（定稿）工业废水处理厂絮凝搅拌机的设计（全套下载）

对于层流条件，切应力纯由粘滞阻力产生。

对于紊流条件，则主要由混掺阻力产生除边界层附近外。

这二种切应力的大小都决定于液体的速度梯度。

在速度梯度中，所谓消耗的功，也就是指切应力所做的功。

因为只有切应力所做的功是不可逆的，也就是由机械能转化为热能。

丹保宪仁教授在分析絮凝过程中，考虑到水流切应力对絮粒的破碎影响，引入了颗粒最大成长度的概念，也就是说代表在定的水流条件下，能形成最大粒径的原始颗粒数。

丹保教授通过试验得出，在原水水质条件不变时，是有效能量消耗率或速度梯度的函数。

通过对絮凝过程中些主要现象的分析，包括颗粒的碰撞，因碰撞产生的聚集絮凝体尺寸的限制以及水流对絮凝体的剪切，我们得到了可用真实水样模拟水质特征以及用值模拟水流特征这样两个关系。

采用值来模拟絮凝池的水流絮凝特征，至少在二方面是有用处的，是可以把真实絮凝池的研究缩小到在实验室内进行，也就是只要维持实验条件的值与真实池相同。

其结果也应相同。

另是可以用作不同絮凝形式的比较，也就是即使絮凝池的水流形态相差甚大，只要其过程的值相同，当然还应考虑不同絮凝池形式有效能量利用的差别效果也应相同。

.反应池的工艺性分析作为研究的方法可以是微观的，也可以是宏观的。

大多理论研究都以微粒作为对象。

由于实际的原水是由不同颗粒所组成，不仅粒径呈定分布，而且其性质也各不相同。

对于水流条件来说，同样存在个断面内的速度梯度各不相同。

可能在同时刻同断面上，既有颗粒的絮凝，又有颗粒的破碎。

因此，采用微粒的分析方法，问题要复杂的多。

甚至在很多情况下难以办到。

微观现象的分析，可以帮助我们对问题的考虑如前节所作的那样，但试验还应以整个悬浊液在絮凝过程中的平均效果作代表。

这样，我们就不必去分析诸如颗粒大小的组成分布，断面各点的速度梯度分布以及絮凝颗粒的沉速分布等等。

而分别用平均粒径平均速度梯度以及平均沉速来表示。

对于絮凝效果的评价，般可以采用颗粒粒径颗粒沉速以及沉淀后浊度去除率等来表示。

无论是颗粒粗径的加大，沉速的加快以及沉淀后浊度去除率的增加都能反映絮凝效果的提高。

在理论研究方面，般以粒径为指标的居多。

许多理论公式都与粒径有关。

对于后续处理的沉淀计算来说，采用沉速的概念较为有利。

因为沉淀池设计希望提供反应后的沉速数据。

然而对于测定来说，采用浊度指标最为方便。

絮凝池”的要求考虑，显然是不符合要求的。

但是实际上在絮凝的最初阶段，它往往起到了促进絮凝的效果。

“模型絮凝池”用流速作为比较的相似关系，与絮凝理论所采用的以速度梯度作为相似关系有所区别。

随着絮凝形式的不同，同样的流速，其速度梯度可相差达数倍。

因此关于“模型絮凝池”的设想尚有不少问题需要进步深入研究。

目前絮凝池设计中个普遍问题就是没有考虑进入絮凝池的处理水水质。

众所周知，良好的絮凝反应必须具备二个条件，即具有充分絮凝能力的颗粒以及合适的反应水力条件。

实际上，它们就是絮凝过程中的“内因”和“外因”。

水力条件只有适合欲絮凝颗粒的絮凝要求时，才能促进絮凝的进行。

反之则不仅不能促进絮凝的进行，甚至使已经絮凝的颗粒破坏。

