chǎn)生離心力方式不一樣，離心分離設(shè)備可分為水旋和器旋兩類。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)物料產(chǎn)生離心力；后者指各種離心機(jī)，其特點(diǎn)是由高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鼓帶動(dòng)物料產(chǎn)生離心力。

離心分離方法慣用于廢水，能夠分離水中懸浮物(固體顆粒和油滴)，也可用于污泥脫水。第92頁(yè)92一、離心分離理論基礎(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)中運(yùn)動(dòng)二、水力旋流器1.壓力式水力旋流器(pressurehydrocyclone)2.重力式水力旋流器(gravityhydrocyclone)三、離心機(jī)1.過濾式離心機(jī)(filtrationcentrifuge)2.沉降離心機(jī)(sedimentationcentirfuge)3.離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度計(jì)算理論第93頁(yè)93一、離心分離理論基礎(chǔ)

1.離心沉降速度

假如球形顆粒直徑為dp、密度為ρp、流體密度為ρ，

則與顆粒在重力場(chǎng)中受力情況相同，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) 方向相反。 當(dāng)三個(gè)力到達(dá)平衡時(shí)，可得到顆粒在徑向相對(duì)于流體 運(yùn)動(dòng)速度ur(即顆粒在此位置上離心沉降速度)，4d(ρp?ρ)ut2

3ρξrur=第94頁(yè)94g4d(ρp?ρ) 3ρξ與重力沉降速度vc區(qū)分與聯(lián)絡(luò)？vc=

離心沉降一樣存在三種區(qū)域內(nèi)沉降流型，各區(qū)阻力系數(shù)依然可按§1.3來計(jì)算。對(duì)于Stokes區(qū)(Re<1)，離心沉降速度ur(或稱穩(wěn)定分離速度)能夠表示為，=×=d2p(ρp?ρ) 18μurω2rd2p(ρp?ρ) 18μut2

r

上式中，當(dāng)ρp>ρ時(shí)，ur為正值，顆粒被拋向周圍；當(dāng)ρp<ρ時(shí)，顆粒被推向中心。故在離心分離設(shè)備中，能進(jìn)行離心沉降和離心浮上兩種操作。第95頁(yè)95uKc==ωωrnπ2

2.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比值，在Stokes區(qū)內(nèi)表示式為，

2

trg

2g

也能夠了解為顆粒所受凈離心力與凈重力之比，或顆粒所在位置上離心慣性力場(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ω=2πn/60代入上式，則有，rn2900g30

2gr()≈=Kc=第96頁(yè)96

分離因數(shù)Kc是衡量離心設(shè)備分離性能基本參數(shù)。在旋轉(zhuǎn)半徑r一定時(shí)，Kc值隨轉(zhuǎn)速n平方急劇增大，比如，當(dāng)r=0.2m、n=500rpm時(shí)，Kc≈56；而當(dāng)n=3000rpm時(shí)，則Kc≈。離心力對(duì)懸浮顆粒作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了重力，從而極大地強(qiáng)化了分離過程。影響離心分離原因有：(1)分離因數(shù)，分離因數(shù)越高，分離性能越好。(2)水中懸浮物性能。(3)離心分離裝置直徑，直徑越小，則分離過程越快，所需分離時(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停留時(shí)間等。第97頁(yè)973.液態(tài)懸浮物系在器旋離心力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

(1)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液體自由表面 離心機(jī)開動(dòng)后，因轉(zhuǎn)鼓帶動(dòng)，使液體在受重力作用同時(shí)，還受到離心力作用，形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由表面。a.靜止b.低速c.高速d.忽略重力第98頁(yè)98ωωr+l0CGr0

2g

dldr0=dm?r0?ω2

dm?g==tgβ=20

22gl=由此可見，液體自由表面為一旋轉(zhuǎn)拋物面。 當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，拋物面逐步下凹，甚至可能露出底面；同時(shí)，周圍液體上升。所以實(shí)踐中為預(yù)防液體溢出，轉(zhuǎn)鼓頂部應(yīng)設(shè)一定高度溢流堰只讓一定量液體溢出。 當(dāng)轉(zhuǎn)速極大，以至于重力相對(duì)于離心力能夠忽略不計(jì)時(shí)，則自由液面趨近于圓柱面。第99頁(yè)99

(2)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液體壓力

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函數(shù)，在鼓壁處達(dá)到最大值：12Pf=ρfω2(R2?r02)

