污水處理的全自動(dòng)加藥系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目　　錄</b></p><p><b>　　摘　　要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　1 污水處理概述1</p><p>　　1.1本課題研究的意義1</p><p>　　1.2污水處理廠工藝流

2、程3</p><p>　　1.3污泥脫水過(guò)程中加藥系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀3</p><p>　　1.4本文的主要研究?jī)?nèi)容及目的5</p><p>　　2 全自動(dòng)加藥系統(tǒng)的工藝及控制要求7</p><p>　　2.1污泥的產(chǎn)生7</p><p>　　2.2污泥的處理處置9</p><p>

3、　　2.3絮凝劑的使用9</p><p>　　2.4 全自動(dòng)加藥系統(tǒng)的工藝流程10</p><p>　　2.5 控制要求11</p><p>　　3 全自動(dòng)加藥系統(tǒng)主要設(shè)備的設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.1絮凝劑浸潤(rùn)系統(tǒng)的總體構(gòu)成13</p><p>　　3.2攪拌軸設(shè)計(jì)[1]14</p>

4、<p>　　3.2.1強(qiáng)度計(jì)算14</p><p>　　3.2.2攪拌軸剛度校核15</p><p>　　3.2.3臨界轉(zhuǎn)速校核16</p><p>　　3.3攪拌器的設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.3.1特性與結(jié)構(gòu)17</p><p>　　3.3.2確定攪拌器功率N17</p>

5、<p>　　3.3.3強(qiáng)度計(jì)算19</p><p>　　3.4 電動(dòng)機(jī)功率20</p><p>　　3.5攪拌罐的設(shè)計(jì)21</p><p>　　3.6 攪拌附件的設(shè)計(jì)22</p><p>　　3.7計(jì)量加藥裝置的設(shè)計(jì)23</p><p>　　3.7.1計(jì)量加藥裝置的結(jié)構(gòu)23</p>

6、<p>　　3.7.2螺旋設(shè)計(jì)[2]23</p><p>　　3.8加熱料倉(cāng)設(shè)計(jì)27</p><p>　　3.9給水加料系統(tǒng)28</p><p>　　4 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)30</p><p>　　4.1工作過(guò)程30</p><p>　　4.2設(shè)計(jì)方案33</p><p

7、>　　4.2.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)33</p><p>　　4.2.2系統(tǒng)PLC的選擇33</p><p>　　4.3主電路電器組件的選擇33</p><p>　　4.4操作面板的布置34</p><p>　　4.5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)35</p><p>　　4.5.1 PLC的1/O分配表35</p>

8、;<p>　　4.5.2電氣控制設(shè)計(jì)35</p><p>　　5 總結(jié)與展望40</p><p>　　5.1設(shè)備部分40</p><p>　　5.2控制系統(tǒng)41</p><p><b>　　5.3總結(jié)41</b></p><p><b>　　致 謝42<

9、/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)43</b></p><p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　在水資源異常寶貴的今天，污水處理及回用尤成為當(dāng)今世界性的重大問(wèn)題，在目前的各種污水處理方案中，絮凝劑、助凝劑的使用是其中必不可少的一種輔助措施，這樣用于溶解及投加這種物質(zhì)的設(shè)備在污水處理工程中

10、的應(yīng)用就非常的普遍。</p><p>　　在過(guò)去傳統(tǒng)的污水處理中，這種投藥裝置多采用人工控制。這種控制存在的問(wèn)題是，藥劑用量的不準(zhǔn)確，控制缺少及時(shí)性等，這就直接影響到水質(zhì)的處理結(jié)果，而且對(duì)于幾萬(wàn)元一噸造價(jià)昂貴的高分子絮凝劑來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)期非科學(xué)性的用量造成的資金損失也是非常可觀的。</p><p>　　本文根據(jù)污水處理工程中的實(shí)際應(yīng)用，提供一種全自動(dòng)加藥系統(tǒng)。對(duì)在攪拌過(guò)程中容易產(chǎn)生振動(dòng)和偏擺的攪

11、拌軸和攪拌漿葉，用有限元法進(jìn)行子分析，確定了攪拌軸的臨界轉(zhuǎn)速，校核了攪拌槳葉的強(qiáng)度；并通過(guò)分析核算給出整個(gè)系統(tǒng)中其它主要設(shè)備的設(shè)計(jì)說(shuō)明。</p><p>　　本系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)為： </p><p>　　1)溶藥罐和儲(chǔ)藥罐均設(shè)有液位計(jì)，罐內(nèi)液位、各環(huán)節(jié)工作信息傳送至PLC控制系統(tǒng)，從而使加藥系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行，藥液濃度恒定，投加準(zhǔn)確；</p><p>　　2)儲(chǔ)藥罐

12、的容積設(shè)計(jì)合理，既能滿(mǎn)足溶藥罐每2個(gè)小時(shí)為周期的排藥儲(chǔ)存，又能滿(mǎn)足用藥計(jì)量泵連續(xù)向絮凝器供藥的流量要求。</p><p>　　3)通過(guò)攪拌機(jī)2個(gè)小時(shí)的攪拌，形成了獨(dú)特的藥劑浸潤(rùn)技術(shù)，避免了絮凝劑的溶解不均；具有加熱性能的料倉(cāng)結(jié)構(gòu)，避免了干粉絮凝劑受潮結(jié)塊；</p><p>　　4)利用可調(diào)轉(zhuǎn)速的螺旋供料器保證可調(diào)的加藥量，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定有效的藥液濃度；</p><p&

13、gt;　　5)控制系統(tǒng)先進(jìn)，設(shè)備運(yùn)行連續(xù)、平穩(wěn)安全可靠。</p><p>　　通過(guò)本文的論述旨在找到一種實(shí)用價(jià)值更高，應(yīng)用前景更廣闊的產(chǎn)品，從而達(dá)到環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。</p><p>　　關(guān)鍵詞：污水處理全自動(dòng)加藥裝置；PLC控制；絮凝劑攪拌</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>

14、　　Nowadays water resources are becoming more and more precious. As a result,sewage disposal and recycling become major issues worldwide. Among varioussewage disposal techniques, the use of flocculating agent and coagulat

15、ion-supporting agent is an auxiliary measure that is absolutely necessary. Thus, the use of the equipment for dissolving and feeding such agent in the process of sewage disposal is quite common.</p><p>　　For

16、 the old-fashioned and traditional sewage disposal techniques, mostly their agent-feeding devices are controlled manually. With such controlling method certain problems exist： the inaccuracy of the quantity of the agent,

17、 lack of timely response etc. Those problems directly affect the quality of sewage disposal. Moreover, as the price of macromolecule flocculating agent is extremely high, the financial losses caused by the inaccuracy of

18、the quantity of the agent to be added are highly consider</p><p>　　According to the practical operation in sewage disposal, this thesis provides a completely automatic agent-feeding system. The mixing axle a

19、nd the oar-shaped vane are apt to vibrate and sway during the mixing process. In order to solve this problem, the finity block was used to determine the critical speed of the mixing axle, and the strength of the oar-shap

20、ed vane was examined. Through analysis the design specifications of the other main equipment of the whole system were given.</p><p>　　The main strong points of this system：</p><p>　　1) Both the

21、dissolution tank and the storage tank are equipped with level indicators. The liquid level in the tanks and the operation information of various parts are transmitted to PLC controlling system. Thus, the operation is com