因此作为具体的絮凝池设计，就必须考虑到处理水的水质条件。

但是这却是目前絮凝池设计中最薄弱的环节。

.絮凝反应理论知识所谓合理设计，无非是从许多可供选择的方案中，选定种最能符合要求的方案。

同样，絮凝池的合理设计，就是要从诸多的絮凝形式，以及不同的指标中，选择种最能适合具体絮凝条件而又切实可行的形式和指标。

鉴于目前的研究水平，仅用理论的方法还无法解答上述课题，因此还需借助于实验手段。

实验的目的就是可以在较小规模下模拟实际的效果，以便对可供选择的方案加以比较。

和其它许多实验样，絮凝的实验也需要解决个模拟的相似问题。

也就是说需要解决怎样在较小规模的试验中，获得与真实絮凝池同样的絮凝结果。

对于絮凝反应来说，需待解决的相似关系主要有二个，即处理水的水质条件和絮凝池的水力条件。

关于水质条件，般采用真实水样还是容易办到的。

例如选择若干具有代表性处理对象的原水，加注适量混凝剂，并经充分混和，即可供作絮凝的实验。

至于水力条件，则不能依靠实际絮凝池来作试验。

因设计的目的是要对多种方案进行对比，而这在实际絮凝池中是难以完全实现的。

为此，需要寻找合适的水力条件作模拟相似。

对于水力条件，般可以采用雷诺数或弗鲁特数相似，也可采用其它相似准则。

至于采用何种相似方法则应视研究对象而定。

为此有必要就絮凝过程中水力条件的作用作分析，以确定相似关系。

絮凝的目的是使细小颗粒彼此聚集。

除了颗粒具有絮凝能力外，还必须创造颗粒彼此接触，或者接近达到颗粒吸附的作用范围以内的机会。

否则，若保持颗粒间的相对位置不变，即使颗粒的絮凝性能极为良好，也无法聚集。

絮凝搅拌机的适应条件和构造絮凝搅拌机的适应条件絮凝搅拌机用于给水排水主力中混凝过程中的絮凝阶段。

絮凝搅拌的作用是促使水中的胶体颗粒发生碰撞，吸附并逐渐结成定大小的帆花，试绝大部分帆花截留在沉淀池内。

搅拌强度和搅拌时间是决定絮凝效果的关键。

絮凝池内搅拌强度即搅拌速度梯度值应递减，各档搅拌器桨叶中心处的线速度依次逐渐减慢，且要有足够的搅拌时间来完成絮凝过程。

絮凝搅拌机可满足絮凝规律的要求，使絮凝过程中各段具有不同的搅拌强度，可以适合水量和水温的变化，优点是水头损坏小，池体结构简单，外加能量组合方便。

絮凝搅拌机设置无级调速后可随水量，原水浊度和投药量的变化而调整搅拌强度，达到满意的絮凝效果，节约药剂的用量。

絮凝搅拌机根据搅拌轴的安装分式分为立式搅拌机和卧失搅拌机两种。

卧式絮凝搅拌机的桨板接近池底旋转，般絮凝池不存在积泥问题。

絮凝搅拌机的构造絮凝立式搅拌机有工作部分垂直搅拌轴，框式搅拌器，支承部分轴承装置，机座和驱动部分电动机，摆线针轮减速机组成，如图.所示。

图.立体搅拌机总体结构图减速机螺栓垫圈螺母机架螺栓垫圈垫板桨板主轴螺栓垫圈螺母螺栓垫圈螺母水下轴承座框式搅拌器分直桨叶，斜桨叶和网桨叶三种。

直桨叶是最常用的种普通桨叶，其结构如图.。

图.直桨叶框式搅拌器示意图设计思路反应池的结构尺寸的确定搅拌机大小的确定及转速和功率的计算由搅拌机功率来做电机的选型设计由电机的型号尺寸来做联轴器的选型设计由联轴器的型号尺寸来决定轴径以及对所决定的轴径进行计算验证由轴径来做轴承的选型由轴承的尺寸来做机座及支撑座的选型设计。

