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?wù)n件市賽課一等獎?wù)n件

第一章物理法廢水處理設(shè)備第1頁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動，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2在整個污水處理工藝流程中使用場所較多，包含污泥機械脫水在內(nèi)??！第3頁3§1.1預(yù)處理設(shè)備(攔污)第4頁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)進水中含有較大懸浮物，保護后續(xù)處理設(shè)施正常運行，以及降低其它處理設(shè)施處理負荷。篩濾設(shè)備包含格柵、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)、撈毛機、水力篩網(wǎng)等。一、格柵(grid)二、機械格柵除污機(gridspotter)**三、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)四、撈毛機(hairtrap)五、水力篩網(wǎng)(meshscreen)六、柵渣處理/輸送機械**第5頁5第6頁6一、格柵

格柵(grid)是一個最簡單過濾設(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)置在進水泵站集水井進口處，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)，以保護水泵葉輪及減輕后續(xù)工序處理負荷。

在水處理流程中，格柵是一個對后續(xù)處理設(shè)施含有保護作用設(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)、細格柵(3-10mm)三種；按除污方式可分為人工除污格柵和機械除污格柵兩種。第7頁7在中小型城市生活污水廠或所需要截留污物量較少時，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)機械格柵除污機；在給水工程中有時還將機械格柵除污機和濾網(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8第9頁92.格柵設(shè)計參數(shù)確實定(間隙、形狀、傾角、流速、渣量、清渣6點)(1)格柵柵條間隙

若格柵設(shè)于廢水處理系統(tǒng)之前，則采取機械除污時柵條間隙為10～25mm，采取人工除污時柵條間隙為25～40mm。當(dāng)格柵設(shè)于水泵前時，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，污水處理系統(tǒng)前可不再設(shè)置格柵。當(dāng)不分設(shè)粗、細格柵時，可選取較小柵條間距。泵普通使用排污泵(PW型)，詳細知識將在第三篇講述。第10頁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°，人工去除柵渣時取低值；若采取機械去除普通采取60°-75°，特殊類型可達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，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；格柵有效進水面積普通按照流速0.8～1.0m/s計算。但格柵總寬度不應(yīng)小于進水渠有效斷面寬度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；有機質(zhì)高達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時應(yīng)采取機械格柵除污機；一些小型廢水處理廠當(dāng)前為了改進勞動條件，也采取機械格柵除污機。若采取機械格柵除污機時齒耙移動速度為5-17m/min，則其動力裝置(除水力傳動外)普通宜設(shè)在室內(nèi)，或采取其它保護設(shè)施；臺數(shù)不宜少于2臺，如為一臺時則應(yīng)設(shè)人工除污格柵以供備用。第13頁13圖1-1-2格柵水力計算示意圖第14頁143、格柵設(shè)計計算第15頁15第16頁16第17頁17第18頁18格柵清污機格柵清污機是污水處理專用物化處理機械設(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。

格柵清污機工作目標：用機械方法將攔截到格柵上垃圾撈出水面。

格柵清污機可分為三類：按有效間距分：粗格柵清污機和細格柵清污機按安裝角度分：傾斜式和垂直式按運動部件分：高鏈式、回轉(zhuǎn)式、耙齒式、針齒條式、鋼繩式等

第19頁19一、清污機結(jié)構(gòu)及工作原理1.回轉(zhuǎn)式格柵清污機：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)動裝置帶動下轉(zhuǎn)動，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上。

第20頁20該結(jié)構(gòu)緊湊、運行平穩(wěn)、體積小、維護方便而且可實施點動間斷運行，運行周期可自動調(diào)整。還能夠經(jīng)過調(diào)整格柵條間距來實現(xiàn)對水中不一樣懸浮物或漂流物攔截第21頁212.階梯式機械格柵清污機階梯式是一個新型高效前級污水處理篩分設(shè)備。階梯式機械除污機主要是由電機減速機、動?xùn)牌?、靜柵片及獨特偏心旋轉(zhuǎn)機構(gòu)等部件組成。因為采取獨特階梯式清污方式，可徹底防止雜物卡阻、纏繞煩惱，運行安全可靠，去除效果好。第22頁22第23頁233.耙式鏈回轉(zhuǎn)式格柵清污機該清污機是由驅(qū)動裝置、機架、耙齒鏈、清洗刷、鏈輪及電控機構(gòu)組成。

