南通立源水业科技发展有限公司

1、立源水业工艺技术讲解立源水业工艺技术讲解给水工艺流程原水配水取水沉淀消毒反应混合出水过滤取水方式及比较 固定岸边取水 引水渠取水 远离岸边取水配水方式及比较 稳压配水井 堰口式配水主要混合方式和原理水泵混合：管道混合：静态混合器混合：跌水混合：机械搅拌：无混合反应方式与比较常见絮凝设备1.流道边界控制型 隔板絮凝池 折板絮凝池2.流体旋转流动型 涡流式反应池 机械絮凝池 穿孔旋流絮凝池3.流道中设置耗能机构型 网格、栅条絮凝池 星型翼片絮凝设备星型翼片絮凝设备 组合式絮凝池分离过程 沉淀池 平流沉淀 斜板沉淀 斜管沉淀 气浮过滤工艺和比较 V型沉淀池 气水冲洗沉淀 翻板阀沉淀池消毒工艺及比较

2、紫外消毒 二氧化氯 氯气 次氯酸钠混凝沉淀工艺混凝沉淀工艺 混凝沉淀工艺是目前给水处理、中水处理和部分污水处理的核心工艺，主要包括混合、絮凝和沉淀三个单元工艺过程。它已有150余年的历史，承担着水处理中95以上的负荷。混合：实现原水和药剂的快速均匀混合，使药剂完成水解， 并使水中胶体脱稳，从而形成细小的、分布均匀的矾花颗粒。絮凝：实现细小矾花颗粒的相互碰撞和聚集，使其长大至合适的矾花颗粒尺度。沉淀：将絮凝反应过程中所形成的矾花颗粒沉积下来，实现矾花颗粒与水的固液分离过程，从而得到水质合格的出水。典型絮凝工艺过程给水：给水：原水混合絮凝沉淀过滤消毒二级泵站污水深度处理（中水回用）：污水深度处理（

3、中水回用）： 二沉池出水曝气生物滤池混凝沉淀过滤消毒造纸行业白水处理：造纸行业白水处理：纸机白水混凝沉淀回用水钢铁行业零排放工程：钢铁行业零排放工程： 化学除油器：化学除油器：海水淡化：海水淡化：海水除浊（混凝沉淀）膜处理 膜处理：膜处理：微滤 超滤 纳滤 反渗透电力行业（锅炉用水）：电力行业（锅炉用水）： 原水除浊（混凝沉淀）离子交换锅炉立源水业混凝沉淀工艺流程 过程的实现，需要相应的技术和设备。混凝沉淀各阶段的工艺技术水平和相应设备性能，及其整体集成性能是影响工程运行效果的关键因素。立源水业混合技术和设备立源水业混合技术和设备什么是混合？混合就是两种或者多种物质通过相互接触和渗透，并最终形

4、成新的均相单一物质的过程。常见的混合有气气混合，气液混合，液液混合和固液混合。到目前为止，在大部分立源水业涉及的水处理过程中，我们所关心的混合是液液混合，或者说液固混合，即如何通过相应的设备将药剂快速、均匀快速、均匀地分散到原水的水体之中。在混合过程中，通过各种形式的能量输入，使流体（气体或者液体）在混合设备部件的作用之下，产生相应的漩涡和速度差，从而达到被混合物质相互均匀分散的目的。（更确切的说，其实是混合过程的强化）化工领域最常见的混合方式是搅拌混合。混合应达到的目标 1、确保水中胶体颗粒脱稳，能够被去除。 2、形成粒度均匀的絮体基元。混合条件要求 实现药剂与水的快速、均匀混合，从而产生细

5、小、密实的矾花颗粒，提高药剂利用率。快速扩散：快速扩散：絮凝剂与水接触絮凝剂水解絮凝剂水解物质使胶体脱稳，整个过程非常快，在几秒钟之内完成。为使水中胶体有效脱稳，需要在1秒之内就使得药剂和水充分接触有利絮体形成：有利絮体形成：实现整个水体中各部分药剂与水的充分接触，其尺度需要控制在微米尺度的范围絮凝剂投加方式干投法：将粉剂、颗粒剂直接投入原水之中。 优点：节省一点设备投资和运行费用 投加设备：设备运行费用高 缺点：混合效果差，药剂利用率低 湿投法：将药剂预先配制为一定浓度的药液（5%20%） 优点：大大提高混合效率和药剂利用率，节省药剂投量 目前主要的药剂投加方法主要混合方式和原理水泵混合：管