22、pletely automatic, the density of the agent is constant, the quantity of the agent is accurate；</p><p>　　2）The design of the storage tank's volume is reasonable. It can meet both the requirement for the

23、dissolution tank to let off the agent every two hours, and the flow requirement for the measuring pump to feed the flocculating device continuously. </p><p>　　3) After two hours' mixing in the mixing mac

24、hine, a unique technique of agent soakage is achieved. The uneven dissolution of the flocculating agent is avoided. The heating depository can prevent the dry flocculating agent from agglomeration due to damp.</p>

25、<p>　　4) The rotate speed of the spiral feeder is adjustable. Hence, the quantity of the agent can be adjusted according to the worksite conditions, the effective density of the agent is ensured；</p><p&g

26、t;　　5）The controlling system is advanced, the operation is continuous, stable, safe and reliable； The aim of this thesis is to find a product whose practical value is higher and whose application is wider. Ultimately, bo

27、th environmental and economic benefits can be obtained.</p><p>　　Key Words：sewage disposal completely automatic agent-feeding device PLC controlling flocculating agent finity block mixing</p><

28、;p><b>　　1 污水處理概述</b></p><p>　　1.1本課題研究的意義</p><p>　　世界任何國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都會(huì)推向社會(huì)進(jìn)步、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力得到提高，使人民生活得到進(jìn)一步改善，但是也隨之帶來(lái)不同程序的環(huán)境污染。污水也是造成環(huán)境污染的來(lái)源之一。這個(gè)污染源的出現(xiàn)引起了世界各國(guó)政府的關(guān)注，治理水污染環(huán)境的課題被列入世界環(huán)保組織的工作日程。

29、中國(guó)政府歷來(lái)重視環(huán)保治理工作，敬愛(ài)的周恩來(lái)總理提出了“全國(guó)規(guī)劃，合理布局，綜合利用，化害為利，領(lǐng)先群眾，大家動(dòng)手，保護(hù)環(huán)境，造福人民”32字方針，歷屆政府提出根治海河、三河三湖的治理的要求。由于各國(guó)政府的高度重視，我國(guó)的污水處理事業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，但是我們要清醒的看到，我國(guó)工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的步伐很快，特別是改革開(kāi)放的20年鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的誕生使我國(guó)的企業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，有些企業(yè)在追求經(jīng)濟(jì)效益時(shí)忽視了社會(huì)、環(huán)境效益，若長(zhǎng)此下去將帶來(lái)環(huán)境受到嚴(yán)

30、重污染的后患。為此當(dāng)今環(huán)境污染的治理不能停留在各級(jí)政府的重視，而要深化到全民族每位公民環(huán)保意識(shí)的提高。我們不僅要達(dá)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展了，生活水平提高了，還要做到經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展，生活的質(zhì)量不斷提高。為此我們要喚起民眾為21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，為人類(lèi)健康的生存，為子孫后代留下優(yōu)質(zhì)的環(huán)境而努力付出自己的責(zé)</p><p>　　隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市化的發(fā)展，城市污水的產(chǎn)生及其數(shù)量在不斷增長(zhǎng)。目前全國(guó)已建成運(yùn)轉(zhuǎn)的城

31、市污水處理廠約427座，年處理能力為113.6億立方米。根據(jù)有關(guān)預(yù)測(cè)，我國(guó)城市污水量在未來(lái)二十年還會(huì)有較大增長(zhǎng)，2010年污水排放量將達(dá)到440×106m3/d；2020年污水排放量達(dá)到536×108m3 /d。</p><p>　　城市廢水指城市內(nèi)生活污水、工業(yè)廢水和大氣降水的混合物，其性質(zhì)因城市規(guī)模、氣候條件、排水體制等因素，特別是城市中工業(yè)的多少和性質(zhì)、工業(yè)廢水預(yù)處理程度等而異，但當(dāng)對(duì)工

32、業(yè)所排放的特殊污染物，如重金屬、酸、堿、有毒物質(zhì)、油類(lèi)等有一定的內(nèi)部治理措施時(shí)，一般的城市廢水的性質(zhì)是相似的。城市廢水所形成的水污染，以有機(jī)污染最為嚴(yán)重，表現(xiàn)為水體中的BODS, COD超標(biāo)，還含有不少難以被生物降解的、甚至是有毒有害的有機(jī)物。此外，氮磷物質(zhì)引起的富營(yíng)養(yǎng)化污染也非常嚴(yán)重。傳統(tǒng)上廢水的處理方法分為物理法、化學(xué)法和生物法。物理法的去除對(duì)象是水中不溶解的懸浮物質(zhì)?；瘜W(xué)法是指向廢水中投加化學(xué)物質(zhì)，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到凈化廢水的目的。

33、生物法指采取一定的人工措施，創(chuàng)造微生物生長(zhǎng)、繁殖的環(huán)境，使微生物大量繁殖，從而提高微生物氧化、分解有機(jī)污染物的一種技術(shù)。目前，在城市廢水處理中尤以活性污泥法的應(yīng)用最廣。</p><p>　　無(wú)論哪種處理方法，污泥都是污水處理后的副產(chǎn)品，成為污水污泥。污泥量通常占污水處理量的1%~2%(質(zhì)量)，如果是日處理量為4萬(wàn)噸的水廠，其日產(chǎn)污泥量400800噸，是一個(gè)不少的數(shù)量。如果屬于深度處理，污泥量會(huì)增加0.5~1倍。污

34、水處理效率的提高，必然導(dǎo)致污水污泥數(shù)量的增加。而污水處理后的污泥中還會(huì)含有97%的水分，成為污水污泥。</p><p>　　目前，我國(guó)對(duì)污水污泥的處理處置還沒(méi)有象污水處理那樣引起足夠的重視，大部分污水處理廠對(duì)含有各種有害污泥多采用直接排放、用于農(nóng)肥和填埋的辦法，這對(duì)環(huán)境就造成了二次污染，對(duì)人體健康造成轉(zhuǎn)移性危害，大大削弱污水處理廠水質(zhì)凈化的積極作用，也造成了經(jīng)濟(jì)上的巨大損失。所以，對(duì)污泥進(jìn)行無(wú)害化處理具有極強(qiáng)的必

35、要性和緊迫性。</p><p>　　在目前的各種污泥處理方案中，為了節(jié)約占地面積，減少脫水設(shè)備的體積和數(shù)量，絮凝劑、助凝劑的使用是其中必不可少的一種輔助措施，以往的絮凝劑和助凝劑的添加都是靠人工控制，經(jīng)常使用的絮凝劑是聚丙烯酰胺，而聚丙烯酰胺只有充分溶解于水中才能最好的發(fā)揮其絮凝作用，其溶解時(shí)間大約是1-2個(gè)小時(shí)，(1)人工傾倒的藥劑直接進(jìn)入濃縮池的污泥中，藥劑又沒(méi)有經(jīng)過(guò)溶解，有時(shí)聚丙烯酰胺還會(huì)聚集在池底成陀，其

36、絮凝效果受到了很大的影響；(2)人工撒藥無(wú)法實(shí)現(xiàn)量的控制，而藥量的大小也會(huì)影響到絮凝效果；(3)人工加藥缺乏及時(shí)性，藥劑撒落不夠均勻。以上這些最終都會(huì)影響到水質(zhì)的處理結(jié)果。對(duì)于幾萬(wàn)元一噸的高分子絮凝劑來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)期非科學(xué)性的用量造成的資金損失也是非常可觀的。</p><p>　　本文所設(shè)計(jì)的全自動(dòng)加藥系統(tǒng)，能克服人工加藥的弊病。(1)聚丙烯酰胺通過(guò)計(jì)量加藥系統(tǒng)加入溶藥罐，保證了藥劑用量上的控制；(2)聚丙烯酰胺在溶藥