該種格柵清污機因為鏈軸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要大一些，這需要增加開機時間，以盡快將攔截垃圾去除.第24頁24抓斗式格柵清污機

第25頁254.弧形格柵清污機該格柵清污機是由格柵、耙齒臂、機架、驅(qū)動裝置、除污裝置等組成.弧形格柵清污機齒杷臂轉(zhuǎn)動軸是固定，運動軌跡成弧形，每次旋轉(zhuǎn)周期去除一次渣。該機結(jié)構(gòu)簡單緊湊，對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265.高鏈式格柵清污機工作原理：首先固定于環(huán)形鏈上主滾輪在滾輪導(dǎo)軌內(nèi)向下動作，使齒杷于格柵保持較大間隔下降，耙齒進入格柵，上升耙撈格柵截留柵渣，最終落到皮帶輸送機上.

第27頁27XGGL型高鏈式格柵清污機第28頁28主要故障是耙齒不能正確地進入柵條，主要原因是：

1)耙齒或是耙臂強度不夠，運行時發(fā)生抖動，或是耙齒、耙齒臂本身發(fā)生變形，造成不能正常進入柵條。

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

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

1）人工控制有定時控制與視渣情控制兩種。

2）自動定時控制自動定時機構(gòu)按預(yù)先定好時間開機與停機。

3）水位差控制這是一個較為先進、合理控制方式。污水經(jīng)過格柵時都會有一定水頭損失，攔截格柵增多時，水頭損失增大，即柵前與柵后水位差增大，利用傳感器測量水位差，當(dāng)水位差到達一定數(shù)值時，說明積累柵渣已較多，除污機自動開啟。二.格柵除污機控制方式第30頁301）格柵清污機水中鏈輪不易保養(yǎng)，且水中鏈條易腐蝕，應(yīng)一季度進行一次鏈條及鏈輪檢驗，對存在故障隱患鏈條、鏈輪和軸承及時更換。

2）傳動鏈條及水上軸承應(yīng)每個月加注一次潤滑脂。

3）注意保持鏈條適當(dāng)張緊度，因為長時間運轉(zhuǎn)，鏈條會變松動，應(yīng)及時調(diào)張緊度。

4）要經(jīng)常觀察減速機運轉(zhuǎn)情況，隨時補充及更換潤滑油，以保持減速機內(nèi)有效油位。

5）運行人員應(yīng)及時將纏繞雜物去除。三、格柵清污機維護和檢修

第31頁31沉砂池第32頁32平流式沉砂池設(shè)計要求及參數(shù)按去除相對密度2.65，粒徑大于0.2mm沙粒確定。第33頁33設(shè)計計算第34頁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。對于有些反應(yīng)，如厭氧反應(yīng)對水質(zhì)、水量和沖擊負荷較為敏感，所以對于工業(yè)廢水適當(dāng)尺寸調(diào)整池，對水質(zhì)、水量調(diào)整是厭氧反應(yīng)穩(wěn)定運行確保。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造成污染，澆灌農(nóng)田會堵塞土壤孔隙，有害作物生長。如對廢水中油品加以回收利用，則不但可防止對環(huán)境污染，又能取得可觀經(jīng)濟收益。除油裝置第36頁36第37頁37沉淀池

沉淀池是一個使水中固體物質(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39平流式沉淀池設(shè)計

