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南京澳特藍(lán)環(huán)保設(shè)備有限公司作者
潛水?dāng)嚢铏C(jī)的安裝定位對(duì)于攪拌效果有很大的影響，為了達(dá)到事半功倍的運(yùn)行效果，必須按照專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員的要求去做，要充分考慮到水池的形狀、進(jìn)出水的位置以及攪拌機(jī)的水流反射到建筑物引起旋渦等情況，盡量減少短路循環(huán)和死角的產(chǎn)生，避免與水池的撞擊而降低流體速度。參照本文，可幫助客戶(hù)合理選擇攪拌機(jī)和安裝形式，找到各類(lèi)池型中潛水?dāng)嚢铏C(jī)正確的布局和定位方法。
一、水池的種類(lèi)及幾何特征
潛水?dāng)嚢铏C(jī)攪拌的水池各類(lèi)較多，有攪拌池、厭氧池、氧化溝等。水池的形狀也是多種多樣的，有長(zhǎng)方形水池、正方形水池、圓形水池、環(huán)形水池等多種形式。
1.按照水池形狀分
1)矩形水池
矩形水池是較為常見(jiàn)的水池形狀，水池由五個(gè)建筑面及一個(gè)水平面組成。我們通常將矩形較長(zhǎng)的一邊稱(chēng)為長(zhǎng)邊，也稱(chēng)為水池的長(zhǎng)；較短的一邊稱(chēng)為短邊，也稱(chēng)為水池的寬，有時(shí)也稱(chēng)為水池直徑，這是為了和圓形水池相統(tǒng)一而特意設(shè)定的；水池的深度也稱(chēng)為水池的高。所以，一般我們將矩形水池的尺寸用長(zhǎng)×寬×深來(lái)表示。由于潛水?dāng)嚢铏C(jī)不對(duì)稱(chēng)安裝，又將潛水?dāng)嚢铏C(jī)靠近安裝的一邊稱(chēng)為窄邊，遠(yuǎn)離的那邊稱(chēng)為寬邊，如圖所示。
2)圓形水池
這也是一種常見(jiàn)的水池形狀，主要有兩個(gè)幾何參數(shù)，一個(gè)是水池直徑，一個(gè)是水池的高，即水深。
如下圖所示為兩種典型的環(huán)形水池，主要幾何參數(shù)為水池內(nèi)外直徑、水池高以及長(zhǎng)度。
1)生化池
污水處理系統(tǒng)中的生化處理方式有五種類(lèi)型：①厭氧型(也稱(chēng)為水解酸化池)；②好氧池(也稱(chēng)為曝氣池)；③兼氧池(好氧、缺氧、厭氧同時(shí)存在)；④接觸氧化池(也叫氧化池，功能和曝氣池差不多)；⑤生物吸附池。所有生化池的功能目標(biāo)都是利用微生物降解、分解污水中的有機(jī)物，只是利用的微生物種類(lèi)不同而已。生化池主要通過(guò)缺氧、厭氧、好氧工藝讓污水中的有機(jī)物分解、除磷、脫氮作用。
又稱(chēng)為“緩沖池”，一般與污泥泵同時(shí)設(shè)置，污泥池上要設(shè)置上下用的梯子，以及帶有欄桿的污泥池的分格，一般每臺(tái)(組)泵單*格，每格有效容積按離心泵額定流量的5~8min計(jì)算。
3)氧化溝
是比較復(fù)雜的一種水池，它利用循環(huán)環(huán)式反應(yīng)池(CLR)作生物反應(yīng)池，并使用一種帶方向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置向反應(yīng)池中的液體傳遞水平速度，從而使其在池中循環(huán)。氧化溝工藝是活性污泥法的一種變形，在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)的活性污泥法，它是一種首尾相連接的循環(huán)流曝氣溝渠。
氧化溝一般由溝體、曝氣設(shè)備、進(jìn)出水裝置、導(dǎo)流和混合設(shè)備組成，溝體的平面形狀一般呈橢圓形，也可以是長(zhǎng)方形、圓形或其他形狀，溝截面形狀多為矩形和梯形。
目前，在污水處理廠較為常用的氧化溝有Carrousel(卡羅賽爾)型氧化溝、Orbal(奧貝爾)型氧化溝、一體化DE型氧化溝、交替式T型氧化溝等。