37、罐里被攪拌2個(gè)小時(shí)后才加入到絮凝器中，經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢璧乃幰浩湫跄Ч詈茫?3)藥液通過(guò)加藥泵實(shí)現(xiàn)量的控制并被連續(xù)不斷地送出，和污泥在管道中混合后被一起送入絮凝器，實(shí)現(xiàn)了藥劑與污泥的均勻混合；(4)整個(gè)加藥系統(tǒng)通過(guò)PLC自動(dòng)控制，減少了人工操作，使絮凝過(guò)程更及時(shí)、準(zhǔn)確、高效、降低了成本；(5)以往的水處理廠，大部分設(shè)備都很現(xiàn)代化，潔凈、明亮、高效，唯獨(dú)在絮凝加藥的環(huán)節(jié)上顯得落后不配套，本設(shè)計(jì)的使用也彌補(bǔ)了現(xiàn)代化水廠的這一缺陷，使污水處理廠

38、更潔凈、無(wú)味、現(xiàn)代化。</p><p>　　該工程的實(shí)施有利于水資源的綜合治理，有利于走可持續(xù)發(fā)展的道路，有利于水環(huán)境質(zhì)量的提高。</p><p>　　1.2污水處理廠工藝流程</p><p>　　由于絮凝劑和助凝劑的使用大大簡(jiǎn)化了污水處理廠的結(jié)構(gòu)設(shè)置，使原來(lái)的濃縮、消化、再濃縮過(guò)程簡(jiǎn)化為一個(gè)直徑0.5m，高1.2m的絮凝罐，大大減少了污水廠的占地面積。其工藝流程如

39、圖1-1所示。一沉池和二沉池中的污泥通過(guò)污泥泵被送入管道集中輸送，與絮凝劑在絮凝罐里混合，二者經(jīng)過(guò)不到十秒鐘的停留，提前制備好的絮凝劑在絮凝罐里使污泥迅速絮凝成團(tuán)，破壞了污泥的親水性，使泥份與水分分離開(kāi)來(lái)，為后期的脫水做好了準(zhǔn)備。污水經(jīng)絮凝后從絮凝器頂部排出進(jìn)入脫水車(chē)間，通過(guò)帶式壓濾機(jī)壓榨成泥餅。</p><p>　　1.3污泥脫水過(guò)程中加藥系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀</p><p>　　建國(guó)50年

40、來(lái)我國(guó)污水處理行業(yè)的成長(zhǎng)歷程1、50-60年代的狀況：</p><p>　　解放初期由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)剛剛起步，當(dāng)時(shí)的污水污染程度很低，且提倡利用污水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，特別是北方缺水地區(qū)將污水灌溉利用做為經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推廣，如著名的沈撫灌渠等，所以全國(guó)僅有幾個(gè)城市建設(shè)了近十座污水處理廠，（還包括1921年1926年間外國(guó)人興建的三座污水處理廠），在處理工藝上有的還是一級(jí)處理，處理的規(guī)模也很小，每天只有幾千立方米，最大的也只有

41、每天5萬(wàn)立方米左右，致使污水處理技術(shù)和管理水平處于較落后的狀態(tài)。2、70-80年代的發(fā)展變化　　隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，人民生活水平的逐步提高，城市污水的成分也隨之而變化，污染程度由低向高逐漸演變，一些發(fā)達(dá)的資本主義國(guó)家由于污水的污染，使人民身體健康受到威協(xié)的沉痛教訓(xùn)，（日本國(guó)骨疼病、水俁病的出現(xiàn)）引起人們的關(guān)注和我國(guó)政府的高度重視，建立了國(guó)家級(jí)環(huán)保組織（國(guó)務(wù)院環(huán)境集保護(hù)辦公室），大學(xué)也陸續(xù)設(shè)置環(huán)境工程系或環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)，國(guó)務(wù)院環(huán)保

42、辦投資在天津興建污水處理實(shí)試驗(yàn)廠（天津市紀(jì)莊子污水處理試驗(yàn)廠），70年代末開(kāi)始興建，處理規(guī)模：一級(jí)處理0.1立方米/秒，二級(jí)處理0.025立方米/秒，北京高碑店污水處理試驗(yàn)廠也先后運(yùn)行。國(guó)家和地方都為籌備建設(shè)國(guó)內(nèi)大型污水處</p><p>　　1.4本文的主要研究?jī)?nèi)容及目的</p><p>　　在綜合了解絮凝劑填加的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀后，為了簡(jiǎn)化污水廠結(jié)構(gòu)設(shè)置，提高PAM的加注效果，降低加注成本，

43、我們?cè)O(shè)計(jì)了全自動(dòng)加藥系統(tǒng)。</p><p>　　絮凝劑和助凝劑的使用，使污水處理廠大大簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)設(shè)置，原來(lái)的污泥處理需要經(jīng)過(guò)龐大的濃縮池、消化池、再濃縮池才能送到帶式壓濾機(jī)或板框式壓濾機(jī)壓成泥餅，而PAM通過(guò)自動(dòng)加藥系統(tǒng)的投加，可以使PAM和污泥一起直接進(jìn)入直徑0.5m高1.2m的立式絮凝器中，大大減少了占地面積。</p><p>　　論文論述了全自動(dòng)加藥系統(tǒng)中主要設(shè)備的選用及設(shè)計(jì)過(guò)程。在

44、該加藥系統(tǒng)中，涉及到的設(shè)備大小有幾十種，其中重點(diǎn)論述了攪拌系統(tǒng)中攪拌軸、攪拌槳葉的設(shè)計(jì)，氣力輸送系統(tǒng)中輸送管道的設(shè)計(jì)及風(fēng)機(jī)的壓力計(jì)算，計(jì)量加藥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、以及獨(dú)特的料倉(cāng)設(shè)計(jì)、給水加料系統(tǒng)的原理和設(shè)計(jì)內(nèi)容。</p><p>　　論述了整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化控制的原理和方案。自動(dòng)化控制是提高PAM投加準(zhǔn)確度、均勻度以及絮凝效果的前提，在最初的設(shè)計(jì)中使用的是繼電器等電氣控制，噪音大，占地面積大，同時(shí)由于使用環(huán)境比較潮濕，使控制

45、系統(tǒng)控制的準(zhǔn)確度和零部件的使用壽命都受到很大影響，從而大大降低了生產(chǎn)效率，影響了正常生產(chǎn)。通過(guò)改進(jìn)，我們給出了以PLC控制為主的這套全自動(dòng)控制的加藥系統(tǒng)，使整個(gè)設(shè)備更為小巧，效果更好。文中詳細(xì)論述了控制要求、控制原理、及實(shí)現(xiàn)控制的方案。</p><p>　　污水處理已經(jīng)成為現(xiàn)代化建設(shè)中不可或缺的組成部分，它的處理能力、處理質(zhì)量、處理效率也是一個(gè)城市或現(xiàn)代化工廠的標(biāo)志。在整個(gè)污水處理過(guò)程中，大部分設(shè)備能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和