沉淀池設(shè)計包含結(jié)構(gòu)設(shè)計與功效設(shè)計兩部分。結(jié)構(gòu)設(shè)計主要內(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；功效設(shè)汁主要內(nèi)存包含沉淀池數(shù)目、沉淀區(qū)尺寸和污泥區(qū)尺寸確實定。圖所表示是使用比較廣泛一個平流式沉淀池。第40頁40（一）平流式沉淀池結(jié)構(gòu)設(shè)計1、入流裝置其作用是使水流均勻地分布在沉淀池整個過水?dāng)嗝嫔?，盡可能降低擾動。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斷面面積6％一20％，孔口應(yīng)均勻分布在整個穿孔墻寬度上，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散，以降低進口射流。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，距進水口0.15～1.0m。第41頁41第42頁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。孔口應(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433、排泥裝置及時排除沉于池底污泥是使沉淀池正常工作、確保出水水質(zhì)一項主要辦法。因為可沉懸浮顆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)置機械刮泥設(shè)備，每個貯泥斗平面呈方形，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44（二）平流式沉淀池設(shè)計計算1、沉淀池設(shè)計參數(shù)確定①設(shè)計流量

對于給水處理廠，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)污水是自流進入沉淀池時，應(yīng)按每星期最大流量作為設(shè)計流量；當(dāng)污水是經(jīng)過泵提升而進入沉淀池時，則應(yīng)按水泵工作期間最大組合流量作為設(shè)計流量。②沉淀池數(shù)目