計(jì)算離心壓力意義在于確定轉(zhuǎn)鼓離心應(yīng)力，同時(shí)，因?yàn)殡x心壓力是離心過濾操作驅(qū)動(dòng)力，故離心壓力也是離心過濾操作設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料中任一微元體第100頁(yè)100Q==2ωVτ502RR+R02

(3)顆粒在轉(zhuǎn)鼓離心力場(chǎng)中運(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)抵達(dá)鼓壁臨界條件。V t2

2ln2=2τ50gΣ=2utgΣ

轉(zhuǎn)鼓內(nèi)顆粒沉降示意圖

Σ理論可用來預(yù)測(cè)離心機(jī)性能，即處理量或分割粒度。利用Σ常數(shù)，可對(duì)幾何和動(dòng)力相同離心機(jī)(如同一類型離心機(jī))進(jìn)行操作性能比較，或?qū)ν愋噪x心機(jī)作百分比放大。第101頁(yè)101(4)離心沉降分離極限 當(dāng)顆粒比較小(譬如幾個(gè)μm以下)時(shí)，布朗運(yùn)動(dòng)不可忽略。假如還用Σ理論，就可能高估離心機(jī)分離性能。甚至當(dāng)顆粒小到一定程度，在一定離心力場(chǎng)作用用Σ理論預(yù)測(cè)能夠被分離，但因顆粒布朗運(yùn)動(dòng)引發(fā)擴(kuò)散作用，顆粒將可能長(zhǎng)久保持懸浮狀態(tài)而不能被分離。

這種現(xiàn)象稱為離心沉降分離極限，對(duì)應(yīng)顆粒直徑稱為極限顆粒直徑，用xmin(μm)表示。2

1)4xmin

T?ρrω=1.732(第102頁(yè)102二、水力旋流器

依據(jù)主體介質(zhì)不一樣，旋流分離技術(shù)分為干法與濕法兩大類，前者為旋風(fēng)分離，后者為旋液分離，對(duì)應(yīng)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)旋液分離器第一個(gè)專利以來，旋液分離器已經(jīng)有一個(gè)多世紀(jì)歷史。

水力旋流器有壓力式和重力式兩種，通常所說水力旋流器是指壓力式水力旋流器，重力式水力旋流器又稱旋流沉淀池。第103頁(yè)1031.壓力式水力旋流器(pressurehydrocyclone)(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圓筒，下部是錐角為θ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-出液管第104頁(yè)104

當(dāng)物料借水泵提供能量(壓力不超出0.40MPa)以6～10m/s流速切向進(jìn)入圓筒后，沿器壁形成向下作螺旋運(yùn)動(dòng)一次渦流，其中直徑和比重較大懸浮固體顆粒被甩向器壁，并在下旋水流推進(jìn)和重力作用下沿器壁下滑，在錐底形成濃縮液連續(xù)排除。

其余液流則在向下旋流至一定程度后，便在愈來愈窄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，在水力旋流器中心，還形成一束繞軸線分布自下而上空氣渦流柱。第105頁(yè)105圖1-6-5物料在水力旋流器內(nèi)流動(dòng)情況

另外還有，液-液分離、氣-固分離，以熱門含油廢水分離為例：1-入流；2-一次渦流；3-二次渦流；4-

零錐面；5-空氣渦流柱第106頁(yè)106(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，最終依據(jù)處理水量確定設(shè)備臺(tái)數(shù)。①確定各部結(jié)構(gòu)尺寸普通以圓筒直徑D和錐體錐角θ作為基本尺寸，再按一些經(jīng)驗(yàn)百分比關(guān)系確定其它尺寸。

為保持空氣柱內(nèi)穩(wěn)定真空度，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)虹吸作用；排渣口徑宜取小值，以提升濃縮液濃度；進(jìn)口易被磨損，應(yīng)用耐磨材料制作，且能快速更換，方便調(diào)整口徑和檢修。第107頁(yè)107

因?yàn)殡x心力與旋轉(zhuǎn)半徑呈反百分比關(guān)系，故其直徑受到一定限制，一般不超過500mm；如果處理水量較大，應(yīng)設(shè)多臺(tái)并聯(lián)使用。第108頁(yè)108③被分離顆粒極限粒徑

水力旋流器分離效率與設(shè)備結(jié)構(gòu)、顆粒性質(zhì)、進(jìn)水水壓及粘度等一系列原因相關(guān)。其它條件不變時(shí)，分離效率隨顆粒直徑增大而急劇增大：顆粒直徑≥20μm時(shí)，分離效率靠近100%；顆粒直徑為8μm時(shí)，分離效率只有50%。

普通將分離效率為50%顆粒直徑稱為極限粒徑，它是判斷水力旋流器分離程度主要參數(shù)之一。極限粒徑愈小，說明分離效果愈好，到達(dá)一定分離效率時(shí)處理水量也愈大。第109頁(yè)109d?Q(ρs?ρ1)d0?d

因?yàn)閼腋☆w粒直徑性質(zhì)千差萬別，計(jì)算極限粒徑經(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速度(Re＜1)作徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)，被分離顆粒極限直徑dc(cm)可由下式計(jì)算：

2 1?