46、自動(dòng)化操作，準(zhǔn)確、高效，而人工加藥部分一直以來(lái)都是現(xiàn)代化污水廠的落后點(diǎn)。全自動(dòng)加藥系統(tǒng)的構(gòu)想，旨在用準(zhǔn)確、高效、節(jié)能、低成本的現(xiàn)代化設(shè)備代替繁雜、無(wú)序、不穩(wěn)定的落后的人工操作，使其與整個(gè)污水廠更加協(xié)調(diào)配套。</p><p>　　2 全自動(dòng)加藥系統(tǒng)的工藝及控制要求</p><p>　　目前，我國(guó)對(duì)污水污泥的處理處置還沒(méi)有象污水處理那樣引起足夠的重視，大部分污水處理廠對(duì)含有各種有害污泥多采用

47、直接排放、用于農(nóng)肥和填埋的辦法，這對(duì)環(huán)境就造成了二次污染，對(duì)人體健康造成轉(zhuǎn)移性危害，大大削弱污水處理廠水質(zhì)凈化的積極作用，也造成了經(jīng)濟(jì)上的巨大損失。所以，對(duì)污泥進(jìn)行無(wú)害化處理具有極強(qiáng)的必要性和緊迫性。</p><p>　　城市污水處理廠對(duì)城市污水進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)排放后，其副產(chǎn)品—污泥的成分還比較復(fù)雜，含水量較大，不能隨意地排放以免造成二次污染。經(jīng)過(guò)大量科技人員多年的實(shí)驗(yàn)，填加絮凝劑后可使污泥中的大部分泥份與水分脫離開(kāi)

48、來(lái)，這樣的泥份經(jīng)脫水后成為泥餅，減少了體積，可以裝車(chē)方便運(yùn)輸，如果再經(jīng)過(guò)消毒處理、發(fā)酵、成粒等，還可以作為農(nóng)作物的肥料，脫出的水分也能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，真正實(shí)現(xiàn)了清潔化、環(huán)保化的污水處理。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)、我們?cè)O(shè)計(jì)了一套絮凝劑的全自動(dòng)加藥系統(tǒng)，改變了過(guò)去人工加藥的不定性，提高了污水處理的現(xiàn)代化的進(jìn)程夕降低了成本。</p><p>　　全自動(dòng)加藥系統(tǒng)的使用大大簡(jiǎn)化了污水處理廠的建構(gòu)，這里我們介紹了全自動(dòng)加藥系統(tǒng)在污水處

49、理廠的位置、它的主要組成部分，并詳細(xì)介紹了它的工藝流程和控制要求。</p><p>　　自動(dòng)加藥系統(tǒng)主要用于水處理中的濕法投加藥劑，該系統(tǒng)能使絮凝劑迅速、均勻溶解并配制成一定濃度的溶液?？蛇B續(xù)自動(dòng)的進(jìn)行分散、稀釋以及對(duì)干粉藥劑的計(jì)量操作，并且具有長(zhǎng)期可靠性和經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　本設(shè)備適用于污水處理工程、選煤、印染、制藥、石油化工等行業(yè)。采用本系統(tǒng)可以精確制備所需的聚合物濃度、同時(shí)

50、可避免浪費(fèi)粉末和在線稀釋系統(tǒng)的昂貴花費(fèi)。</p><p><b>　　2.1污泥的產(chǎn)生</b></p><p>　　城市廢水處理的任務(wù)是去除城市廢水的懸浮物和BOD5。對(duì)于常規(guī)的廢水處理流程來(lái)說(shuō)，視其排放水質(zhì)的要求不同，一般包括3段處理工序。其中，一級(jí)處理(物理處理)主要是用于去除粗粒固體、懸浮固體、大粒徑膠體等，柵渣呈垃圾狀，沉沙池沉渣中相對(duì)密度較大的無(wú)機(jī)顆粒含量較

51、高，所以?xún)烧咭话阕鳛槔幚?。由于一?jí)處理僅能去除城市廢水BOD5的30%，因此，還不宜排放。二級(jí)處理(生物處理)主要是利用微生物的生命活動(dòng)過(guò)程，對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化作用，從而使廢水得到凈化。其主要特征是應(yīng)用微生物特別是細(xì)菌，并在為充分發(fā)揮微生物的作用而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的生化反應(yīng)器中，將廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為微生物細(xì)胞以及簡(jiǎn)單形式的無(wú)機(jī)物。由于二級(jí)處理能大幅度去除水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物，BOD5的去除率可以達(dá)到90%以上，BO

52、D5的濃度降到20 -30mg/L，污水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。其中一沉池污泥和二沉池生物污泥，因富含有機(jī)物，容易腐化、破壞環(huán)境，必須妥善處置。一沉池污泥還含有病原體和重金屬化合物等。二沉池生物污泥基本上是微生物機(jī)體，含水率高、數(shù)量多，更需注意。</p><p>　　目前，世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用二級(jí)生物處理流程。三級(jí)處理是對(duì)廢水的深度處理，一般指去除氮、磷和其它微量的雜質(zhì)。近年來(lái)，隨著對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高，為了防

53、止水體富營(yíng)養(yǎng)化，防止藻類(lèi)的過(guò)度繁殖，對(duì)二級(jí)生化處理后的污水再進(jìn)行三級(jí)處理，除去水中的殘留有機(jī)物，使污水成為新的資源。</p><p>　　無(wú)論哪個(gè)階段的污水處理，其結(jié)果都分為兩部分，即達(dá)標(biāo)排放的上清液和含有97%水分的污泥，這些污泥中的泥份具有很強(qiáng)的親水性，存在于一沉池和二沉池中，通過(guò)刮泥機(jī)被集中到池底中央，由污泥泵排出通過(guò)管道輸送到絮凝罐中。</p><p>　　這些污泥主要包括兩大類(lèi)：

54、一沉污泥和活性污泥。一沉污泥和活性污泥混合，經(jīng)消化后還會(huì)產(chǎn)生消化污泥。在污水深度處理或工業(yè)廢水處理中，當(dāng)采用混凝沉淀工藝時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生消化污泥。</p><p>　　一沉污泥是指在初次沉淀池沉淀下來(lái)并排出的污泥。一沉污泥正常情況下為棕褐色略帶灰色，當(dāng)發(fā)生腐敗時(shí)，則為灰色或黑色，一般情況下有難聞的氣味。一沉污泥的PH值一般在5.5-7.5之間。含固量一般為2%-4%，一沉污泥的有機(jī)成分為55%-70%.</p&

55、gt;<p>　　活性污泥是指?jìng)鹘y(tǒng)活性污泥工藝等生物處理系統(tǒng)中排放的剩余污泥。活性污泥外觀為黃褐色絮狀，有土腥味，含固量一般在0.5%-0.8%之間。有機(jī)成分為70%-85%?；钚晕勰嗟腜H值在6.5-7.5之間，當(dāng)采用消化工藝時(shí)有時(shí)會(huì)低于6.5?；钚晕勰嗟暮塘恳话愣夹∮?%，因而其流動(dòng)性及混合性能與污水基本一致。</p><p>　　消化污泥是指絮凝沉淀工藝中形成的污泥，由于絮凝劑的作用，使一沉

56、污泥和活性污泥形成絮狀團(tuán)塊，從而破壞了它們的親水性，為泥份和水分的最終分離作好準(zhǔn)備，消化污泥氣味較小，其有機(jī)成分含量不高，容易濃縮和脫水。</p><p>　　2.2污泥的處理處置</p><p>　　隨著科技的發(fā)展和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，污泥的最終無(wú)害化處置具有極強(qiáng)的必要性和緊迫性。</p><p>　　污泥的處理包括兩個(gè)過(guò)程：污泥預(yù)處理和污泥處置。污泥的處置是污泥