沉淀池數(shù)目應(yīng)不少于兩座，并應(yīng)考慮其中一座發(fā)生故障時，全部流量能夠經(jīng)過另一座沉淀池可能性。③沉淀他經(jīng)驗設(shè)計參數(shù)沉淀池設(shè)計主要依據(jù)是經(jīng)過沉淀池處理后所應(yīng)到達水質(zhì)要求，據(jù)此應(yīng)確定設(shè)計參數(shù)有：污水應(yīng)到達沉淀效率；懸浮顆粒最小沉速，表面負荷，沉淀時間以及水在池內(nèi)平均流速等。這些參數(shù)普通通過沉淀試驗取得。如無實測資料時，可參考下表經(jīng)驗參數(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45⑤貯泥斗容積普通按小于2日污泥量汁算。對于二次沉淀池，按貯泥時間不超出2小時計算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462、平流式沉淀池設(shè)計(1)沉淀區(qū)設(shè)計：沉淀區(qū)尺寸計算方法有各種，能夠依據(jù)搜集資料等詳細情況加以選取。①當(dāng)沒有進行沉淀試驗，缺乏詳細數(shù)據(jù)時，能夠依據(jù)沉淀時間和水平流速或選定表面負荷進行計算。其計算公式如下：第47頁47第48頁48(1)污泥區(qū)設(shè)計①污泥區(qū)所需容積第49頁49假如已知原污水和出水懸浮固體濃度，污泥區(qū)容積可按下式計算：第50頁50②污泥斗容積③污泥池總高度第51頁51豎流式沉淀池1、結(jié)構(gòu)與特點污水從中心管流入，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。池保護高度為0.3～0.5m。第52頁522、豎流式沉淀池設(shè)計計算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54輻流式沉淀池1、輻流式沉淀池類型與特點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械利泥。為滿足刮泥機排泥要求．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)小于20m時。能夠考慮做成方形．在池底設(shè)四個排泥斗，利用重力刮泥。第55頁552、輻流式沉淀池功效設(shè)計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荷量就會降低，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。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572、結(jié)構(gòu)與設(shè)計斜板、斜管沉淀池按水流與污泥流流動方式，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58沉淀池運行管理1、刮泥和排泥操作⑴刮泥：經(jīng)過刮泥機械把池底污泥刮至泥斗，有刮泥機同時將池面浮渣刮入浮渣槽。刮泥周期長短取決于污泥量和質(zhì)。⑵排泥：對排泥操作要求是既要把污泥排凈，又要使污泥濃度較高。排泥時間取決于污泥量、排泥泵流量和濃縮池要求進泥濃度。第59頁592、運行管理注意事項①防止短流短流使一部分水停留時間縮短，得不到充分沉淀，降低了沉淀效率；另一部分水停留時間可能很長，甚至出現(xiàn)水流基本停滯不動死水區(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，正確投加混凝劑是沉淀池運行管理關(guān)鍵之一。要做到正確投加混凝劑，必須掌握進水質(zhì)水量變化，尤其要預(yù)防斷藥事故發(fā)生．因為即使短時期停頓加藥也會造成出水水質(zhì)惡化，③及時排泥及時排泥是沉淀池運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．會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，這種現(xiàn)象可能更為突出。藻類滋生雖不會嚴重影響沉淀池運轉(zhuǎn)，但對出水水質(zhì)不利。第60頁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、化工及機械制業(yè)中含油(包含乳化油)污水油水分離中：(3)用于有機及無機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)正常運行；(6)用于污水處理廠剩下污泥濃縮處理工藝。第61頁61氣浮設(shè)備類型與應(yīng)用(一)布氣氣浮設(shè)備布氣氣浮設(shè)備是利用機械剪切力．將混合于水中空氣粉碎成微綱氣泡。從而進行氣浮設(shè)備。按粉碎方法不一樣，布氣氣浮設(shè)備又可分為；水泵吸水管吸氣氣浮、射流氣浮、擴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壓作用，在水泵吸水管上開一小孔．并裝上進氣量調(diào)整閥印計量儀表，空氣遂進入水泵吸水管，在水泵葉輪高速攪拌和剪切作用下形成氣水混合流體，進入氣浮池實現(xiàn)液—固或液—液分離。這種氣浮設(shè)備即使結(jié)構(gòu)簡單．不過因為水泵工作待性限制，吸入空氣量不能過多，普通小于吸水量10％(按體積計)．不然將破壞農(nóng)泵吸水管負壓工作。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在吸引室形成負壓，從進氣管吸入空氣，當(dāng)水氣混合體進入喉管后，空氣被粉碎成微小氣泡，然后進入擴散段，將動能轉(zhuǎn)化成勢能，深入壓縮氣泡，增大空氣在水中溶解度，最終進入氣浮池中進行分離。第63頁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)時在固定蓋板下形成負壓，從空氣管中吸入空氣。進入水中空氣與循環(huán)水流被葉輪充分攪混，成為細小氣泡甩出導(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644.擴散板曝氣氣浮設(shè)備是早年采取最為廣泛一個充氣氣浮法。優(yōu)點：簡單易行；缺點：空氣擴散裝置微孔易于堵塞、氣泡較大、浮選效果不高。第65頁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真空度(普通運行真率度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，到達分離目。電解法產(chǎn)生氣泡尺寸遠小于溶氣氣浮和布氣氣浮產(chǎn)生氣泡尺寸，不產(chǎn)生紊流。該設(shè)備去除污染物范圍廣，對有機廢水除降低BOD外，還有氧化、脫色和殺茵作用，對廢水負載改變適應(yīng)性強，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，運行費用較高等問題尚待解決。第67頁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)備及液位自動控制設(shè)備等。1、加壓泵加壓泵在整個空氣飽和設(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)停留時間計算，停留時間普通取2～3min。第68頁683、溶氣釋放器其主要特點：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以上時即可取得良好凈水效果；釋放出氣泡微細，氣泡密集，附著性能良好。第69頁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、處理要求及各種詳細條件，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70二、平流式氣浮池設(shè)計1、平流式氣浮池結(jié)構(gòu)與設(shè)計參數(shù)確實定第71頁712、氣浮池接觸區(qū)面積計算3、氣浮池分離區(qū)面積計算4、氣浮池有效水深計算5、氣浮池容積計算第72頁72加壓溶氣氣浮池設(shè)備調(diào)試與運行一、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)整泵吸水管進氣量*(4)檢驗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)處理實際效率與原設(shè)汁有偏差時，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)備運行條件及明確要求全部工作參數(shù)，以指導(dǎo)運行管理工作。第73頁73二、加壓溶氣氣浮設(shè)備運行