0.1πμQh(ρs?ρ1)dc=0.75

當(dāng)固體顆粒以較大速度(Re=1～30)運(yùn)動(dòng)且空氣柱直徑為d(cm)時(shí)，dc值可按下式計(jì)算：×dc=5/35/3

d0?d0.83

h0.1d8μρl4第110頁(yè)1102.重力式水力旋流器(gravityhydrocyclone)(1)結(jié)構(gòu)與工作原理

用重力式水力旋流器(又稱水力旋流沉淀池)處理廢水時(shí)，廢水也是借助進(jìn)、出水壓力差在器內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。但在這種旋流器中，離心力作用并不主要，顆粒分離基本上由重力決定。旋流沉淀池有周圍旋流配水和中心筒旋流配水兩種。第111頁(yè)111

圖為處理軋鋼廢水周邊配水式旋流沉淀池。廢水利用進(jìn)、出口水位差壓力，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，水中懸浮顆粒被拋向池壁并滑向器底，定時(shí)由抓斗卸出。

上升廢水繞過擋油板，經(jīng)溢流堰排至環(huán)形集水井，并由吸水泵輸出。第112頁(yè)112(2)設(shè)計(jì)計(jì)算周圍配水式水力旋流沉淀池計(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。①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?5lg0.134Q)×(1+12?Es)再按前圖百分比確定其余各部結(jié)構(gòu)尺寸。②表面負(fù)荷計(jì)算法取表面負(fù)荷q值為25～30m3/(m2·h)，再按A=Q/q計(jì)算表面積A。第113頁(yè)113三、離心機(jī)

離心機(jī)是一個(gè)利用轉(zhuǎn)鼓帶動(dòng)物料高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力來強(qiáng)化分離過程分離設(shè)備，可用于澄清、增濃、脫水、洗滌或分級(jí)。

離心機(jī)類型可按分離因數(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。以下表所表示，

按分離因數(shù)大小可將離心機(jī)分為低速離心機(jī)(Kc=1000～1500)、中速離心機(jī)(Kc=1500～3000)、高速離心機(jī)(3000<Kc<50000)和超速離心機(jī)(Kc＞50000)。第114頁(yè)114第115頁(yè)1151.過濾式離心機(jī)(filtrationcentrifuge)

過濾式離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓上有孔，鼓內(nèi)覆蓋以濾布或其它過濾介質(zhì)，當(dāng)轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)時(shí)(>1000rpm)，鼓內(nèi)料液在離心力作用下，透過過濾介質(zhì)(濾布、濾網(wǎng)等)，而固體顆粒則被截留在過濾介質(zhì)上，完成固液分離。第116頁(yè)116

過濾式離心機(jī)對(duì)顆粒和液體密度差沒有要求，但不宜于小顆粒、纖維狀或膠體可壓縮固體物質(zhì)分離(比如廢水中污泥處理)，因?yàn)檫@些物質(zhì)會(huì)堵塞過濾介質(zhì)；

只適合用于懸浮液濃度較高(可達(dá)50%～60%)、粒度適中以及母液較粘場(chǎng)所，如用于結(jié)晶類食品(如砂糖)精制、脫水蔬菜制造預(yù)脫水過程、淀粉脫水，也用于水果蔬菜榨汁、回收植物蛋白及冷凍濃縮冰晶分離等。

最慣用間歇式操作離心機(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)，后者適合用于固體粒子較粗物料。第117頁(yè)117

(1)三足式過濾離心分離機(jī)(tripodpendulumtypebatchcentrifuge)

出現(xiàn)較早，應(yīng)用廣泛。該機(jī)由底部封閉圓管形轉(zhuǎn)鼓、垂直主軸以及驅(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過濾介質(zhì)，在轉(zhuǎn)鼓外搜集，而固體顆粒則截留在過濾介質(zhì)上，形成一定厚度濾餅，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，只適合用于中小型生產(chǎn)。第118頁(yè)1181-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)示意圖第119頁(yè)119(2)臥式刮刀卸料離心分離機(jī)(horizontalcentrifugewithcutterdischargeofsolid)

