【正文】 上，大部分經(jīng) 過篩網(wǎng)縫隙和轉鼓小孔甩出轉鼓外，由管道引走。 利用推桿 在轉鼓內的往返運動推動篩網(wǎng)上的濾餅前移，形成脈沖卸 料 。 該機具有效率高、產(chǎn)量高、生產(chǎn)連續(xù)化、操作穩(wěn)定可靠 的特點，但它只能分離中粗顆粒，對懸浮液的濁度比較敏 感，容易發(fā)生跑料現(xiàn)象，應用上有一定的局限性。適用于含 固相顆粒大于 ，并 且要求固相含量大于 30%。 122 (4)離心力卸料離心分離機 (basket centrifuge) 又叫慣性卸料分離機或錐籃離心分離機。 濾渣在錐形轉 鼓中依靠本身所受的離心力克服與篩網(wǎng)的摩擦力沿篩網(wǎng)表面 向著轉鼓大端移動，最后自行排出 。 優(yōu)點：結構最簡單，脫水效率很高，物料能在較短的停 留時間內獲得含濕量較低的濾餅；還具有產(chǎn)量高、制造運轉 及維修費用低的特點。 缺點：對物料的性質和溶液濃度的變化非常敏感，適應 性差，不易控制物料的停留時間，從而限制了其應用。主要 用于大于 分離。 123 (sedimentation centirfuge) 沉 降 離 心 機 轉 鼓 壁 上 無 孔 ，實現(xiàn)沉降分離，如螺旋卸料 沉降式離心機、碟式沉降離心機、管式超速分離機等，用于 不易過濾的懸浮液。 (1)臥螺式離心分離機 (worm centirfuge) 主要由轉鼓、帶空心軸的螺旋輸送器、差速器等組成 。 懸浮液由空心轉軸的進料孔進入機內，在離心力的作用下分 別形成 固相層 (稱為固環(huán)層 )、液體層 (稱為液環(huán)層 )。固環(huán)層在 螺旋輸送器的推移下，被輸送到轉鼓的錐端，經(jīng)出口連續(xù)排 出；液環(huán)層的分離液由圓柱端堰口溢流，排 至轉鼓外。 按轉 鼓內流體與沉渣的流動方向可分為逆流型和順流式兩種。 124 1污泥入口； 2三角皮帶輪； 3右軸承； 4螺旋輸送器； 5進料孔； 6機殼； 7 轉鼓； 8左軸承； 9行星差速器； 10過載保護裝置； 11溢流孔； 12排渣孔 圖 1610 逆流中心進料高速臥螺沉降離心機 125 126 低速離心機則采用順流轉鼓始端進料設計，即懸浮液中 的 液 體 和 固 體 都 沿 著 相 同 方 向前進，可以避免逆流設計中常 常出現(xiàn)的渦流。 進料口位于轉鼓始端，離心機全長都起凈化 作用，與逆流設計相比，加長了長度和時間，使微細顆粒能 沉淀下來，產(chǎn)生含水率低的高密度沉積 物和更清澈的液體。 臥螺沉降離心機的主要技術參數(shù)如下： ①轉鼓直徑和有效長度；②轉鼓的半錐角；③轉差和扭 矩；④差速器；⑤沉降區(qū)和干燥器的長度調節(jié)。 127 ①轉鼓直徑和有效長度 轉鼓直徑越大，離心機的處理能力也越大；轉鼓的長度 越長，懸浮液在機內停留時間越長，分離效果也越好。常用 轉鼓直徑在 160～ 1600mm之間，長徑比在 L/D=1～ 。 ②轉鼓的半錐角 半錐角是錐體母線與軸線的夾角，錐角大則懸浮液受離 心擠壓力大，利于脫水。通常半錐角為 8186?！?20186。但錐角大， 螺旋推料的扭矩也需增大，葉片的磨損也會加大，若磨損嚴 重會降低脫水效果。新 型脫水機采用耐磨合金鑲嵌在螺旋外 緣，提高了使用壽命。 128 ③轉差和扭矩 轉差是轉鼓與螺旋輸送器的轉速差 。轉差大，輸渣量 大，但也帶來轉鼓內流體攪動量大，懸浮液停留時間短，分 離液中固相量增加，出渣濕度增大的問題。污泥濃縮與脫水 的轉差以 2～ 5 r/min 為宜 (轉差約占轉鼓轉速的 %～ 3%)。 轉差降低必然會使推料扭矩增大，推料扭矩通常在 3500 ～ 34000 N?m 之間。 差速器 是臥螺沉降離心機的轉鼓與螺旋輸送器產(chǎn)生相互 轉差的關鍵部件，是離心機中最復雜、最重要、性能和質量 要求最高的裝置。