氣浮設(shè)備運行，主要是對復(fù)雜物理、化學(xué)現(xiàn)象與過程進行經(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)按時按要求完成投藥工作；(5)開啟和關(guān)閉刮渣機械，調(diào)整其運行速度；‘(6)調(diào)整氣浮池出水量；(7)調(diào)整排渣量；(8)操縱輸送浮渣機械設(shè)備等各項技術(shù)。第74頁74快濾池快濾池是一個經(jīng)過含有一定孔隙率粒狀濾料床層機械篩濾、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76快濾池工作原理：進水管進水，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—個極限值．或是出水水質(zhì)不符合要求時，反沖水自反沖洗水管經(jīng)過排水系統(tǒng)進入濾層，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77快濾池設(shè)計（一）濾池總面積及濾速設(shè)計快濾池首要任務(wù)是選擇適當(dāng)過濾速度。依據(jù)廢水處理系統(tǒng)運轉(zhuǎn)經(jīng)驗，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)過試驗確定。第78頁78快濾池設(shè)計（二）濾池個數(shù)及尺寸確實定濾池個數(shù)直接包括濾池造價、沖洗效果和運行管理，應(yīng)經(jīng)過技術(shù)比較后確定，但不能少于2個，下表所列數(shù)據(jù)可供參考。每個濾池面積：第79頁79快濾池設(shè)計（三）快濾池濾層1、濾料選擇①濾料必須含有足夠機械強度，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、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)濟效益。第80頁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，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濾層呈反粒度過濾，使整個濾層都能發(fā)揮截留雜質(zhì)作用，降低過濾阻力，保持很長過濾時間。第81頁81快濾池設(shè)計（四）濾池沖洗系統(tǒng)設(shè)計沖洗目標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行沖洗，也可在沖洗同時，輔以表面助沖，或采取空氣助沖。1、沖洗強度確實定第82頁822、配水系統(tǒng)設(shè)計配水均勻性對沖洗效果影響很大。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，造成漏砂現(xiàn)象。第83頁833、沖洗水供給系統(tǒng)設(shè)計(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算（2）沖洗水泵第84頁844、濾池沖洗排水設(shè)備設(shè)計（1）沖洗排水槽沖洗排水槽排水量：槽底為三角形斷面時，設(shè)槽頂寬度為2x，則槽底為半圓形斷面時，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85快濾池設(shè)計（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)力爭緊湊，簡捷；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)。濾池數(shù)少于5個者，宜采取單行排列，管廊位于濾池一側(cè)；超出5個者，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86快濾池設(shè)計（六）灌渠設(shè)計流速快濾池管渠斷面應(yīng)按以下流速確定進水管渠：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87快濾池設(shè)計（七）設(shè)計注意事項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每個濾池上宜裝設(shè)水頭損失計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88快濾池操作與維修1、快濾池投產(chǎn)前準備快濾池新建成或大修后需作好投產(chǎn)前準備工作。檢驗全部管道和閘閥是否完好，各管口標高是否符合設(shè)計要求，尤其是排水槽上緣是否水平。對濾料最好是在放入前進行嚴格檢驗，確保其粒徑和級配與設(shè)計相符，首次鋪設(shè)濾料應(yīng)比設(shè)計厚度增加5cm左右。去除濾池內(nèi)雜物，保持濾料平整，然后按“操作運行”“過濾操作”要求放水檢驗，排除濾料內(nèi)空氣。待放水檢驗結(jié)束后，對濾料進行連續(xù)沖洗，直至清潔為止加洗方法按“操作運行”沖洗操作進行。當(dāng)濾料用于凈化飲用水時還必需對濾料進行消毒處理。第89頁892、快濾池操作運行⑴過濾操作漸漸開啟進水閥，當(dāng)水位升到排水槽上緣時，漸漸開啟出水閥，過濾開始。開始開啟出水閥時要注意出水水質(zhì)，待到達設(shè)計指標時方可全部開啟。對過濾過程時間、出水水質(zhì)、水頭損失等主要運行參數(shù)應(yīng)作好原始統(tǒng)計。⑵沖洗操作①沖洗條件②沖洗前準備③沖洗次序④恢復(fù)過濾次序第90頁90