潛水?dāng)嚢铏C(jī)在水池內(nèi)的位置會(huì)嚴(yán)重影響攪拌效果和攪拌效率。目前，污水處理廠根據(jù)水池形狀，對(duì)于潛水?dāng)嚢铏C(jī)的安裝基本上遵循以下四個(gè)準(zhǔn)則。
1.發(fā)揮附壁效應(yīng)，采用不對(duì)稱(chēng)安裝
流體在流動(dòng)過(guò)程中，向離得近的面偏移，如同被壁面吸附過(guò)去一樣，這就是附壁現(xiàn)象。在潛水?dāng)嚢铏C(jī)的安裝中，充分利用附壁現(xiàn)象，使從葉輪沖出的射流向池底、窄邊偏離，與池壁沖擊，形成沖擊射流，使流體更加充分地循環(huán)，達(dá)到充分?jǐn)嚢璧男Ч?。如下左圖所示，攪拌器并沒(méi)有安裝在池壁的中部，而是與水池中部偏移了一段距離安裝，這樣從葉輪內(nèi)沖出的射流將池內(nèi)流體分成了不相等的兩部分，射流會(huì)向離得近的面偏移，在池壁的相互作用下，形成沖擊射流，池內(nèi)流體充分循環(huán)；或是如下右圖，攪拌器在圓形水池內(nèi)安裝，機(jī)軸偏離一定角度，避免其機(jī)軸軸線經(jīng)過(guò)圓心，如此就會(huì)形成兩個(gè)不同大小的回流區(qū)域，在附壁效應(yīng)的作用下，池內(nèi)流體形成良好的循環(huán)，達(dá)到滿(mǎn)意的攪拌效果。
2.避免短路循環(huán)，形成射流交叉
如果兩個(gè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)面對(duì)面安裝，且軸線在同一條直線上，會(huì)形成射流相碰撞，造成短路循環(huán)，這會(huì)造成能量的很大損失，而且不利于水池內(nèi)流體的循環(huán)。為避免短路循環(huán)，可將兩個(gè)面對(duì)面安裝的機(jī)器錯(cuò)開(kāi)一定的安裝角度安裝，如下圖所示，使兩者的軸線相平行，從葉輪沖出的兩股射流形成射流交叉，在水池中部形成旋渦、回流，這樣有利于池內(nèi)流體的循環(huán)。
3.利用池壁的反射
潛水?dāng)嚢铏C(jī)是利用電機(jī)帶動(dòng)葉輪，葉輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)周?chē)黧w，流體形成射流從葉輪內(nèi)沖出。由于水池是由四個(gè)池壁以及池底組成的敞開(kāi)容器，故射流會(huì)與池壁、池底發(fā)生碰撞，形成沖擊射流，從而改變流體速度以及方向，再次發(fā)生能量的轉(zhuǎn)換，形成回流。所以我們?cè)诎惭b時(shí)要充分利用池壁的發(fā)射作用，盡量將設(shè)備安裝在能充分發(fā)揮射流特性且易與池壁發(fā)生碰撞的位置上，讓水流充分發(fā)展，但不能形成急轉(zhuǎn)彎。通常情況下，攪拌機(jī)安裝的位置必須與反射池壁保留一定距離，以使得其射流能充分發(fā)展，同時(shí)離反射池壁又不能太遠(yuǎn)，要使流體有一定的速度和反射池壁發(fā)生沖擊。如圖所示利用池壁反射來(lái)確定設(shè)備的安裝位置。
4.利用進(jìn)出口位置
某些污水池存在進(jìn)出口，池內(nèi)流體存在流動(dòng)速度，如下圖所示潛水?dāng)嚢杵鞯陌惭b位置使其射流與池內(nèi)水流方向形成循環(huán)，增加攪拌效率。
機(jī)器布局時(shí)，在遵循以上基本準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，還要考慮到地形、安裝條件、攪拌要求等因素，下圖是其他幾種比較常見(jiàn)的攪拌器池內(nèi)布局方案。
對(duì)于大型水池，需要安裝多個(gè)潛水?dāng)嚢杵鳌Ｔ诓贾脮r(shí)，也要遵守以上原則，充分利用附壁效應(yīng)、池壁的反射、池內(nèi)進(jìn)出口位置、水流的流動(dòng)方向，安裝時(shí)潛水?dāng)嚢铏C(jī)射流避免短路循環(huán)，形成射流交叉。如圖4.21所示為較常見(jiàn)的長(zhǎng)方形水池內(nèi)三個(gè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)的布置、氧化溝內(nèi)潛水?dāng)嚢铏C(jī)的布置以及雙面曲潛水?dāng)嚢铏C(jī)的布置。
