环保设备原理与设计21加药搅拌与混凝设备2013版NXPowerLite

©BIPT环保设备原理与设计多媒体教案陈家庆教授©BIPT化学法是利用化学反应作用去除水中污染物的一种处理方法，主要用于处理水中的无机物和难生物降解的有机物或胶体物质，主要有混凝、中和、氧化还原等。物化法是利用物理化学原理和化工单元操作来去除水中杂质的方法，常用的有吸附、萃取、汽提、电渗析、反渗透、离子交换、冷冻、结晶等。©BIPT第2章典型的化学/物化法水处理技术与设备§2.1加药搅拌与混凝设备§2.2氧化还原和消毒设备§2.3吸附理论与水处理用吸附设备§2.4离子交换的基本理论与设备§2.5膜分离技术与设备§2.6其它物化法处理技术与设备©BIPTNO.12b讲授提纲§2.1加药搅拌与混凝设备2014/1/3©BIPT化学混凝对悬浮颗粒、胶体颗粒、疏水性污染物具有良好的去除效果，对亲水性、溶解性污染物也有相当的絮凝效果；在控制pH的条件下对乳化液具有良好的破乳效果。凡地表水源的水厂，混凝法几乎是不可缺少的处理方法之一；很多城镇污水深度处理和工业废水的处理、污泥脱水也都用到了混凝技术。因混凝涉及的因素很多，其机理至今仍未完全清楚，归纳起来主要有压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等四方面的作用，而将这些作用产生的微粒凝结现象——凝聚(coagulation)和絮凝(flocculation)总称为混凝，相应的药剂统称为混凝剂。凝血：coagulantion©BIPT电位离子反离子扩散层胶团边界滑动面胶粒吸附层胶核ξ电位Ψ电位影响zeta电位的因素©BIPT优点：维护操作简单，处理效果好，间歇或连续运行均可；缺点：由于不断向水中加药，经常性运行费用较高，沉渣量大，且沉渣脱水较难。为了完成混凝沉淀过程，必须设置：(1)配置和投加混凝剂的设备；(2)使混凝剂与原水迅速混合的混合设备；(3)使细小矾花不断增大的絮凝反应设备；(4)使混凝产物得以澄清的设备。©BIPT本节内容提要一、混凝剂的配制与投加设备二、混合和反应设备三、澄清装置四、化学强化一级处理工艺©BIPT一、混凝剂的配制与投加设备混凝剂的投配方法有干加法和湿加法两大类。干加法是将粉末混凝剂直接投入到被处理的水中，其优点是占地面积小，缺点是对药剂的粒度要求较高，投药量较难控制，加药设备易阻塞，同时劳动条件也较差。相应的主要设备是干式投矾机，用于投加松散、易溶解的固体药剂，如颗粒状的硫酸铝和明矾等。药剂通过料斗进入盛矾漏斗，堆放在振动式投加槽中，通过时间继电器把药定时定量地直接投入水中。©BIPT干式投矾机主要设计计算：电振给料机1-盛矾漏斗；2-附着式振动器；3-给料槽；4-激振器；5-减振器；6-调节手柄；7-外壳；8-连杆；9-底座干式投矾机结构示意图©BIPT投加中和法的工艺流程示例©BIPT溶解池溶液池甲溶液池乙搅拌搅拌搅拌水定量控制设备投药设备混合设备药剂水水目前使用较多的是湿加法，即先把药剂加水溶解，配成一定浓度的溶液后，再加到被处理的水中。整个投药系统包括溶解池、溶液池、计量设备和投加设备，应根据处理厂平面布置、构筑物竖向布置、药剂品种、投药方式等因素确定。内容：1.调制设备；2.投药设备(计量和投加)；3.一体化加药设备与投加量自动控制©BIPT1.1配制设备混凝剂的配制一般包括药剂溶解和溶液稀释两个步骤。当使用固态混凝剂时，应设溶解池使其溶解；当直接使用液态混凝剂时，可不设溶解池，但需设置储液池。药剂溶解完成后，可用耐蚀泵或射流泵将浓药液送入溶液池，同时用自来水稀释到一定浓度后以备投加。无论是药剂溶解，还是溶液稀释，都需要设置搅拌装置，搅拌可采用水力、机械或压缩空气等方式。©BIPT1-溶液池；2-溶药池；3-压力水管混凝剂的水力调制1,2-轴承；3-异径管箍；4-出管；5-桨叶；6-锯齿角钢桨叶；7-立轴；8-底板混凝剂机械调制装置©BIPT混凝剂的压缩空气调制1-进水管；2-进气管；3-出液管；4-排渣管；5-药剂；6-格栅；7-空气管©BIPT1.2投药设备包括计量和投加两部分，要求计量准确、调节灵活、设备简单。