是一種連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、間歇操作過濾式離心機(jī)，其主要特點(diǎn)是利用刮刀卸除濾渣，適合用于處理中、小顆粒(<5mm)物料，也可用于短纖維狀物料(長(zhǎng)度<4mm)，對(duì)懸浮液濃度和進(jìn)料量改變不敏感，過濾時(shí)間、分離時(shí)間和卸料時(shí)間均可自由調(diào)整，濾渣較干，各操作段可在全速或不一樣轉(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，刮刀無法刮盡轉(zhuǎn)鼓上濾渣，加料和卸料時(shí)機(jī)器振動(dòng)嚴(yán)重。第120頁(yè)120

(3)臥式活塞推料離心分離機(jī)(horizontalpistonpushtypecentrifuge)

是一個(gè)連續(xù)加料、脈動(dòng)卸料過濾式分離機(jī)。在離心力場(chǎng)作用下，料液沿布料斗周圍均勻地甩到濾網(wǎng)上，大部分經(jīng)過篩網(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)往返運(yùn)動(dòng)推進(jìn)篩網(wǎng)上濾餅前移，形成脈沖卸料。

該機(jī)含有效率高、產(chǎn)量高、生產(chǎn)連續(xù)化、操作穩(wěn)定可靠特點(diǎn)，但它只能分離中粗顆粒，對(duì)懸浮液濁度比較敏感，輕易發(fā)生跑料現(xiàn)象，應(yīng)用上有一定不足。適合用于含固相顆粒大于0.25mm結(jié)晶狀和纖維狀物料懸浮液，并且要求固相含量大于30%。第121頁(yè)121(4)離心力卸料離心分離機(jī)(basketcentrifuge)

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)鼓中依靠本身所受離心力克服與篩網(wǎng)摩擦力沿篩網(wǎng)表面向著轉(zhuǎn)鼓大端移動(dòng)，最終自行排出。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，脫水效率很高，物料能在較短停留時(shí)間內(nèi)取得含濕量較低濾餅；還含有產(chǎn)量高、制造運(yùn)轉(zhuǎn)及維修費(fèi)用低特點(diǎn)。

缺點(diǎn)：對(duì)物料性質(zhì)和溶液濃度改變非常敏感，適應(yīng)性差，不易控制物料停留時(shí)間，從而限制了其應(yīng)用。主要用于大于0.1mm結(jié)晶顆?；驘o定形物料以及纖維狀物料分離。第122頁(yè)1222.沉降離心機(jī)(sedimentationcentirfuge)

沉降離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓壁上無孔，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，用于不易過濾懸浮液。(1)臥螺式離心分離機(jī)(wormcentirfuge)

主要由轉(zhuǎn)鼓、帶空心軸螺旋輸送器、差速器等組成。懸浮液由空心轉(zhuǎn)軸進(jìn)料孔進(jìn)入機(jī)內(nèi)，在離心力作用下分別形成固相層(稱為固環(huán)層)、液體層(稱為液環(huán)層)。固環(huán)層在螺旋輸送器推移下，被輸送到轉(zhuǎn)鼓錐端，經(jīng)出口連續(xù)排出；液環(huán)層分離液由圓柱端堰口溢流，排至轉(zhuǎn)鼓外。按轉(zhuǎn)鼓內(nèi)流體與沉渣流動(dòng)方向可分為逆流型和順流式兩種。第123頁(yè)1231-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-過載保護(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)第124頁(yè)124第125頁(yè)125

低速離心機(jī)則采取順流轉(zhuǎn)鼓始端進(jìn)料設(shè)計(jì)，即懸浮液中液體和固體都沿著相同方向前進(jìn)，能夠防止逆流設(shè)計(jì)中常常出現(xiàn)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，產(chǎn)生含水率低高密度沉積物和更清澈液體。臥螺沉降離心機(jī)主要技術(shù)參數(shù)以下：①轉(zhuǎn)鼓直徑和有效長(zhǎng)度；②轉(zhuǎn)鼓半錐角；③轉(zhuǎn)差和扭矩；④差速器；⑤沉降區(qū)和干燥器長(zhǎng)度調(diào)整。第126頁(yè)126①轉(zhuǎn)鼓直徑和有效長(zhǎng)度