一、水池的種類(lèi)及幾何特征
潛水?dāng)嚢铏C(jī)攪拌的水池各類(lèi)較多，有攪拌池、厭氧池、氧化溝等。水池的形狀也是多種多樣的，有長(zhǎng)方形水池、正方形水池、圓形水池、環(huán)形水池等多種形式。
1.按照水池形狀分
1)矩形水池
矩形水池是較為常見(jiàn)的水池形狀，水池由五個(gè)建筑面及一個(gè)水平面組成。我們通常將矩形較長(zhǎng)的一邊稱(chēng)為長(zhǎng)邊，也稱(chēng)為水池的長(zhǎng)；較短的一邊稱(chēng)為短邊，也稱(chēng)為水池的寬，有時(shí)也稱(chēng)為水池直徑，這是為了和圓形水池相統(tǒng)一而特意設(shè)定的；水池的深度也稱(chēng)為水池的高。所以，一般我們將矩形水池的尺寸用長(zhǎng)×寬×深來(lái)表示。由于潛水?dāng)嚢铏C(jī)不對(duì)稱(chēng)安裝，又將潛水?dāng)嚢铏C(jī)靠近安裝的一邊稱(chēng)為窄邊，遠(yuǎn)離的那邊稱(chēng)為寬邊，如圖所示。
2)圓形水池
這也是一種常見(jiàn)的水池形狀，主要有兩個(gè)幾何參數(shù)，一個(gè)是水池直徑，一個(gè)是水池的高，即水深。
如下圖所示為兩種典型的環(huán)形水池，主要幾何參數(shù)為水池內(nèi)外直徑、水池高以及長(zhǎng)度。
1)生化池
污水處理系統(tǒng)中的生化處理方式有五種類(lèi)型：①厭氧型(也稱(chēng)為水解酸化池)；②好氧池(也稱(chēng)為曝氣池)；③兼氧池(好氧、缺氧、厭氧同時(shí)存在)；④接觸氧化池(也叫氧化池，功能和曝氣池差不多)；⑤生物吸附池。所有生化池的功能目標(biāo)都是利用微生物降解、分解污水中的有機(jī)物，只是利用的微生物種類(lèi)不同而已。生化池主要通過(guò)缺氧、厭氧、好氧工藝讓污水中的有機(jī)物分解、除磷、脫氮作用。
又稱(chēng)為“緩沖池”，一般與污泥泵同時(shí)設(shè)置，污泥池上要設(shè)置上下用的梯子，以及帶有欄桿的污泥池的分格，一般每臺(tái)(組)泵單*格，每格有效容積按離心泵額定流量的5~8min計(jì)算。
3)氧化溝
是比較復(fù)雜的一種水池，它利用循環(huán)環(huán)式反應(yīng)池(CLR)作生物反應(yīng)池，并使用一種帶方向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置向反應(yīng)池中的液體傳遞水平速度，從而使其在池中循環(huán)。氧化溝工藝是活性污泥法的一種變形，在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)的活性污泥法，它是一種首尾相連接的循環(huán)流曝氣溝渠。
氧化溝一般由溝體、曝氣設(shè)備、進(jìn)出水裝置、導(dǎo)流和混合設(shè)備組成，溝體的平面形狀一般呈橢圓形，也可以是長(zhǎng)方形、圓形或其他形狀，溝截面形狀多為矩形和梯形。
目前，在污水處理廠較為常用的氧化溝有Carrousel(卡羅賽爾)型氧化溝、Orbal(奧貝爾)型氧化溝、一體化DE型氧化溝、交替式T型氧化溝等。
潛水?dāng)嚢铏C(jī)在水池內(nèi)的位置會(huì)嚴(yán)重影響攪拌效果和攪拌效率。目前，污水處理廠根據(jù)水池形狀，對(duì)于潛水?dāng)嚢铏C(jī)的安裝基本上遵循以下四個(gè)準(zhǔn)則。
1.發(fā)揮附壁效應(yīng)，采用不對(duì)稱(chēng)安裝