57、的最終去向，應(yīng)該考慮到環(huán)境健康標(biāo)準(zhǔn)、能源利用、溫室氣體的排放、氣味的控制和污泥體積的減少等因素。而城市污水污泥中含有較高的水分、有毒有害物質(zhì)、酸、堿、鹽、有機(jī)酸等成分，污水污泥在處置前必需經(jīng)過(guò)處理，處理的目的在于：(a)降低含水率，使其變流態(tài)為固態(tài)，同時(shí)減少污泥量；(b)穩(wěn)定有機(jī)物，使其不易腐化，避免對(duì)環(huán)境造成二次污染。</p><p>　　污泥預(yù)處理的目的實(shí)質(zhì)是為各種污泥的處置方案提供必要的前處理；應(yīng)根據(jù)污泥的

58、最終處置方案、污泥的不同數(shù)量和性質(zhì)，結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w條件選取幾個(gè)不同的污泥處理單元，以組成不同的污泥處理處置系統(tǒng)。通常采用的污泥處理單元過(guò)程有濃縮、穩(wěn)定、調(diào)理及脫水等；濃縮、穩(wěn)定、調(diào)理都需要向污水中填加藥劑，以達(dá)到改善污泥脫水的性質(zhì)、減少水與污泥固體顆粒的結(jié)合力、降低有機(jī)物含量、污泥減量化的目的，從而為脫水過(guò)程及后續(xù)的處置做好充分的準(zhǔn)備。</p><p>　　當(dāng)前我國(guó)有些污水處理廠所采用的污泥處理技術(shù)已經(jīng)是發(fā)達(dá)國(guó)家所

59、擯棄的技術(shù)，其水平還停留在發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)70-80年代的水平。污泥處理設(shè)備也比較落后，國(guó)產(chǎn)設(shè)備性能差、效率低、能耗高所以我國(guó)目前多采用從發(fā)達(dá)國(guó)家直接進(jìn)口設(shè)備的方式，這相應(yīng)地提高了污泥處理的費(fèi)用，也限制了我國(guó)污泥處理技術(shù)的提高和發(fā)展。</p><p><b>　　2.3絮凝劑的使用</b></p><p>　　水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥，含水率很高，體積很大，輸送、處理或處

60、置都不方便。為了減少污泥脫水機(jī)的臺(tái)數(shù)，提高脫水效果、降低運(yùn)行成本，將濃縮池中排出的含水率仍在70%-90%，呈流動(dòng)狀，體積很大的污泥中投加絮凝劑，以使盡量多的污泥顆粒，包括細(xì)小的顆粒及膠體顆粒凝聚、絮凝，以改善其脫水性能，從大量的水分子中脫離出來(lái)，從而可使污泥中的含水率降到15%-25%，以利后期的脫水處理。絮凝劑的絮凝機(jī)理如下：</p><p>　　由于污水內(nèi)經(jīng)濃縮后的污泥中的懸浮物體為微小的懸浮顆粒和膠體粒子

61、，特別是膠體粒子，在水中呈分散懸浮狀態(tài)，極不易與水脫離分層。絮凝是通過(guò)有機(jī)高分子絮凝劑對(duì)懸浮液和膠體中細(xì)小顆粒的電中和和吸附架橋，以破壞這些顆粒的穩(wěn)定性，使其相互接觸，而凝聚在一起，進(jìn)而快速形成較大絮團(tuán)，使其能夠在脫水機(jī)械的作用下實(shí)現(xiàn)與水的分離。由于有機(jī)高分子絮凝劑—聚丙烯酰胺具有用量少、沉降速度快、絮體強(qiáng)度高、能提高過(guò)濾速度等優(yōu)點(diǎn)，它的絮凝效果比傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)絮凝劑大凡倍到幾十倍，所以得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p&

62、gt;　　經(jīng)過(guò)凈水專(zhuān)家多年的水處理應(yīng)用研究：普遍認(rèn)為聚丙烯酰胺的絮凝要理是：</p><p>　　一、由于其具有極性基因-酰胺基，易于借其氫健的作用在泥沙顆粒表面吸附；</p><p>　　二、因其有很長(zhǎng)的分子鏈，大數(shù)量級(jí)的長(zhǎng)鏈在水中有巨大的吸附表面積，故絮凝作用好，能利用長(zhǎng)鏈在顆粒之間架橋，形成大顆粒的絮凝體，加速沉降；</p><p>　　三、借助于聚丙烯酰胺的

63、絮凝-助凝，在凈水處理的泥凝過(guò)程中可能發(fā)生雙電離壓縮，使顆粒聚集穩(wěn)定性降低，在分子引力作用下顆粒結(jié)合起來(lái)，分散相的簡(jiǎn)單陰離子可以被聚合物陰離子基團(tuán)所取代； </p><p>　　四、高分子和天然水組成中的物質(zhì)和水中懸浮物，或在它之前投加的水解混凝劑的離子之間發(fā)生化學(xué)相互作用，可能是絡(luò)合反應(yīng)；</p><p>　　五、由于分子鏈固定在不同顆粒的表面上，各個(gè)固相顆粒之間形成聚合橋。 &l

64、t;/p><p>　　絮凝劑是固相的，若直接將這種絮凝劑加入懸浮液中，由于它的粘度大，擴(kuò)散速度低，因此絮凝劑不能很好地分散在懸浮液中，致使部分絮凝劑起不到絮凝作用：造成絮凝劑的浪費(fèi)，因此我們?cè)O(shè)計(jì)了該加藥系統(tǒng)：通過(guò)加藥系統(tǒng)的充分?jǐn)嚢枞芙猓研跄齽┖瓦m量的水?dāng)嚢柽_(dá)到一定的濃度，一般不大于4-59幾有時(shí)還要小于此值，攪拌均勻后即可使用。</p><p>　　選擇聚丙烯酰胺做為該系統(tǒng)的絮凝劑，經(jīng)實(shí)驗(yàn)確

65、定攪拌時(shí)間為2個(gè)小時(shí)，配置濃度為5 ‰絮凝效果最好。</p><p>　　聚丙烯酰胺屬非離子有機(jī)高分子聚合電解質(zhì)，同時(shí)具有電性中和與吸附架橋的作用，其形成的污泥絮體抗剪切性能強(qiáng)，不易被打碎，尤其適合于后續(xù)的離心或帶式壓濾脫水方式。</p><p>　　2.4 全自動(dòng)加藥系統(tǒng)的工藝流程</p><p>　　自動(dòng)加藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，將被安裝在污泥處理車(chē)間。聚丙烯酰胺經(jīng)自

66、動(dòng)加藥系統(tǒng)的處理，保證了用藥量的穩(wěn)定供給，使其充分溶解達(dá)到了絮凝的最好狀態(tài)，全自動(dòng)加藥系統(tǒng)將充分溶解的聚丙烯酰胺藥液連續(xù)不斷地送入絮凝器中，對(duì)從一沉池和二沉池中排出并送入絮凝器的泥水進(jìn)行絮凝處理，使具有較強(qiáng)親水性的泥分充分與水分脫離，降低污泥的含水率，達(dá)到能進(jìn)行脫水的指標(biāo)。</p><p>　　該自動(dòng)加藥系統(tǒng)主要由攪拌系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、計(jì)量加藥系統(tǒng)、給水加料系統(tǒng)等部分組成。</p><p&g

