水力旋流器理論與應用

水力旋流器理論與應用實驗

以旋流器對污水處理進行活性污泥濃縮分離為應用背景,通過對不同濃度下水力旋流器中顆粒的受力和數值計算結果的分析,探討了不同濃度范圍內促使粗細顆粒分離的主要因素,證實了在污水處理廠活性污泥的濃度操作范圍內,離心力是促使顆粒分離的主要作用力,顆粒之間的相互作用力對顆粒分離影響不大。

分析表明,顆粒的沉降速度比數值計算濃度條件下的沉降速度有所降低,但仍基本上與顆粒直徑的平方成正比,大小顆粒主要在離心沉降的作用下得到分離,因此通過數值計算得到的顆粒分級效率曲線與試驗得到的分級效率曲線吻合良好。 用湍流雷諾應力模型和一種多流體模型對水力旋流器內的液、固多相流動建立了旋流器數學理論模型,采用了不需事先給定水力旋流器分流比的壓力出口邊界條件,獲得了水力旋流器內的液、固多相流動的數值解。

在不同的水力旋流器結構參數和操作參數下,對固體顆粒的旋流分離進行了分析研究,結果表明:旋流器的排出口比是影響分流比的主要因素,進口壓力對分流比有一定影響,水力旋流器的直徑變化(排口比不變)和錐段角度變化對分流比基本上沒有影響;隨著直徑、錐段角度的增大,分離粒度逐漸增大,回收率降低;隨著入口壓力增大,水力旋流器的分離粒度變小,底流的分流比會緩慢增加;隨著溢流管管徑的增加,分離粒度增大,分流比明顯減小,回收率降低;隨著底流管直徑的增加,分離粒度減小,分級效果明顯下降,回收率會增加。

通過數值模擬和試驗研究了污水處理廠活性污泥在水力旋流器中的湍流多相流動,得到了水力旋流器結構參數和操作參數對固體顆粒分級性能影響的變化規律,證實了低濃度下的數值模擬結果能夠用來指導實際的活性污泥濃縮分離的生產實踐。對水力旋流器的設計和選用有一定的參考價值。

水力旋流器理論與應用

礦漿從進口壓入，經給礦管沿切線方向進人旋流器的圓柱體內，即在器內作旋轉運動并產生極大的離心力。在離心力的作用下，較粗的顆粒被拋向器壁，隨螺旋線下降流下降，井由排砂嘴排出；較細的顆粒與水一起在錐體中心形成上升的螺旋流，經溢流管排出。  

和其它分級機相比，水力旋流器構造簡單，沒有運動部件，體積很小，占地面積少，單位面積處理能力大，操作維護方便了成木較低。因而它在金屬選礦廠尤其有色金屬選礦廠得到廣泛的應用。