6、道混合：静态混合器混合：跌水混合：机械搅拌：无混合水泵混合水泵混合：将药剂加入泵的前端，利用泵的叶轮的快速转动，完成药剂的混合水泵混合的缺点是药剂易对泵产生腐蚀管式混合（静态混合器） 管道混合：小于150m的管道加药距离其缺点是管道内部没有构件，混合效果不理想 静态混合器混合：各种形态的混合器具有不同的内部构件，苏尔寿 其缺点是水力损失较大，内部构件复杂不易维护机械搅拌混合 机械搅拌：传统和常用的混合方式，混合强度不均匀比较适合于间歇式搅拌操作 对于水处理行业中的连续混合不适合，对混合过程的控制性较差，不能满足快速、均匀混合的目的。 体积庞大，由于有动部件，维护困难，问题较多跌水混合 跌水混合

7、：通过构建相关的建筑，使水流从高处落下，完成能量的耗散，实现水与药剂的混合。喷泉 可控性较差立源混合理论与混合技术 ?药剂混合过程1. 湍流混合过程（宏观混合）：在流体剪切力的作用之下，流体内部形成大尺度涡旋（厘米级），并主导混合过程，此时流体的混合扩散系数很大（毫秒级），此过程之后，流体可达宏观上的均匀，在小于漩涡的尺度，则不均匀。2. 分子扩散（微观混合）：物料从湍流分散后的最小微团到分子尺度上的均匀化过程，是实现液体完全彻底混合的最后步骤，该步骤完全依靠不同物质分子的浓度差异，依靠物质的分子布朗运动来实现。3. 拟层流扩散：大的漩涡发生相互碰撞而形成较小尺度的漩涡（kolmogorov尺

8、度），此时的混合主要由该尺度大小的漩涡的卷吸作用主导，卷吸的管状内部涡旋的流体流动为层流流动，此后分子尺度上还是高度分离的层流与湍流（紊流）粘性流体的流动形态：层流、湍流、过渡流动层流：层流：流体分层流动，相邻两层流体间只作相对滑动，流层间没有横向混杂。湍流：湍流：当流体流速超过某一数值时，流体向各个方向运动，有垂直于管轴方向的分速度，各流层将混淆起来，并出现涡旋。雷诺数：vrReRe=200000雷诺试验拟层流拟层流湍流基本知识(边界层理论) 1、湍流 2、旋涡的形成过程旋涡的形成过程选定流层y流速分布曲线干扰FFFFFFFFFFFF升力涡 体旋涡及其演变（水桌实验）涡旋衰减理论串级失稳理论

9、:耗能涡旋：耗能涡旋：涡旋中流体之间的相互滑移和摩擦，使得涡旋自身的能量转化为流体的内能，会使得涡旋逐渐减小，直至湮灭。涡旋与涡旋和涡旋与流道壁面之间的相互碰撞和摩擦也会耗散涡旋的能量。湍流扩散与N-S方程 湍流扩散方程： Navier-Stokes方程：mmmmx( x)()(tKy Kyz Kzyyz）210ijijiiiijjiUUuuUUPUxtxxx 涡旋控制流体速度特征尺寸边界条件混合效果的判定 分散尺度：分散尺度：对于水处理来说，在分割尺度为微米级的范围内，存在着两相物质，即可认为混合均匀 取样范围和取样点的安排：取样范围和取样点的安排： 化学法：利用快速平行竞争反应或者串联竞争

10、反应，通过测定反应的选择性，来判别混合效果 光学法：在水中加入示踪剂或者示踪离子，利用PIV等光学仪器进行观测，其在水中的分布，判定混合效果 温度法：利用不同温度流体的混合，通过测定流体区域能的温度分布来监测混合效果。列管式混合器的实现形式 管道混合：简单的管道混合就是将药剂直接投入普通的水管之中，利用管道中水的流动，来实现混合的目的 管式静态混合器：在水管之中通过加入一些内部构件，使得水流和药剂在通过的时候，会被多次改向，分割和再聚合，并形成漩涡，强化水和药剂的混合 （立源水业的管道混合器具有独特的内部结构） 射流混合：将药剂通过喷口高速射入水流主体之中，从而产生较大的速度梯度，实现混合的强