67、t;　　工藝流程如圖2-1所示，該系統(tǒng)是為成都新都污水處理廠的污泥處理車(chē)間設(shè)計(jì)的配套設(shè)備。</p><p>　　粉狀的聚丙烯酰胺首先被倒入料倉(cāng)，為了保持聚丙烯酰胺干燥的粉末狀，該系統(tǒng)在料倉(cāng)中特別增加了加熱烘干裝置。工作開(kāi)始后，打開(kāi)料倉(cāng)的閘門(mén)，聚丙烯酰胺進(jìn)入計(jì)量加藥裝置，通過(guò)螺旋的計(jì)量和輸送，進(jìn)入溶藥罐。在PAM進(jìn)入溶藥罐的同時(shí)，攪拌用水也以噴淋的形式使聚丙烯酰胺一經(jīng)脫離氣力輸送系統(tǒng)就能遇到水的噴淋，避免了PAM的

68、成舵不宜溶解及粉塵的產(chǎn)生。藥劑和水加到規(guī)定位置時(shí)，攪拌裝置啟動(dòng)開(kāi)始工作，聚丙烯酰胺在溶藥罐中通過(guò)2個(gè)小時(shí)的攪拌得到了充分的溶解，達(dá)到了絮凝的最好效果，這時(shí)攪拌裝置停止工作，連接溶藥罐和儲(chǔ)藥罐的管道閥門(mén)打開(kāi)，藥液被送入儲(chǔ)藥罐，當(dāng)溶藥罐里的藥液被輸送到最低液位后，下一個(gè)螺旋輸送藥粉、攪拌、溶解的過(guò)程又將開(kāi)始；第二個(gè)溶藥周期將要結(jié)束時(shí)，將加藥泵打開(kāi)，存儲(chǔ)于儲(chǔ)藥罐中的絮凝劑被連續(xù)不斷地送入絮凝器，對(duì)污泥進(jìn)行絮凝處理，使大量的污泥與水分充分的脫離

69、開(kāi)來(lái)。至此，整個(gè)自動(dòng)加藥系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)全部進(jìn)入了工作狀態(tài)，完成了向污泥里加藥絮凝的自動(dòng)化控制過(guò)程。由于溶藥罐和儲(chǔ)藥罐容積設(shè)計(jì)的合理性，我們保證了PAM藥液供應(yīng)的連續(xù)性。</p><p><b>　　2.5 控制要求</b></p><p>　　系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，要求能夠達(dá)到以下的控制要求：</p><p>　　一、 該控制系統(tǒng)應(yīng)具有手動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)

70、運(yùn)行功能；</p><p>　　二、 為了確保藥液的均勻程度，攪拌機(jī)的運(yùn)行時(shí)間為2h, 2h后停止攪拌，溶藥罐向外排放藥液；</p><p>　　三、為了防止進(jìn)水口出現(xiàn)粘堵及返潮現(xiàn)象，必須保螺旋送料器與進(jìn)水電磁閥同步啟動(dòng)；</p><p>　　四、 當(dāng)溶藥罐在最低液位時(shí)進(jìn)水電磁閥的打開(kāi)加水，當(dāng)溶藥罐在最高液位時(shí)進(jìn)水電磁閥關(guān)閉，加水完成；</p><

71、;p>　　五、 當(dāng)攪拌機(jī)停車(chē)，同時(shí)儲(chǔ)藥罐不是最高液位且溶藥罐不是最低液位時(shí)進(jìn)藥電磁閥打開(kāi)，溶藥罐向儲(chǔ)藥罐排藥；當(dāng)溶藥罐是最低液位或儲(chǔ)藥罐是最高液位時(shí)，進(jìn)藥電磁閥關(guān)閉，停止排藥；</p><p>　　六、 當(dāng)各個(gè)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并且能夠自動(dòng)停機(jī)，防止出現(xiàn)更大的事故；</p><p>　　七、 確保運(yùn)行過(guò)程連續(xù)、可靠。</p><p>　　3

72、全自動(dòng)加藥系統(tǒng)主要設(shè)備的設(shè)計(jì)</p><p>　　全自動(dòng)加藥系統(tǒng)主要由設(shè)備部分：攪拌系統(tǒng)、計(jì)量加藥系統(tǒng)、給水加料系統(tǒng)和料倉(cāng)；控制部分；自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。</p><p>　　該成套加藥裝置尺寸為：1200mm×1200mm×3225mm，結(jié)構(gòu)緊湊、安全簡(jiǎn)單、操作使用簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。該裝置還可根據(jù)用戶(hù)不同工藝流程的要求，進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)、配置必要的部件，實(shí)現(xiàn)功能適合(如自動(dòng)

73、遠(yuǎn)程控制)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。</p><p>　　3.1絮凝劑浸潤(rùn)系統(tǒng)的總體構(gòu)成</p><p>　　20世紀(jì)60年代，高分子聚合物開(kāi)始應(yīng)用于污水處理，使污泥脫水設(shè)備及技術(shù)得到了快速發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了聚合物在污泥調(diào)質(zhì)過(guò)程中的廣泛應(yīng)用。聚丙烯酰胺是應(yīng)用最多的人工合成絮凝劑。我國(guó)為數(shù)眾多的企業(yè)生產(chǎn)聚丙烯酰胺干粉，有些科研單位曾經(jīng)試制過(guò)膠乳產(chǎn)品，但膠乳產(chǎn)品系聚丙烯酰胺微小膠粒懸浮在油相中的熱力學(xué)不穩(wěn)定

74、物系，長(zhǎng)期放置易發(fā)生分層現(xiàn)象。由于產(chǎn)品主要性能指標(biāo)如固含量和穩(wěn)定性方面與國(guó)外先進(jìn)水平差距較大，難以與干粉產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)。而聚丙烯酰胺干粉在投加使用前必須進(jìn)行攪拌溶解，使其成為膠乳狀。</p><p>　　溶藥攪拌設(shè)備主要有以下幾部分組成；溶藥罐、攪拌軸，攪拌電機(jī)、減速機(jī)及槳葉組成。如圖3-1所示</p><p>　　圖3 溶藥攪拌設(shè)備示意圖 圖4 容藥罐及內(nèi)部擋

75、板結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　1-攪拌電機(jī)，2-減速機(jī)，3-攪拌軸</p><p>　　4-溶藥罐5-槳葉組成</p><p>　　加藥裝置根據(jù)處理污泥所需藥劑濃度，在溶藥罐內(nèi)進(jìn)行配制，經(jīng)攪拌器攪拌均勻后投入儲(chǔ)藥罐，用計(jì)量加藥泵向絮凝器輸送所配制的藥劑溶液。</p><p>　　根據(jù)用戶(hù)的要求，干粉自動(dòng)加藥系統(tǒng)應(yīng)能滿(mǎn)足為2臺(tái)1.5m帶式濃

76、縮一體機(jī)配套，PAM(聚丙烯酰胺)投加量Q=5kg，攪拌罐容積為1.3m3，儲(chǔ)存罐容積為1.8 m3。</p><p>　　如圖3-2所示溶藥罐為直徑D=1200mm，高度H=1200mm，厚度S=5 mm，材料為304的圓筒形罐體；罐體下方離底面80mm處開(kāi)有50的孔以安裝連通儲(chǔ)藥罐的接管和閥門(mén)。溶藥罐中最高液位為1050mm最低液位為80mm；罐內(nèi)設(shè)置4個(gè)豎向的擋一板，以避免渦流加強(qiáng)攪拌效果，擋一板的尺寸為5