反应池的结构设计天然水中的悬浮物质及肢体物质的粒径非常细小。

为去除这些物质通常借助于混凝的手段，也就是说在原水中加入适当的混凝剂，经过充分混和，使胶体稳定性被坏脱稳并与混凝剂水介后的聚合物相吸附，使颗粒具有絮凝性能。

而反应池的目的就是创造合适的水力条件使这种具有絮凝性能的颗粒在相互接触中聚集，以形成较大的絮凝体絮粒。

因此，反应池设计是否确当，关系到絮凝的效果，而絮凝的效果又直接影响后续处理的沉淀效果。

本章主要介绍了反应池的些理论知识，对反应池的工艺性分析，提到了反应池的技术要求以及技术效果。

.引言完成絮凝过程的反应池般常称絮凝池，在净水处理中占有重要的地位。

如图.，图.絮凝池示意图天然水中的悬浮物质及肢体物质的粒径非常细小。

为去除这些物质通常借助于混凝的手段，也就是说在原水中加入适当的混凝剂，经过充分混和，使胶体稳定性被坏脱稳并与混凝剂水介后的聚合物相吸附，使颗粒具有絮凝性能。

而反应池的目的就是创造合适的水力条件使这种具有絮凝性能的颗粒在相互接触中聚集，以形成较大的絮凝体絮粒。

因此，反应池设计是否确当，关系到絮凝的效果，而絮凝的效果又直接影响后续处理的沉淀效果。

当然，为了获得良好的絮凝效果，混凝剂的合理选择是重要的，但是也不能忽视絮凝池设计的重要性。

.国内外的发展概况本节讲述了絮凝搅拌机的国内外发展概述，国内外发展概况以及存在的问题。

国内外发展概述搅拌机的操作性能直接关系到产品的质量能耗和生产成本，工程界和学术界对搅拌混合都非常重视，进行了大量的研究工作，取得了不少的研究成果。

搅拌器是化学工程和生物工程中最常见也是最重要的单元设备之。

目前，搅拌器的选型和内构件的设计在很大程度上依赖试验和经验，对放大规模还缺乏深入的认识，对于能耗和生产成本只能在定规模的生产装置上对比后才能得出结论，由于对产品的回收率和质量要求越来越高，对搅拌器的研究日趋深入，已从早期对搅拌功率和混合时间的研究，世纪年代对反应釜内的流体速度场分布的研究，进入世纪年代以来的搅拌釜内三维流场的数值模拟研究。

流场数值模拟必须在深入进行流体力学研究的基础上，综合考虑流体流动的三维性随机性非线性和边界条件不确定性。

通过数值模拟不但可以解决反应器的放大机理，而且可以优化设计开发新型高效搅拌器，使机械搅拌器的设计理论更加完善。

国内外发展状况国产污水处理设备发展现状国产污水处理设备的生产始于世纪年代中后期，当时产品的标准化成套化系列化水平很低，定型产品较少。

进人世纪年代以来，国家有关部门先后对主要污水处理设备制造企业进行了技术改造，提高了制造能力和制造水平，城市污水处理专用设备和与之配套的通用设备的生产水平都有了很大提高。

目前，日处理吨的城市污水处理厂的全部或主要设备都可实现国产化。

其中，国产的微孔曝气器高强度曝气机带式压滤机各类格栅除污机刮泥机刮砂机曝气转刷曝气鼓风机大型污水泵潜水电泵等已基本上能够适应国内市场需求，还有部分产品出口。

在产品设计方面，从日处理万吨到万吨规模的污水污泥提升系统机械过滤沉淀系统曝气处理系统污泥脱水处理系统等国产设备，已相当于国际世纪年代水平，并能够提供成套设备。

但在沼气发电系统在线监控系统等方面，国产设备与国外发达国家相比，尚存在较大差距。

在些国际世纪年代最新形技术装备领域，还存在空白有待填补。

在产品水平方面，能耗较大的鼓风机水泵等产品，单机设备效率已接近国际世纪年代水平。

成套产品的总体水平相当于国际世纪七八十年代的水平。

发达国家污水处理设备发展现状发达国家污水处理设备目前已达到高度现代化水平，具有以下特点城市污水和工业废水处理设备已实现标准化定型化系列化和成套化，已构成门类齐全商品化程度高的水处理设备工业水处理单元设备，如沉淀过滤萃取吸附微滤电渗析等已形成专业化规模生产，品种规格质量相对稳定，性能参数可靠，用户选择十分方便城市污水成套设备向大型化发展，工业废水处理设备随着工艺的成熟而趋于专门化成套化