常用投加方式包括重力投加、虹吸定量投加、水射器投加和水泵投加等。(1)重力投加包括溶液池、高位溶液箱、投药箱等，可配用浮杯或浮球阀计量、三角堰计量、孔口计量等。泵前重力投加系统高架溶液池重力投加系统©BIPT①浮杯或浮球阀计量：利用浮体在溶液中的固定浸没深度H或液位差达到恒位出流，适用于溶药池变液位的情况，属小型计量设备。©BIPT②三角堰计量：是一种设备简单、精确可靠的传统计量方法，适用于大、中流量液体药剂的计量。设备体积大，并需配置恒位箱，占地面积较大。1-浮球阀；2-恒位箱；3-调节阀；4-计量槽；5-浮球标尺；6-三角堰图2-1-20三角堰计量系统示意图三角堰计量系统示意图©BIPT三角堰计量槽是其中的关键设备，由计量槽槽体、三角堰板和浮球标尺等组成，各零件的材料视药剂的腐蚀情况用钢材或硬聚氯乙烯板。1－浮球；2－标尺；3－进液管；4－槽体；5－堰板；6－出液管图2-1-21三角堰计量槽结构示意图三角堰计量槽结构示意图©BIPT③孔口计量：适用于溶液池恒液位的情况下，利用孔口在恒定浸没深度下的稳定出流量来计量，流量的大小可改变孔口面积来调节。一般包括孔口、孔板和调节计量阀三种。孔口加注计量设备的结构示意图苗嘴孔板调节计量阀©BIPT(2)虹吸定量投加利用空气管末端与虹吸管出口间的水位差不变，因而投药量恒定而设计的投配设备，可以通过变更虹吸管进、出口高度差H来控制投配量。©BIPT虹吸定量投加适用于中、小水量的药剂计量，设备简单、操作方便，但精度较差。1-空气泡；2-密封瓶口；3-进气管；4，10-虹吸管；5-药剂溶液；6-恒定流量；7-溶液箱；8-空气管；9-流量标尺；11-漏斗；12-密闭投药箱；13-液位报警器©BIPT(3)水射器投加具有设备简单、使用方便、工作可靠的优点，但由于水射器满足不了所需抽提输液量的要求，有效动压头和射流排出压力受到限制。1-溶液池；2,4-阀门；3-投药箱；5-漏斗；6-高压水管；7-水射器；8-原水管©BIPT水射器结构示意图©BIPT(4)水泵投加根据所选泵类型的不同有离心泵投加和计量泵(柱塞泵或隔膜泵)投加两种。离心泵投加需配置相应的计量设施；计量泵投加则不用另配计量装置，并可通过改变计量泵冲程和/或变频调速来改变投加量。随着污水处理仪表控制与自动化水平的不断提高，电磁流量计、计量泵等高精度计量设备的应用日益广泛。计量泵主要由动力驱动、流体输送和调节控制三部分组成，根据动力驱动和流体输送方式的不同，计量泵可以大致划分成柱塞式和隔膜式两大种类，后者目前已经成为流体计量应用中的主力泵型。©BIPTDZ-Z系列柱塞式计量泵DJW系列机械隔膜式计量泵DJL系列隔膜计量泵DJZ系列隔膜计量泵©BIPT液压隔膜式计量泵电磁隔膜式计量的工作原理有别于其他隔膜计量，它是利用电磁推杆带动隔膜在泵头内往复运动,引起隔膜计量泵头膛腔体积和压力的变化，压力的变化，引起吸液阀门和排液阀门的开启和关闭，实现液体的定量吸入和排出。电磁隔膜式计量泵是由电磁铁为驱动，为输送小流量低压力管路液体而设计的一种计量泵，它以结构简单、能耗小、计量准确以及调节方便而在行业内受到欢迎。其设计原则为“简单实用”，不过其缺点就是计量流量小(常见是90L/h)，对管路压力要求比较低，这也从某些方面限制了在工业上的应用。©BIPT©BIPT1.3一体化加药设备与投加量自动控制综合集中了溶配、加药功能，一般主要由供水系统、干粉投加系统、溶解熟化系统、控制系统、液体投加系统及二次稀释投加系统等构成，结构紧凑，安装维护简便。高碑店污水处理厂的加药点外景图©BIPTDT系列干粉投加机外形尺寸和设备配置示意图1-原水总管；2-止回阀；3-粉碎装置；4-粉料仓；5-伸缩节；6-安全阀；7-混合池；8-配水总阀；9-清渣人孔；10-过滤器；11-加药泵；12-出药阀；13-均流器；14-流量计；15-压力表；16-吸尘风管；17-进料口；18-送粉机构；19-液位计；20-搅拌机©BIPTLMI型加药溶药设备结构及外形尺寸示意图©BIPTGTF型一体化溶解加药装置©BIPT瑞典TOMAL公司生产的PolyRex聚合物投加装置是一个分批制备和投加聚合物溶液的交钥匙自动化机器。