77、6×840×120，材料304.溶藥罐上口焊接用角鋼制成的支承支架，用來(lái)安裝攪拌系統(tǒng)、加水及給藥裝置。支架材料為Q235A。在罐體的外面均布著4個(gè)φ14的吊耳孔，以便吊裝。</p><p>　　3.2攪拌軸設(shè)計(jì)[1]</p><p>　　攪拌軸的計(jì)算主要包括軸的強(qiáng)度和剛度（扭轉(zhuǎn)）計(jì)算，同時(shí)還需對(duì)軸的耐振性（即軸的臨界轉(zhuǎn)速）和撓曲變形校核，以確定軸的最小截面尺寸，保證攪拌

78、軸的安全平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　3.2.1強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)攪拌軸承受完扭組合作用，按彎扭合成進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　1 最大扭矩</b></p><p>　　………………………………………3-1</p><p>　　

79、式中Na—單個(gè)葉輪攪拌功率 取Na=0.19KW</p><p>　　2 液體作用力產(chǎn)生最大水平力</p><p>　　………………………………………3-2</p><p>　　式中K3—與攪拌等級(jí)有關(guān)的系數(shù)，一般取1</p><p><b>　　3 最大彎矩</b></p><p>　　………

80、…………………3-3</p><p><b>　　4 軸徑計(jì)算</b></p><p>　　…………………………3-4</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=3.210-2m</b></p><p>　　………………………

81、3-5</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=3.210-2m </p><p>　　所以，軸徑d1取d1j和d1L中的較大值，取d1=33mm取d1=35mm</p><p>　　3.2.2攪拌軸剛度校核</p><p>　　………………………………3-6</p&g

82、t;<p>　　式中 γ---軸扭轉(zhuǎn)變形的扭轉(zhuǎn)角，(o)/m</p><p>　　G0---切變模量，G0=7.94×104Mpa</p><p>　　Jp---截面的極慣性矩，mm4</p><p><b>　　將和代入式3-6 </b></p><p>　　3.2.3臨界轉(zhuǎn)速校核</p&

83、gt;<p>　　對(duì)于鋼質(zhì)圓形轉(zhuǎn)軸，當(dāng)E=2.06×1011Pa時(shí)</p><p>　　…………………………………3-7</p><p>　　軸伸出段GL1=77.2N槳葉G1=36.7N</p><p><b>　　軸自重的當(dāng)量載荷</b></p><p><b>　　=</b&

84、gt;</p><p><b>　　=19.6N</b></p><p><b>　　合格</b></p><p>　　圖5 攪拌軸的結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　3.3攪拌器的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　攪拌器的攪拌作用由運(yùn)動(dòng)著的葉輪所

85、產(chǎn)生，因此，葉輪的形狀、尺寸、數(shù)量以及轉(zhuǎn)速就影響攪拌器的功能。同時(shí)攪拌器的功能還與攪拌介質(zhì)的物性以及攪拌器的工作環(huán)境有關(guān)。另外，攪拌罐的形狀、尺寸、擋板的設(shè)置情況、物料在罐中的進(jìn)出方式都屬于工作環(huán)境的范疇，這些條件以及攪拌器在罐內(nèi)的安裝位置及方式多會(huì)影響攪拌器的功能。</p><p>　　3.3.1特性與結(jié)構(gòu)</p><p>　　選擇折頁(yè)槳式攪拌器，查《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4-2</

86、p><p>　　D=1.2； d=0.4； b=0.08； Z=2片； θ=45o </p><p><b>　　常用運(yùn)轉(zhuǎn)條件</b></p><p>　　n=1-100r/min； 取n=90r/min</p><p>　　v=1.0-5.0r/min</p><p>　　3.3.2確定攪拌器功率N

87、</p><p>　　攪拌過(guò)程進(jìn)行時(shí)需要?jiǎng)恿Γ\統(tǒng)地稱(chēng)這動(dòng)力時(shí)可叫做攪拌功率。但仔細(xì)進(jìn)行分析時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)所謂攪拌功率實(shí)際上包含了兩個(gè)不同的而又有聯(lián)系的概念就是攪拌器功率和攪拌作業(yè)功率。</p><p>　　具有一定結(jié)構(gòu)形狀的設(shè)備中裝有一定物性的液體，其中用一定形式的攪拌器以一定的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌時(shí)，將對(duì)液體做功并使之發(fā)生流動(dòng)，這時(shí)為使攪拌器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的功率就是攪拌器功率。顯然攪拌器功率就是

88、攪拌器的幾何參數(shù)、攪拌罐的幾何參數(shù)、物料的物性參數(shù)和攪拌器的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)等的函數(shù)。這里所指的攪拌器功率不包括機(jī)械傳動(dòng)和軸封部分所消耗的動(dòng)力。</p><p><b>　　1 求雷諾準(zhǔn)數(shù)</b></p><p>　　……………………………………3-8</p><p>　　式中 ρ---液體密度（） ρ=1021</p><p&g

89、t;　　μ---液體黏度（PaS） μ=0.258 PaS</p><p>　　n---攪拌器轉(zhuǎn)速（） n=90=1.5</p><p><b>　　2 求功率準(zhǔn)數(shù)</b></p><p><b>　　……………3-9</b></p><p>　　式中 A---A=28</p>

90、;<p><b>　　B---B=1.4</b></p><p><b>　　P---P=1.4</b></p><p>　　E---E=0.952</p><p>　　b---槳葉實(shí)際寬度，取b=80mm</p><p><b>　　3 求攪拌功率</b><

91、;/p><p><b>　　………3-10</b></p><p>　　式中 Np---0.7kw </p><p><b>　　g---9.8</b></p><p><b>　　3.3.3強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>　　攪拌器的強(qiáng)度計(jì)算主要是計(jì)

92、算葉片的厚度。它必須在決定了葉片的直徑、寬度、數(shù)量，并相應(yīng)決定了攪拌器功率之后，對(duì)葉片進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。要分析葉片的受力情況，找出危險(xiǎn)斷面，然后用設(shè)計(jì)或校核的方法，決定葉片厚度。</p><p>　　1 計(jì)算槳頁(yè)強(qiáng)度時(shí)的最大功率</p><p>　　……………………………3-11</p><p>　　式中---啟動(dòng)時(shí)電機(jī)過(guò)載系數(shù)，=2.2</p><

93、p>　　---傳動(dòng)機(jī)械效率，</p><p>　　NA---電動(dòng)機(jī)功率（kw）, NA =0.55kw</p><p>　　NT---軸封摩擦功率損失（kw）</p><p><b>　　計(jì)算如下</b></p><p>　　式中 d1---攪拌軸直徑（cm）,d1=43mm=4.3cm</p>&l

94、t;p>　　hT---填料高度（cm）,hT =12mm=1.2cm</p><p>　　n---攪拌機(jī)工作轉(zhuǎn)速（r/min）,n=90 r/min</p><p>　　f---填料與攪拌軸間摩擦系數(shù)，f=0.05</p><p>　　Pq---填料箱公稱(chēng)壓力（MPa）,Pq =0.1 Mpa</p><p>　　將以上各參數(shù)帶入式中，

95、得槳葉最大功率</p><p>　　2 折頁(yè)槳式攪拌器強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　對(duì)于折頁(yè)式攪拌器，I-I斷面是危險(xiǎn)截面，受到彎矩最大，其值為</p><p>　　……………………3-12</p><p>　　式中 θ---槳葉傾斜角度 θ=45o</p><p>　　I-I斷面抗彎截面模數(shù)為</p>