流體在流動(dòng)過(guò)程中，向離得近的面偏移，如同被壁面吸附過(guò)去一樣，這就是附壁現(xiàn)象。在潛水?dāng)嚢铏C(jī)的安裝中，充分利用附壁現(xiàn)象，使從葉輪沖出的射流向池底、窄邊偏離，與池壁沖擊，形成沖擊射流，使流體更加充分地循環(huán)，達(dá)到充分?jǐn)嚢璧男Ч?。如下左圖所示，攪拌器并沒(méi)有安裝在池壁的中部，而是與水池中部偏移了一段距離安裝，這樣從葉輪內(nèi)沖出的射流將池內(nèi)流體分成了不相等的兩部分，射流會(huì)向離得近的面偏移，在池壁的相互作用下，形成沖擊射流，池內(nèi)流體充分循環(huán)；或是如下右圖，攪拌器在圓形水池內(nèi)安裝，機(jī)軸偏離一定角度，避免其機(jī)軸軸線經(jīng)過(guò)圓心，如此就會(huì)形成兩個(gè)不同大小的回流區(qū)域，在附壁效應(yīng)的作用下，池內(nèi)流體形成良好的循環(huán)，達(dá)到滿(mǎn)意的攪拌效果。
2.避免短路循環(huán)，形成射流交叉
如果兩個(gè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)面對(duì)面安裝，且軸線在同一條直線上，會(huì)形成射流相碰撞，造成短路循環(huán)，這會(huì)造成能量的很大損失，而且不利于水池內(nèi)流體的循環(huán)。為避免短路循環(huán)，可將兩個(gè)面對(duì)面安裝的機(jī)器錯(cuò)開(kāi)一定的安裝角度安裝，如下圖所示，使兩者的軸線相平行，從葉輪沖出的兩股射流形成射流交叉，在水池中部形成旋渦、回流，這樣有利于池內(nèi)流體的循環(huán)。
3.利用池壁的反射
潛水?dāng)嚢铏C(jī)是利用電機(jī)帶動(dòng)葉輪，葉輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)周?chē)黧w，流體形成射流從葉輪內(nèi)沖出。由于水池是由四個(gè)池壁以及池底組成的敞開(kāi)容器，故射流會(huì)與池壁、池底發(fā)生碰撞，形成沖擊射流，從而改變流體速度以及方向，再次發(fā)生能量的轉(zhuǎn)換，形成回流。所以我們?cè)诎惭b時(shí)要充分利用池壁的發(fā)射作用，盡量將設(shè)備安裝在能充分發(fā)揮射流特性且易與池壁發(fā)生碰撞的位置上，讓水流充分發(fā)展，但不能形成急轉(zhuǎn)彎。通常情況下，攪拌機(jī)安裝的位置必須與反射池壁保留一定距離，以使得其射流能充分發(fā)展，同時(shí)離反射池壁又不能太遠(yuǎn)，要使流體有一定的速度和反射池壁發(fā)生沖擊。如圖所示利用池壁反射來(lái)確定設(shè)備的安裝位置。
4.利用進(jìn)出口位置
某些污水池存在進(jìn)出口，池內(nèi)流體存在流動(dòng)速度，如下圖所示潛水?dāng)嚢杵鞯陌惭b位置使其射流與池內(nèi)水流方向形成循環(huán)，增加攪拌效率。
機(jī)器布局時(shí)，在遵循以上基本準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，還要考慮到地形、安裝條件、攪拌要求等因素，下圖是其他幾種比較常見(jiàn)的攪拌器池內(nèi)布局方案。
對(duì)于大型水池，需要安裝多個(gè)潛水?dāng)嚢杵鳌Ｔ诓贾脮r(shí)，也要遵守以上原則，充分利用附壁效應(yīng)、池壁的反射、池內(nèi)進(jìn)出口位置、水流的流動(dòng)方向，安裝時(shí)潛水?dāng)嚢铏C(jī)射流避免短路循環(huán)，形成射流交叉。如圖4.21所示為較常見(jiàn)的長(zhǎng)方形水池內(nèi)三個(gè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)的布置、氧化溝內(nèi)潛水?dāng)嚢铏C(jī)的布置以及雙面曲潛水?dāng)嚢铏C(jī)的布置。
氧化溝推流器布局
長(zhǎng)方形水池多臺(tái)設(shè)備布局
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