/9/5離心沉降規(guī)律及其設(shè)備第91頁91物體高速旋轉(zhuǎn)能夠產(chǎn)生離心力場，離心力大小取決于該質(zhì)點質(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，其特點是器體固定不動，而由沿切向高速進入器內(nèi)物料產(chǎn)生離心力；后者指各種離心機，其特點是由高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鼓帶動物料產(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中運動二、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1.過濾式離心機(filtrationcentrifuge)2.沉降離心機(sedimentationcentirfuge)3.離心機轉(zhuǎn)鼓強度計算理論第93頁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，

則與顆粒在重力場中受力情況相同，在慣性離心力場中顆 粒在徑向上也受到離心慣性力、向心力及阻力三個力作用。

后兩個力均沿著半徑方向指向旋轉(zhuǎn)中心，與顆粒徑向運動 方向相反。 當(dāng)三個力到達平衡時，可得到顆粒在徑向相對于流體 運動速度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來計算。對于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，ur為正值，顆粒被拋向周圍；當(dāng)ρp<ρ時，顆粒被推向中心。故在離心分離設(shè)備中，能進行離心沉降和離心浮上兩種操作。第95頁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強度與重力場強度之比。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，Kc值隨轉(zhuǎn)速n平方急劇增大，比如，當(dāng)r=0.2m、n=500rpm時，Kc≈56；而當(dāng)n=3000rpm時，則Kc≈。離心力對懸浮顆粒作用遠遠超出了重力，從而極大地強化了分離過程。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，所需分離時間越短，然而分離性能變差。(4)進水流量和水在離心分離裝置中停留時間等。第97頁973.液態(tài)懸浮物系在器旋離心力場中運動

(1)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液體自由表面 離心機開動后，因轉(zhuǎn)鼓帶動，使液體在受重力作用同時，還受到離心力作用，形成一個旋轉(zhuǎn)自由表面。a.靜止b.低速c.高速d.忽略重力第98頁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，拋物面逐步下凹，甚至可能露出底面；同時，周圍液體上升。所以實踐中為預(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，以至于重力相對于離心力能夠忽略不計時，則自由液面趨近于圓柱面。第99頁99

(2)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液體壓力

物料中任一徑向位置都會因離心作用而產(chǎn)生離心壓力；在水平面內(nèi)，離心壓力是徑向位置函數(shù)，在鼓壁處達到最大值：12Pf=ρfω2(R2?r02)

計算離心壓力意義在于確定轉(zhuǎn)鼓離心應(yīng)力，同時，因為離心壓力是離心過濾操作驅(qū)動力，故離心壓力也是離心過濾操作設(shè)計基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料中任一微元體第100頁100Q==2ωVτ502RR+R02

(3)顆粒在轉(zhuǎn)鼓離心力場中運動 研究顆粒從起始徑向位置r走完分離區(qū)全長(軸向)，剛好能沉降(徑向)抵達鼓壁臨界條件。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)測離心機性能，即處理量或分割粒度。利用Σ常數(shù)，可對幾何和動力相同離心機(如同一類型離心機)進行操作性能比較，或?qū)ν愋噪x心機作百分比放大。第101頁101(4)離心沉降分離極限 當(dāng)顆粒比較小(譬如幾個μm以下)時，布朗運動不可忽略。假如還用Σ理論，就可能高估離心機分離性能。甚至當(dāng)顆粒小到一定程度，在一定離心力場作用用Σ理論預(yù)測能夠被分離，但因顆粒布朗運動引發(fā)擴散作用，顆粒將可能長久保持懸浮狀態(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，自從美國學(xué)者Bradley于1891年注冊旋液分離器第一個專利以來，旋液分離器已經(jīng)有一個多世紀歷史。