96、<p>　　……………………………3-13</p><p>　　式中 b---槳葉寬度（mm）b=80</p><p>　　δ---槳葉厚度（mm）δ=?</p><p>　　I-I斷面的彎曲應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　……………………………3-14</p><p>　　式中 [σ]---槳葉材料的許用

97、彎曲應(yīng)力（MPa）[σ]W=148.57 MPa </p><p>　　取上式極限狀態(tài)，將以上各參數(shù)代入即可得出槳葉厚度最小值</p><p><b>　　即 </b></p><p><b>　　取 </b></p><p>　　最后取槳葉厚度為材料為用戶(hù)要求的不銹鋼304，整個(gè)槳葉

98、有兩片葉組成，加工完成后兩葉片與軸套連接件焊接在一起，通過(guò)軸套與攪拌軸連接，結(jié)構(gòu)及尺寸如圖3-4</p><p>　　圖6 折葉槳式攪拌器</p><p><b>　　3.4 電動(dòng)機(jī)功率</b></p><p>　　………………………………………3-15</p><p>　　式中 KN---電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)功率系數(shù)，取KN=

99、1.2</p><p>　　NT---軸封摩擦損失功率， 取NT=0.00017kw</p><p>　　η---傳動(dòng)機(jī)械效率 η=0.7</p><p>　　則 取NA=0.55kw</p><p>　　根據(jù)配用電機(jī)Y801—4</p><p>　　選擇凸緣安裝型YCJ齒輪減速電機(jī)</p><p

100、>　　產(chǎn)品型號(hào)YCJ71F</p><p><b>　　3.5攪拌罐的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　攪拌罐包括罐體和裝焊在其上的各種附件。</p><p>　　常用的罐體是立式圓桶型容器，它有頂蓋、桶體和罐底，通過(guò)支座安裝在基礎(chǔ)或平臺(tái)上。罐體在規(guī)定的操作溫度和操作壓力下，為物料完成其攪拌過(guò)程提供了一定的空間。</p>&

101、lt;p>　　為滿(mǎn)足不同的工藝要求，或者因?yàn)閿嚢韫薇旧斫Y(jié)構(gòu)上的需要，罐體上裝有各種不同用途的附件。</p><p>　　攪拌罐的結(jié)構(gòu)尺寸如表1所式，結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖7</p><p>　　選擇了罐體長(zhǎng)徑比后，還要根據(jù)攪拌罐操作是所允許的裝滿(mǎn)程度考慮選擇裝料系數(shù)η，然后經(jīng)過(guò)初步計(jì)算、數(shù)值圓整及核算，最終確定桶體的直徑和高度。</p><p>　　式中 V---攪

102、拌罐有效容積（mm3）V=1.3m3</p><p>　　VO---攪拌罐總?cè)莘e</p><p>　　根據(jù)容積和選定的K1可初估內(nèi)徑D為</p><p>　　……………………………3-16</p><p>　　則H1=1.45 H=1.2</p><p>　　圖7 攪拌罐結(jié)構(gòu)示意圖</p><p

103、>　　表1 攪拌罐設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)</p><p>　　Agitator design data</p><p>　　3.6 攪拌附件的設(shè)計(jì)</p><p>　　擋板：擋板的作用是消除被攪拌液體的整體旋轉(zhuǎn)，將液體的切向活動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向和徑向流動(dòng)，增大液體的湍動(dòng)程度，從而改善攪拌效果。</p><p>　　為防止攪拌時(shí)液面上產(chǎn)生大的旋渦，并促進(jìn)罐內(nèi)

104、流體在各個(gè)方向的混合，與攪拌槳相對(duì)應(yīng)，在罐體上還安裝有擋板。擋板的設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足“全擋板條件”。所謂全擋板條件，是指在攪拌罐中再增加擋板或其它附件時(shí)，攪拌功率不再增加。擋板的數(shù)目通常為4～6塊，其寬度為0.1～0.12D。全擋板條件是達(dá)到消除液面漩渦的最低條件。在一定的轉(zhuǎn)速下面增加罐內(nèi)附件而軸功率保持不變。</p><p>　　3.7計(jì)量加藥裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　計(jì)量加藥裝置直接與螺

105、旋輸送機(jī)相連。本設(shè)計(jì)中的計(jì)量加藥裝置采用變螺距螺旋輸供料器，該裝置越靠近氣力輸送管道處其螺距越小，使被輸送藥粉越壓越緊以斷絕氣體由此漏出的渠道夕其結(jié)構(gòu)如圖8示。</p><p>　　3.7.1計(jì)量加藥裝置的結(jié)構(gòu)</p><p>　　在帶有襯套的鑄鐵殼體3內(nèi)有一段變螺距螺旋軸4，其右端通過(guò)彈性聯(lián)軸節(jié)與電機(jī)5相連，當(dāng)螺旋在殼體內(nèi)決速旋轉(zhuǎn)時(shí)，物料從上方的加料斗2經(jīng)過(guò)閘門(mén)1經(jīng)螺旋而被壓入下方的輸料

106、管6。由于螺旋的螺距從左至右逐漸減少，使進(jìn)入螺旋的物料被越壓越緊。</p><p>　　圖8 螺旋加料裝置的結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.7.2螺旋設(shè)計(jì)[2]</p><p>　　螺旋軸結(jié)構(gòu)圖及各部位尺寸如圖9所示</p><p>　　圖9 螺旋軸結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　1 實(shí)體面螺旋直徑D的計(jì)算</p&

107、gt;<p>　　1) ……………………………………3-17</p><p>　　式中 D---螺旋直徑（m）</p><p>　　kZ---物料特性系數(shù)，kZ=0.049</p><p>　　kα---填充系數(shù)，kα=0.4</p><p>　　kβ---傾角系數(shù)，kβ=1</p>&l

108、t;p>　　Q---輸送能力，Q=0.06t/h</p><p>　　γ---物料密度，γ=1.021t/m3</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　2)螺旋直徑D與物料粒度關(guān)系</p><p>　　D>=(8~10)dk并C>3dk</p><p>　　

109、式中 dk---物料最大尺寸（mm）dk<3mm</p><p>　　C---葉片高度（mm）</p><p>　　則D>=10dk=10×3=30mm</p><p>　　C>3dk=3×3=9mm</p><p>　　所以，取螺旋直徑D=80mm</p><p>　　2 螺旋軸

110、直徑的確定</p><p>　　1)無(wú)中間懸掛軸承時(shí)，螺旋軸直徑一般為d/D=0.35~0.7,取d/D=0.6</p><p>　　則d=0.6D=0.6×80=48mm</p><p>　　2)按允許撓度校核軸徑</p><p><b>　　(1)允許最大撓度</b></p><p>

111、;　　………………………………………3-18</p><p>　　式中[y]---允許最大撓度（m）</p><p>　　L---螺旋最大跨距（m），L=498m</p><p><b>　　則</b></p><p>　　(2)螺旋軸自重產(chǎn)生的撓度</p><p><b>　　…………

112、…3-19</b></p><p>　　式中 y---螺旋軸自重產(chǎn)生的撓度（m）</p><p><b>　　W---螺旋總重力</b></p><p>　　L---螺旋軸跨度，L=498mm=0.498m</p><p>　　E---材料彈性模量 E=206×109Pa</p>&l