轉速應無級可調，差速范圍在 1～ 20r/min 之間，扭矩要大。 差速器的結構形式有機械式、液壓式、電 磁式等。 129 ④沉降區(qū)和干燥器的長度調節(jié) 轉鼓的有效長度為沉降區(qū)和干燥區(qū)之和，沉降區(qū)長，則污 泥停留時間長，分離液中固相帶濕量少，但干燥區(qū)停留時間 短，排渣中的含濕量高。應調節(jié)溢流擋板的高度以調節(jié)轉鼓 沉降區(qū)和干燥區(qū)的長度。 130 1差速器； 2主軸承； 3油封 1； 4左右銅軸瓦； 5油封 2 ； 6外殼； 7螺旋； 8轉鼓； 9油封 3； 10轉承； 11油封 4； 12進料管 臥螺離心脫水機結構示意圖 131 優(yōu)點：自動、連續(xù)操作，無濾網(wǎng)和濾布，能長期運轉， 維修方便；結構緊湊，易于密封；單機生產(chǎn)能力大，操作費 用低； 可用于固相脫水，尤其適用于含有可壓縮性固相的懸 浮液； 能分離的固相顆粒范圍較廣 (～ 2mm)，并且在顆 粒大小不均勻的條件下也能正常分離，能適應各種濃度懸浮 液的分離 (懸浮物容積濃度 1%～ 5%)，且濃度的波動不影響分 離效果。 缺點：沉渣含濕量一般比過濾離心機稍高，大致與真空過 濾機相等；沉渣的洗滌效果不好；結構復雜，造價較高。 132 (2)蝶片式離心機 (disc centrifuge) 碟式離心分離機是應用最廣泛的分離機械之一，也是在 各個領域中數(shù)量最多的一種離心分離機。 其分離因數(shù)一般大 于 3500，用于高度分散相物系的 分離，如重度近似于液體的 乳濁液和微細懸浮物。 要分離的液體混合 物由空心轉軸頂部進 入， 通過碟片半腰的開 孔通道進入各碟片之 間，并同碟片一起轉 動。 133 密度大的液體趨向 外周，到達機殼外壁后 上升到上方的重液出口 流出；輕液則趨向中心 而向上方較靠近中央的 輕液出口流出。 各碟片 的作用在于將液體分成 許多薄層，縮短液滴沉 降距離；液體在狹縫中 流動所產(chǎn)生的剪切力也 有助于破壞乳濁液。 134 135 (3)管式超速離心機 超速離心機的分離因數(shù)一般高達 15000~60000，轉速高 達 8000~50000rpm。 為了減小轉筒所受的應力，轉筒設計成細長形，轉筒 直徑 ~，管高 ~。 乳濁液從下部引入，在管內自下而上運行過程中，由于 密度不同而分成內外兩層，外層走重液，內層走輕液，都從 頂部的溢流口流出。若用于從液體中分離出極小量極細的固 體顆粒則需將重液出口堵塞，只留輕液出口，附于管壁上的 小顆?？砷g歇地將其清除。 136 137 3. 離心機轉鼓的強度計算理論 轉鼓是一個每分鐘轉動數(shù)百至數(shù)萬轉以上的高速回轉殼 體。高速回轉時，在離心力的作用下，轉鼓壁內要產(chǎn)生很大 的應力，需要按照相關強度理論進行應力合成計算： (1)轉鼓高速回轉時，鼓壁金屬自身質量產(chǎn)生的 離心力； (2)轉鼓高速回轉時，被分離物料的離心力對轉 鼓壁產(chǎn)生壓力，致使轉鼓壁內產(chǎn)生相應的應力。 書中 P108110 138 磁分離裝置 磁分離法用于金屬選礦由來已久，在 19世紀中葉已廣 泛使用，而在水處理 行業(yè)的應用是 20世紀 70年代才發(fā)展 起來， 主要是借助外加非均勻磁場以磁力將 水中的磁性 懸浮物進行吸出分離 。 目前已發(fā)展成值得注意的一個操作單元，國內外都有 許多報道，其處理對象已由含有磁性介質顆粒的廢水擴 大到非磁性顆粒的廢水，并在含油廢水、鋼鐵廢水的處 理以及給水的殺菌滅藻等方面有所應用。與傳統(tǒng)的固液 分離方法相比，磁力分離具有處理能力大、效率高和設 備緊湊等優(yōu)點。 