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1031.壓力式水力旋流器(pressurehydrocyclone)(1)結(jié)構(gòu)與工作原理

形狀細長、直徑小，圓錐部分長；上部是直徑為D圓筒，下部是錐角為θ截頭圓錐體，進水管以漸收方式與圓筒以切向連接。1-圓筒；2-圓錐體；3-進液管；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流速切向進入圓筒后，沿器壁形成向下作螺旋運動一次渦流，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動，形成二次渦流，經(jīng)溢流管進入溢流筒后，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105圖1-6-5物料在水力旋流器內(nèi)流動情況

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106(2)設(shè)計與計算首先確定各部結(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)生滿流時虹吸作用；排渣口徑宜取小值，以提升濃縮液濃度；進口易被磨損，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107

因為離心力與旋轉(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)多臺并聯(lián)使用。第108頁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)、進水水壓及粘度等一系列原因相關(guān)。其它條件不變時，分離效率隨顆粒直徑增大而急劇增大：顆粒直徑≥20μm時，分離效率靠近100%；顆粒直徑為8μm時，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，到達一定分離效率時處理水量也愈大。第109頁109d?Q(ρs?ρ1)d0?d

因為懸浮顆粒直徑性質(zhì)千差萬別，計算極限粒徑經(jīng)驗公式很多，計算結(jié)果相差亦較大。應(yīng)進行可行性試驗。

當(dāng)懸浮固體顆粒以較小速度(Re＜1)作徑向運動時，被分離顆粒極限直徑dc(cm)可由下式計算：

2 1?

0.1πμQh(ρs?ρ1)dc=0.75

當(dāng)固體顆粒以較大速度(Re=1～30)運動且空氣柱直徑為d(cm)時，dc值可按下式計算：×dc=5/35/3

d0?d0.83

h0.1d8μρl4第110頁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，廢水也是借助進、出水壓力差在器內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運動。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111

圖為處理軋鋼廢水周邊配水式旋流沉淀池。廢水利用進、出口水位差壓力，經(jīng)進水管沿切線方向進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112(2)設(shè)計計算周圍配水式水力旋流沉淀池計算方法有經(jīng)驗公式計算法和表面負荷計算法兩種。①經(jīng)驗公式計算法求得水流上升速度u值后，按A=Q/u計算沉淀池面積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表面負荷計算法取表面負荷q值為25～30m3/(m2·h)，再按A=Q/q計算表面積A。第113頁113三、離心機

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

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

過濾式離心機轉(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(>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116

過濾式離心機對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)，因為這些物質(zhì)會堵塞過濾介質(zhì)；

只適合用于懸浮液濃度較高(可達50%～60%)、粒度適中以及母液較粘場所，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有三足式、上懸式和臥式刮刀卸料式離心機；而連續(xù)操作離心機有臥式活塞推料和離心力卸料離心分離機，后者適合用于固體粒子較粗物料。第117頁117

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

出現(xiàn)較早，應(yīng)用廣泛。該機由底部封閉圓管形轉(zhuǎn)鼓、垂直主軸以及驅(qū)動裝置組成。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：對物料適應(yīng)性強，結(jié)構(gòu)簡單，機器運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，密封防爆。缺點：間歇式分離，周期循環(huán)操作，生產(chǎn)能力低，勞動強度大，操作條件差，只適合用于中小型生產(chǎn)。第118頁1181-支腳；2-外殼；3-轉(zhuǎn)鼓；4-馬達；5-皮帶輪圖1-6-9三足式離心機結(jié)構(gòu)示意圖第119頁119(2)臥式刮刀卸料離心分離機(horizontalcentrifugewithcutterdischargeofsolid)

