絮凝池及其搅拌机的毕业设计.pdf

1 前言
毕业设计课题的目的、意义、国内外现状
毕业设计课题的目的、意义
废水处理中反应搅拌机的目的是借助搅拌器的作用是使废水中的胶体颗粒絮凝形成
较大的颗粒,以利沉淀,以满足水处理中水质净化的要求。本题目主要涉及水处理中絮凝
工艺中反应搅拌机的设备设计,主要解决的问题是水处理中该设备的设计,包括:絮凝搅
拌机、电动机及减速器的选型、支撑装置设计、轴的密封设置、絮凝池的设计,并画出相
应的设备图。
国内外污水处理的现状
我国污水处理事业的历史始于 1921 年,到改革开放的近二十年来取得了迅速的发展,
但仍然滞后于城市发展的需要。据统计,到 2000 年底,全国已建设城市污水处理厂 427
座,其中二级处理厂 282 座。这些污水处理厂的建设,极大地提高了城市污水的处理水平,
但处理量的增加仍远远滞后于污水排放量的增长,我国的污水处理事业的实际情况是污水
处理率低,很多老城区的排水管网甚至不成系统。
城市污水处理能力增长缓慢和污水处理率低是造成我国水环境污染的主要原因,由此
导致了水环境的持续恶化,并严重的制约了我国经济与社会的发展。我国城市污水处理能
力增长缓慢的主要原因可以归结为:污水处理技术落后:城市污水处理技术是城市污水处
理设施能否高效运转的关键,就目前的发展状况来看,在中小城市污水处理方面,尚缺乏
适合我国实际国情的污水处理技术和设备。因此,探索和发展适合我国国情的中小城市
(镇)污水处理工艺,掌握一批在中小城市(镇)具有代表性的污染源的治理技术和城市
污水处理技术,就势在必行。
在过去的 30 年中,美国通过建设污水处理厂,成功解决了来自城市和工业方面的点
源污染问题,但在达到可以游泳和渔业用水的要求方面,仍然遇到了很多困难。由于现在
的水污染大部分是来自分散的非点源,对于这些非点源污染,控制措施和相关费用都具有
很高的不确定性,今后城市在污水处理方面能够或应该做到什么程度,目前正在进行激烈
的争论。合流制污水管网的老城市需要大量投资,来减少在雨季的污水溢流,而迅速发展
的新兴城市又临着处理能力不足,导致生活污水管网溢流的问题。
搅拌机在污水处理中的作用
搅拌机的发展概述
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一。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一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,
20 世纪 80 年代对反应釜内的流体速度场分布的研究,进入 20 世纪 90 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。
反应搅拌机的工作原理
对于不同的介质,不同的化学反应过程,要求搅拌装置的结构和搅拌速度不同,根据
不同的场合一般分为以下几种情况:1、液-液互溶系统的场合,一般采用低速搅拌就能足
够完成,这种场合常用浆叶式搅拌装置。2、液-液互不相溶的场合,这种场合则需要强烈
的上下翻滚,常用浆叶搅拌器,在釜体内加有一定形状的挡板,或采用推进式搅拌器。3、
反应介质里有少量的固体且不易沉降时可采用比较缓和的搅拌,反之当反应介质或反应过
程的生成物中固体较多,且容易沉降时必须采用强烈的上下的翻动的搅拌,这些搅拌均属
于固-液相的搅拌系统。
在本人设计的课题中搅拌器中所搅拌的介质是废水,废水处理中反应搅拌机的目的是
由电机作为驱动装置,经减速器联轴器带到直桨叶旋转使胶体颗粒絮凝形成较大的颗粒,
以利沉淀,以满足水处理中水质净化的要求。
絮凝的工作原理
胶体的脱稳阶段是第一阶段,絮凝是第二阶段,而絮凝指胶体脱稳以后结成大颗粒絮
体的阶段。第一阶段相当于给水处理中加药混合后的极短的一段时间,可能在一秒钟内,
而絮凝则主要是在反应设备中完成的。这是水处理中常用的方法。其工作原理如图 1-1。
絮凝剂
出
水
废水投药混合反应沉淀分离
急速搅拌慢速搅拌
沉淀
图 1­1  絮凝沉淀处理流程示意图
水处理中的搅拌设备
水