11、化 （立源水业通过特别设计的加药管实现射流混合的引入）立源混合设备的理论基础在水处理混合过程中，最重要的是利用混合设备产生高密度、高强度、小尺度的涡旋，当然并不是所有的小涡旋都是有效的，如何调整涡旋在整个流场中的分布密度和强度均匀性，是决定混合效果的关键。直列式（列管式）混合器就是根据以上理论基础发展而来的。该混合器在主管道内部设置了一系列顺流道布置的管束，管束的长度、管径和排列的间距都是经过流体动力学计算优化得到的。当原水以一定流速流经管道时，在管壁的作用下，水流发生边界层分离，并由此产生一系列的涡旋，涡旋脱离边壁进入紊流核心后破灭。这样在管束内形成的同管径尺度相当的涡旋群，在其后的流动过程

12、中，会逐步衰减为均匀的各向同性紊流，从而实现胶体同絮凝剂的接触碰撞，并使其脱稳凝结成小絮体。关键点1. 提供合适的条件在混合区域产生漩涡并控制漩涡的分布2. 提高耗能漩涡在混合区域分布的均匀性3. 检验混合区域能量损耗的分布式检验混合器混合效果的重要指标4. 合理利用湍流的宏观扩散，通过控制边界条件，增加边界的面积来控制水体中漩涡的产生、扩散和衰减来强化混合的效果和效率5. 立源水业的混合器在混合效果相同的情况下，其能量的损耗低于一般的静态混合器（苏尔寿），混合效率高立源水业混合设备直列式混合器直列式混合器1.配水器2.导流锥3.管体4.管束5.连接法兰直列式混合器直列式混合器结构配水器一级混

13、合三级混合混流器二级混合加药点及射流投药三级管束的作用导流锥混合器后安装要求直列式混合器结构剖析 整体混合器结构：整体混合器结构：长度L和混合器管径D：L5D （标准管道，减少成本） 设计精巧的配水器：设计精巧的配水器：实现药剂的均匀预分散，提高混合效率 系列的同心管束结构：系列的同心管束结构：提供合适的旋涡壁面生成条件和湮灭空间 独特的导流锥结构：独特的导流锥结构：管道内流动的再混重分配，通过速度梯度生成大漩涡 后接续管道：后接续管道：L10D，为细小矾花的生成提供合适的空间和时间条件立源混合器的主要优点 提高絮凝剂与水之间的有效接触，减少不必要的絮凝剂胶团间接触，从而提高药剂利用率，可比常

14、规设备节省药剂投量10%30%左右 具有很强的流量适应性能，在设计负荷量10%之内，仍然具有优良的混合性能 生成的矾花颗粒细小、密实，从而使得沉淀池中矾花的密度可达到1.101.15之间，有利于矾花的沉积分离 由于混合器所具有的特殊、高效的内部构件，从而提高了能量的利用效率，在设备运行过程中，可大大节省过程能耗，降低运行费用操作费用 在处理量相同的时候，立源水业的直列式混合器比常用的静态混合器的水头损失低一米左右，所以在工程运行中，更加节能省电： 以一个处理量为10000吨/天的工程为例，其每天可以节省运行的电量大约为34度，则一年可以节省的电量为12410度。按电价0.8元计算，可节省费用9

15、928元。 34度=(10000000kg*9.8m2/s*1m)/(3600000J/度)/0.8 此时泵效率为80%药剂利用率 立源水业的混合设备，由于混合效率高，可大大提高药剂与水体的有效碰撞，从而可以比其他普通的混合器节省投药量20%30%左右。 以处理量为10000吨/天的工程为例，按每吨水常规投药量为25g计算，每公斤药剂价格为1.6元计算，则该工程每天可节省的药剂费用为80元，则一年可以节省费用29200元： 10000*25*1.6/1000*0.2=80 药剂节省量按20%计算。对系统的影响 立源水业的混合设备可以使药剂和原水充分高效地接触，在使水中胶体脱稳之后，使得所形成的絮体颗