是一種連續(xù)運轉(zhuǎn)、間歇操作過濾式離心機，其主要特點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(長度<4mm)，對懸浮液濃度和進料量改變不敏感，過濾時間、分離時間和卸料時間均可自由調(diào)整，濾渣較干，各操作段可在全速或不一樣轉(zhuǎn)速下進行，操作周期短，生產(chǎn)能力大。主要缺點：電機負荷不均勻，刮刀無法刮盡轉(zhuǎn)鼓上濾渣，加料和卸料時機器振動嚴重。第120頁120

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

是一個連續(xù)加料、脈動卸料過濾式分離機。在離心力場作用下，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)往返運動推進篩網(wǎng)上濾餅前移，形成脈沖卸料。

該機含有效率高、產(chǎn)量高、生產(chǎn)連續(xù)化、操作穩(wěn)定可靠特點，但它只能分離中粗顆粒，對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121(4)離心力卸料離心分離機(basketcentrifuge)

又叫慣性卸料分離機或錐籃離心分離機。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，最終自行排出。

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

缺點：對物料性質(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1222.沉降離心機(sedimentationcentirfuge)

沉降離心機轉(zhuǎn)鼓壁上無孔，實現(xiàn)沉降分離，如螺旋卸料沉降式離心機、碟式沉降離心機、管式超速分離機等，用于不易過濾懸浮液。(1)臥螺式離心分離機(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)軸進料孔進入機內(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)流體與沉渣流動方向可分為逆流型和順流式兩種。第123頁1231-污泥入口；2-三角皮帶輪；3-右軸承；4-螺旋輸送器；5-進料孔；6-機殼；7-轉(zhuǎn)鼓；8-左軸承；9-行星差速器；10-過載保護裝置；11-溢流孔；12-排渣孔

圖1-6-10逆流中心進料高速臥螺沉降離心機第124頁124第125頁125

低速離心機則采取順流轉(zhuǎn)鼓始端進料設(shè)計，即懸浮液中液體和固體都沿著相同方向前進，能夠防止逆流設(shè)計中常常出現(xiàn)渦流。進料口位于轉(zhuǎn)鼓始端，離心機全長都起凈化作用，與逆流設(shè)計相比，加長了長度和時間，使微細顆粒能沉淀下來，產(chǎn)生含水率低高密度沉積物和更清澈液體。臥螺沉降離心機主要技術(shù)參數(shù)以下：①轉(zhuǎn)鼓直徑和有效長度；②轉(zhuǎn)鼓半錐角；③轉(zhuǎn)差和扭矩；④差速器；⑤沉降區(qū)和干燥器長度調(diào)整。第126頁126①轉(zhuǎn)鼓直徑和有效長度

轉(zhuǎn)鼓直徑越大，離心機處理能力也越大；轉(zhuǎn)鼓長度越長，懸浮液在機內(nèi)停留時間越長，分離效果也越好。慣用轉(zhuǎn)鼓直徑在160～1600mm之間，長徑比在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，葉片磨損也會加大，若磨損嚴重會降低脫水效果。新型脫水機采取耐磨合金鑲嵌在螺旋外緣，提升了使用壽命。第127頁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)流體攪動量大，懸浮液停留時間短，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)形式有機械式、液壓式、電磁式等。第128頁128④沉降區(qū)和干燥器長度調(diào)整

轉(zhuǎn)鼓有效長度為沉降區(qū)和干燥區(qū)之和，沉降區(qū)長，則污泥停留時間長，分離液中固相帶濕量少，但干燥區(qū)停留時間短，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)長度。第129頁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-進料管臥螺離心脫水機結(jié)構(gòu)示意圖第130頁130

優(yōu)點：自動、連續(xù)操作，無濾網(wǎng)和濾布，能長久運轉(zhuǎn)，維修方便；結(jié)構(gòu)緊湊，易于密封；單機生產(chǎn)能力大，操作費用低；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%)，且濃度波動不影響分離效果。

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

碟式離心分離機是應(yīng)用最廣泛分離機械之一，也是在各個領(lǐng)域中數(shù)量最多一個離心分離機。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懸浮物。

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

密度大液體趨向外周，抵達機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