轉(zhuǎn)鼓直徑越大，離心機(jī)處理能力也越大；轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度越長(zhǎng)，懸浮液在機(jī)內(nèi)停留時(shí)間越長(zhǎng)，分離效果也越好。慣用轉(zhuǎn)鼓直徑在160～1600mm之間，長(zhǎng)徑比在L/D=1～4.2之間。②轉(zhuǎn)鼓半錐角

半錐角是錐體母線與軸線夾角，錐角大則懸浮液受離心擠壓力大，利于脫水。通常半錐角為8o～20o。但錐角大，螺旋推料扭矩也需增大，葉片磨損也會(huì)加大，若磨損嚴(yán)重會(huì)降低脫水效果。新型脫水機(jī)采取耐磨合金鑲嵌在螺旋外緣，提升了使用壽命。第127頁(yè)127③轉(zhuǎn)差和扭矩

轉(zhuǎn)差是轉(zhuǎn)鼓與螺旋輸送器轉(zhuǎn)速差。轉(zhuǎn)差大，輸渣量大，但也帶來轉(zhuǎn)鼓內(nèi)流體攪動(dòng)量大，懸浮液停留時(shí)間短，分離液中固相量增加，出渣濕度增大問題。污泥濃縮與脫水轉(zhuǎn)差以2～5r/min為宜(轉(zhuǎn)差約占轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速0.2%～3%)。轉(zhuǎn)差降低必定會(huì)使推料扭矩增大，推料扭矩通常在3500～34000N?m之間。

差速器是臥螺沉降離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓與螺旋輸送器產(chǎn)生相互轉(zhuǎn)差關(guān)鍵部件，是離心機(jī)中最復(fù)雜、最主要、性能和質(zhì)量要求最高裝置。轉(zhuǎn)速應(yīng)無級(jí)可調(diào)，差速范圍在1～20r/min之間，扭矩要大。差速器結(jié)構(gòu)形式有機(jī)械式、液壓式、電磁式等。第128頁(yè)128④沉降區(qū)和干燥器長(zhǎng)度調(diào)整

轉(zhuǎn)鼓有效長(zhǎng)度為沉降區(qū)和干燥區(qū)之和，沉降區(qū)長(zhǎng)，則污泥停留時(shí)間長(zhǎng)，分離液中固相帶濕量少，但干燥區(qū)停留時(shí)間短，排渣中含濕量高。應(yīng)調(diào)整溢流擋板高度以調(diào)整轉(zhuǎn)鼓沉降區(qū)和干燥區(qū)長(zhǎng)度。第129頁(yè)1291-差速器；2-主軸承；3-油封1；4-左右銅軸瓦；5-油封2；6-外殼；7-螺旋；8-轉(zhuǎn)鼓；9-油封3；10-轉(zhuǎn)承；11-油封4；12-進(jìn)料管臥螺離心脫水機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖第130頁(yè)130

優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)、連續(xù)操作，無濾網(wǎng)和濾布，能長(zhǎng)久運(yùn)轉(zhuǎn)，維修方便；結(jié)構(gòu)緊湊，易于密封；單機(jī)生產(chǎn)能力大，操作費(fèi)用低；可用于固相脫水，尤其適合用于含有可壓縮性固相懸浮液；能分離固相顆粒范圍較廣(0.005～2mm)，而且在顆粒大小不均勻條件下也能正常分離，能適應(yīng)各種濃度懸浮液分離(懸浮物容積濃度1%～5%)，且濃度波動(dòng)不影響分離效果。

缺點(diǎn)：沉渣含濕量普通比過濾離心機(jī)稍高，大致與真空過濾機(jī)相等；沉渣洗滌效果不好；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高。第131頁(yè)131(2)蝶片式離心機(jī)(disccentrifuge)

碟式離心分離機(jī)是應(yīng)用最廣泛分離機(jī)械之一，也是在各個(gè)領(lǐng)域中數(shù)量最多一個(gè)離心分離機(jī)。其分離因數(shù)普通大于3500，用于高度分散相物系分離，如重度近似于液體乳濁液和微細(xì)懸浮物。

要分離液體混合物由空心轉(zhuǎn)軸頂部進(jìn)入，經(jīng)過碟片半腰開孔通道進(jìn)入各碟片之間，并同碟片一起轉(zhuǎn)動(dòng)。第132頁(yè)132

密度大液體趨向外周，抵達(dá)機(jī)殼外壁后上升到上方重液出口流出；輕液則趨向中心而向上方較靠近中央輕液出口流出。各碟片作用在于將液體分成