139 一、磁分離原理 磁性粒子在外磁場中受到兩種基本力，一種是磁力 Fm， 另一種是機械力 。顆粒所受的機械力包括水流阻力、重力、 摩擦力、慣性力和范德華引力等，其中最主要的是水流阻 力。但在水的動力粘度 (Pas)基本不變、水速 v(m/s)不大、顆 粒直徑很小的情況下，始終有 Fm＞ Fd，從而能使分離過程順 利進行。 磁 性 分 離 技 術 就 是 有 效 地 利 用 磁 力，克服與其抗衡的重 力、慣性力、粘滯力 (磁過濾、磁盤 )或利用磁力和重力，使 顆粒凝聚后沉降分離 (磁凝聚 )。 140 二、磁力分離設備及分離流程 磁分離法用于水處理是以物理吸附為主，輔以化學絮凝 以去除水中雜質。 磁 分 離 設 備 (magic separator)按 工 作 原 理 可 分 為 磁 凝 聚分離、磁盤分離和高梯度磁分離 ； 按工作方式可分為連續(xù)式磁分離和間斷式磁分離；按顆粒 物去除方式可分為磁凝聚沉降分離和磁力吸著分離； 按產(chǎn)生外磁場的方法不同，磁分離設備可分為永磁型、 電磁型和超導型三類，由于超導材料較昂貴，目前應用比較廣 泛的是永磁式和電磁式。 141 永磁型 (即普通型 )應用較多的是磁盤 分離機 。磁盤底板 用不銹鋼板制成，直徑為 800～ 1000mm。在底板的兩面，按 極性交錯、單層密排的 方式粘結數(shù)百至上千塊永久磁塊，然 后再用鋁板或不銹鋼板覆面。磁塊的層數(shù)常為 2～ 4層。磁盤 轉動時盤面下部浸入水中，磁性顆粒被吸到盤面上；盤面轉 出水面后，上面的泥渣由刮刀刮下，落入 V形槽中送走。 142 上圖是一種投藥絮凝和預磁磁聚相結合的磁盤分離流 程。 在混合槽中投入 HPAM絮凝劑，使廢水中的磁性與非磁 性粒子結合為微絮粒，通過預磁器進行瞬時充磁，使微絮粒 磁化，然后進入反應室，在進一步絮凝的同時，借助剩磁使 顆粒與微絮粒之間發(fā)生磁聚，形成絮凝 磁聚復合體，最后在 磁盤水槽中被磁盤除去。 這種流程主要用于鋼鐵工業(yè)廢水中 磁性和非磁性混合懸浮物的分離。 143 2. 高梯度磁力過濾器 磁場中磁力線密度變化越大，梯度越高。高梯度磁分離過 濾器就是在均勻磁場內，裝填表面曲率半徑極小的磁性介質， 靠近其表面就產(chǎn)生局部性的疏密磁力線，從而構成高梯度磁 場。 因此，產(chǎn)生高梯度磁場不僅需要高的磁場強度，而且要有 適當?shù)拇判越橘|?？捎米鹘橘|的有不銹鋼毛及軟鐵制的齒板、 鐵球、鐵釘、多孔板等， 高梯度磁分離器能產(chǎn)生比 永磁分離器高幾個數(shù)量級的磁 力，不僅能輕易地分離鐵磁性 和順磁性懸浮物，而且使磁種 與懸浮物形成絮凝體后，還能 有效地分離反磁性物質。 高梯度磁場對顆粒的作用 144 1上、下封頭； 2過濾筒； 3軛鐵； 4激磁線圈； 5不銹鋼毛； 6過濾框； 7上、下磁極； 8冷卻水管 高梯度磁過濾器的結構示意圖 145 高梯度磁分離處理鋼鐵工業(yè)廢水的工藝參數(shù)實例 146 當 用 高 梯 度 磁 分 離 法 處 理 電 鍍 廢 水、有色冶煉廢水 等含重金屬離子廢水時，需先用化學沉淀法、鐵氧體法、鐵鹽共 沉法等將金屬離子轉化為沉淀物。 國內外研究和生產(chǎn)實踐表 明，用上述方法處理含 Hg2+ 、 Cd2+ 、 Cr6+ 、 Pb2+ 以及 Cu2+ 和 Zn2+的廢水，分離效率都在 95％以上。 超導型磁分離器的工作原理與普通電磁分離器基本相 同，只是其載流導線是用超導材料制成，導線中容許通過的 電流密度要比普通導體高 2～ 3個數(shù)量級，因此只需很小的體 積就能產(chǎn)生 2T以上的磁場強度，并大大節(jié)省了電能。 目前， 超導磁分離器雖然尚處于試驗階段，但隨著新型超 導磁體的 不斷開發(fā)和零點阻溫度的迅速提高，進入實用性階段已為期 不遠，前景十分廣闊。 謝謝！