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潛水攪拌器設備如何設計選型
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污水用潛水攪拌器是一種強制攪拌設備，可適用于各類污水處理的攪拌，能對周圍水體進行攪拌、混合，從而提高污水處理效率。 污水用攪拌器的品牌選擇和設備選型對提高污水廠污水處理率和優(yōu)化污泥排放具有非常關鍵的作用。潛水攪拌器作為一種在全浸沒條件下連續(xù)工作，兼攪拌混合和推流功能為一體的浸沒式設備，在污水處理領域有著廣泛的應用，在活性污泥工藝中采用潛水攪拌器可防止污泥沉積在池底部，將污水與回流和再循環(huán)水流混合在一起使懸浮固體均勻分布，從而使微生物與污水之間有充分的接觸。 在城市污水處理廠污水處理過程中，由于污水處理工藝的需要，污水和污泥的混合液必須以一定的流速在池體內循環(huán)流動。如果流速過低，不僅會使污水處理無法連續(xù)進行，而且會使混合液中的污泥絮凝沉淀，使池底大量積泥，大大減少池體的有效容積，降低處理效果，影響出水水質。因此，需要借助水力機械—潛水攪拌器的攪拌、推動，使得混合液保持一定流速，防止污泥沉積在池底部，并將污水與回流和再循環(huán)水流混合在一起使懸浮固體均勻分布，從而使微生物與污水之間有充分的接觸，達到混合攪拌、推進的作用。 一、攪拌器設計因素分析 攪拌器設計中通常需要考慮的因素是能量密度(W/m3)和整體流速(m/s)，特別是在污水處理中。由于已 經(jīng)出現(xiàn)了新的高效的攪拌系統(tǒng)，故能量密度標準已經(jīng)轉而用來表示最大能耗了。 有效的攪拌是在整體流動條件下獲得的，水池中的介質整體都在發(fā)生運動，并且成為攪拌工藝的一部 分。整體流速通常為0.15～0.35m/s，現(xiàn)在往往被用作攪拌程度的設計參數(shù)。由于無循環(huán)通道的水池也存在 著如何正確定義和測量所需流速的問題，故只在學術上規(guī)定一個整體流速是不夠的。直到今天，整體流速 仍是污水處理中最可行的對通用攪拌狀態(tài)進行定量分析的方法，而以沉積量、活體積、污泥分布均勻度等 參數(shù)來定量表示攪拌度的工作正在進行之中。 整體流動是由攪拌器射流的動量驅動的，其根本上就是攪拌器的反應推力，它與攪拌器的位置共同決 定著所產生的流動形式。如果攪拌器的位置和某一應用中所需要的推力以及攪拌器的推力數(shù)據(jù)已知，就可 據(jù)此進行設備選型。 二、流量的計算 最近的一篇報道顯示，使用計算機流體動力學(CFD)可以準確地預測潛水攪拌器所產生的流量。為了 計算流量，必須解出納維—斯托克斯方程，這可依靠計算機的幫助并采用雷諾數(shù)平均的方法，還需要正確 選擇湍流、攪拌器型式以及計算中所采用的計算網(wǎng)格。解納維—斯托克斯方程時所施加的力必須包括在內，如射流沖力(即攪拌器推力，單位：牛頓)。另外，與攪拌器力矩(角動量通量)也有一定的關系，但沒有那么重要。 依照攪拌器推力和攪拌器位置，正確使用CFD可以進一步增進攪拌器系統(tǒng)設計工具的準確性。在這些 設計中，攪拌器推力是最重要的定量因素。 三、攪拌器具體組件選型 潛水攪拌器應可以被提升和放下，并且應該可以方便地卸下進行檢查或服務，而無需工作人員進入 池體或井中。攪拌器應有一個滑動的導桿支架作為其整體的一部分，攪拌器的整個重量應受力在一個支架 上，該支架必須能夠承受攪拌器造成的所有推力。攪拌器及其附件和電纜，應能夠連續(xù)浸沒在最大深度為 20米的水下工作而不損失其水密性。 (1)殼體 考慮到污水處理廠污水具有酸堿、有機物、熱污染、腐蝕性溶液等工作環(huán)境因素，潛水攪拌器殼體的 主要材質應為不銹鋼；而所有的螺母、螺釘和墊圈則應為不銹鋼或更好的材質。 (2) 電機 電機應根據(jù)水深工作的需要，一般選用高絕緣等級(F 級) 的標準定子和標準轉子組件組裝到設計緊 湊的潛水攪拌機殼體內。電機功率等級和安裝尺寸均應符合I．E．C 國際標準，特別對接線端口設計應完 全密封，能把電機和外界分隔。 (3) 減速傳動裝置 減速傳動裝置主要由一對斜齒輪、軸承和油箱組成。驅動齒輪安裝在電機輸出軸上，被動齒輪安裝 在攪拌器軸上，材料一般采用優(yōu)質鋼。 (4) 攪拌螺旋槳 攪拌螺旋槳的設計根據(jù)潛射流理論，采用水力平衡的無堵塞的拽后設計， 它能有效傳遞對應電動機 輸出的最大攪拌效率，在葉片設計時需考慮到防止水草或異物纏繞槳葉的因素。為了獲得遠流程的流場 要求，設有導管式罩。制造完畢后需進行靜平衡校驗。 (5) 密封裝置 攪拌器由于長期在水下工作，故其密封性是非常重要的。靜壓密封均采用“O”型橡膠圈。在攪拌器端 軸的動密封采用內裝單端面大彈簧非平衡的機械密封動、靜環(huán)，材料為碳化鎢或碳化硅。 (6) 監(jiān)控系統(tǒng) 在每相定子繞組線圈中裝入熱敏開關，當熱敏開關斷開時，電機停止運行并報警。在潛水電機油室設 置油室漏水傳感器：當水滲入油室時，傳感器將發(fā)出報警信息。在潛水電機定子室設置漏水傳感器：定子 室中滲入水份時，電機停止運行并報警。熱敏開關、油室漏水傳感器和定子室漏水傳感器經(jīng)導線引至電機 接線盒(接線盒內有端子板，而端子板則應使用彈性“0”型環(huán)與電機密封)。接線盒內的接線板應采用穿線 壓緊桿方式長期固定和連接電纜導線及定子進線。 (7) 動力和控制電纜 潛水控制電纜和動力電纜的尺寸應符合I.E.C標準并提供足夠的長度以接入接線箱，且不能拼接。電纜 外護套應是低吸水性的防泄露氯丁橡膠，并且其機械柔性應能承受電纜進線處的壓力。電纜至少能在水下 20m處連續(xù)使用而不失其防水性能。采用遠程的監(jiān)控工作站則可以利用編程進行遠程的實時數(shù)據(jù)調用、參數(shù) 修改功能，以達到遠程監(jiān)控的目的。 在污水處理廠污水處理中，為使得混合液保持一定流速，防止污泥沉積在池底部，并將污水與回流和再循環(huán)水流混合在一起使懸浮固體均勻分布，不僅需要確定潛水攪拌器的型號，而且還需要確定攪拌器在池體內合理、 攪拌系統(tǒng)設計中需要考慮的通常是整體流速(m／s)* N能量密度(W／m)兩組因素。根據(jù)目前已經(jīng)廣泛應用的高效的攪拌系統(tǒng)，能量密度標準已經(jīng)轉而用來表示最大能耗了，一般只需考慮整體流速(m／s)就能得出攪拌系統(tǒng)。 有效的攪拌是在整體流動條件下獲得的，水池中的介質整體都在發(fā)生運動，并且成為攪拌工藝的一部分。污水處理廠池體的整體流速通常為0.1～0 .4 m／s。迄今為止，整體流速是污水處理中最可行的對通用攪拌狀態(tài)進行定量分析的方法，而以沉積量、活體積、污泥分布均勻度等參數(shù)來定量表示攪拌度的工作正在進行之中。據(jù)資料顯示，使用計算機流體動力學(CFD)可以準確地預測潛水攪拌器所產生的流量。根據(jù)潛水攪拌器的流量較核攪拌器推力，就能形象地得出攪拌系統(tǒng)中個組攪拌器的合理位置。依照攪拌器推力和攪拌器位置，正確使用CFD可以進一步增進攪拌器系統(tǒng)設計工具的準確性。根據(jù)上述步驟，可以較準確地計算出合理、高效的潛水攪拌器的攪拌系統(tǒng)。 |