聚合物首先被浸湿溶解，溶液及水通过水射器注入溶解罐，在溶解罐内通过低速搅拌配制成浓度为0.5%或0.25%的溶液；在线稀释至0.1%后开始投加，投加点可有多个。©BIPT双螺杆给料机能够高精度自由输送、无脉动，从而保证了每批次溶液浓度的稳定性；不锈钢材质的静态混合器，确保溶液均质化。©BIPT料斗溶解罐储存罐水射器聚合物粉末粉末真空输送器与稀释水混合后至投加点加药泵1-Powdervacuumconveyor;2-Powderhopper100L/200L;3-Levelindicator;4-Powderfeeder182P;5-Flowwasher;6-Pressurereducingvalve;7-Solenoidvalve(电磁阀);8-Waterpressureswitch;9-Shut-offvalve;10-SolenoidvalveDilutionwater;11-RegulatingvalveDilutionwater;12-FlowmeterDilutionwater;13-Non-returnvalveDilutionwater;14-Liquidpolymerpump;15-Non-returnvalve;16-StaticmixerDilutionwater;17-Dissolvercone;18-Non-returnvalve;19-Shut-offvalve-Bottomdrain;20-Ejector;21-Non-returnvalveDosingpump;22-Stocktank;23-Pressuretransmitter;24-Dosingpump;25-Pressuretransmitter;26-Pressuregauge;27-Shut-offvalve;28-Shut-offvalveMeteringgauge;29-Cover;30-ElectricalCabinet;31-Eletromagneticflowmeter;32-Preperationtank;33-Agitator;34-Solenoidvalve;35-Dischargevalve;36-Meteringgauge©BIPTThePolyRexmachinewillfeedanadjustableflowofpowderedorliquidpolymersandanadjustableflowofpreparationanddilutionwater.ThePolyRexisusingastep-by-stepmixingsystemtoeffectivelyhydrateandmixthepolymertoahomogenousandactivatedpolymersolution.Thefirststepisthehydrationsystem,wherethepolymeriswetted,thesecondstepthewateraccelerationtakingplaceinthewaterejector,andthethirdsteptheefficientbutgentleagitatinginthemixingtank.ThePolyRexstep-by-stepmixingsystemendsupprovidingyouwiththemostefficientwaytoproduceapolymersolution.©BIPTPolyRexLiquidTheTOMALliquidpolymermake-upunit©BIPTPOLYMOREIn-linepolymermake-upunitfromTOMAL©BIPT二、混合和反