潜水推流器作用下八边形养殖池的集污性能

为了探究潜水推流器作用下八边形养殖池内的污物聚集特点,本研究利用物理模型试验的方法,研究潜水推流器不同的布设角度θ、布设距离比d/a(中垂线模式:d1为推流器叶轮轴线中点与最近的池壁之间的距离,a1为八边形养殖池长边边长;对角线模式:d2为推流器叶轮轴线中点与最近的短边边长之间的距离,a2为八边形养殖池排污口与最近的短边边长之间的距离)、推流器数量n和布设模式对八边形养殖池内污物聚集的影响。试验利用高清相机记录养殖池内的污物分布情况,并使用MATLAB分析计算污物与池中心的距离。实验中通过比较不同工况下污物与池中心距离的最大值的大小,衡量养殖池集污性能的优劣。结果显示,潜水推流器的布设角度θ、布设距离比d/a、推流器数量n以及布设模式都影响池内污物聚集的效果。在本研究设置的布设距离比工况下,潜水推流器布设角度θ为45°时集污效果最优,而当布设角度θ大于70°时,随着布设角度增加,八边形养殖池周边出现集污死角,残饵及粪便距离排污口中心变远且饲料离散程度变大;在30°、40°、45°、50°工况下,污物聚集效果随布设距离比d/a的增大逐渐增强,当布设距离比为1/2时集污效果最好。养殖池集污性能随潜水推流器数量的增加而整体呈现增强的趋势,尤其是潜水推流器数量从1增加至2时,集污性能明显提升,但是持续增加后,集污性能不再有明显的提升。其余设置条件相同的情况下,对角线布设模式下的养殖池集污性能明显优于中垂线布设模式。研究表明,潜水推流器采取对角线模式,布设时不少于2个,布设角度θ为45°附近,此时八边形养殖池集污性能较优。研究结果可为八边形养殖池内潜水推流器的布设方式提供依据与指导。

潜水推流器作用下大型圆形养殖池的流场特性

为了探究潜水推流器作用下大型圆形养殖池内的水动力特性,利用研发的无人船搭载声学多普勒流速剖面仪(acoustic doppler current profiler,ADCP)系统现场测定了潜水推流器数量(n=2、4)对圆形养殖池不同水层(h=1.5,2.0,2.5 m)流场分布特性的影响。结果表明:当推流器数量为2个时,大型圆形养殖池1.5、2.0、2.5 m水层池边流速分别为0.4、0.3、0.1 m/s,当推流器数量为4个时,1.5、2.0、2.5 m水层池边流速分别为0.6、0.4、0.3 m/s;水平方向上,养殖池流速随着池边缘距池中心距离的减小而逐渐减小,垂直方向上,流速随着水层深度的增加而逐渐降低;平均流速分布显示,无论利用2个还是4个推流器推流,都能在养殖池内产生旋转流,但高流速仅仅在养殖池边缘附近,且养殖池中心附近的流速接近于0,导致污物很难到达养殖池中心的排污口。研究表明,推流器数量与大型圆形养殖池不同水层流场分布特性密切相关,养殖池内不同水层的平均流速均随着推流器数量的增加而增大;圆形养殖池由中心到池壁均产生较为明显的流场分区现象,高流速区域分布在养殖池表层池壁附近;大尺寸圆形养殖池在初始水动力条件、推流器数量一定时,环流仅在池边产生,池塘中间位置产生环流较小。本研究结果可为大型圆形养殖池内潜水推流器布设方式的改进提供参考依据。

潜水推流器在炼油污水中的应用

荆门石化污水处理场以氧化沟工艺运行为主,由于沟型的原因存在充氧与推流的矛盾,曝气转碟间距较长,氧化沟水平流速小于0.3 m/s,污泥沉底。氧化沟充氧与推流的之间矛盾必须通过潜水推流器来解决。氧化沟转碟只提供生化处理所需曝气量,而潜水推流器则起到泥水搅拌均匀、提供足够水平流速的作用。氧化沟增设潜水推流器投用后,不再发生污泥沉低的现象,水平流速大于0.3 m/s,沟内污泥混合均匀,溶解氧也由原4.0 mg/L降到2.0 mg/L,同时由于溶解氧和水平流速的满足。但潜水推流器投用后,一定程度上也破坏了原有生物相分布情况,需通过不断摸索使微生物适应新的生长环境。

液压传动潜水推流器的设计与应用

为解决潜水推流器在水下使用电机带来的运行故障,尝试采用液压传动系统代替水下电机作为潜水推流器的动力。这种潜水推流器降低了电气故障的频率、检修排障时间和检修劳动强度,且具有低速大扭矩的特点。后级传动齿轮可以选用单级传动减速机,减速机可选齿模数更大,齿轮强度大大提高,延长了设备使用寿命。

潜水推流器提升机构滑轮的改进设计

潜水推流器传统的结构设计和材料选用都不是很理想,存在很多缺陷。为此,改进设计了新型提升机构滑轮,实际应用中效果理想、用户反映良好,彻底解决了振动大、噪声大、阻力大等技术应用难题。

潜水推流器在污水处理中的应用及常见故障探究

由于潜水推流器处于污水中,运行环境十分恶劣,有腐蚀性水质以及振动等不利因素,需要提出水面才能进行维护,一天24小时不停歇地连续工作,它的维修保养工作越来越重要。本文简要阐述了潜水推流器的组成,对其在污水处理过程中的常见的故障及解决对策进行探究。

一种悬挂式潜水推流器导杆装置设计与应用探究

为了解决使用铰销结构和膨胀方式安装的潜水推流器导杆维修不方便的问题,本文提出了一种新型悬挂式潜水推流器导杆装置。这种悬挂式导杆装置从结构上解决了液面下导杆基座维修不方便的问题,该装置能在不影响生产的情况下进行检修,节约了时间和人力物力成本。

潜水推流器的技术提升

为解决传统潜水推流器故障率高、可靠性低、使用寿命短的技术问题,对主机和安装系统进行多方面的技术提升,原创"玻璃钢叶轮、微型潜水式减速机构、V锥夹固式吸振耦合座"三大核心技术和"内外组合式动密封机构、电缆进线密封防损坏装置、水上悬挂式安装系统"三大应用技术,使设备主机结构、水力结构、安装结构有了大的创新和突破,极大地提高了设备的机械性能,水力性能,同时工况适应性和降耗节能性大大增强。

基于检验池的潜水推流器优选方法探讨

首次提出并设定了标准检验池作为不同型号推流器运行效果的统一判定依据;同时,设计4种不同叶型的潜水推流器叶轮水力模型,利用标准检验池,对4种叶轮工况进行单相全流场定常数值模拟。依据国内企业普遍使用的检测技术,对推流器轴向推力进行监测分析。另外,首次提出两种新型优选方法,根据2014版《室外排水设计规范》(GB 50014—2006)对潜水推流器的功耗要求,设定功耗分析指标;根据该规范对氧化沟内平均流速要求,监测高速流动水体体积,并作功率—速度体积变化曲线。分析比较这3种优选方法,结果表明,推流器的轴向推力、功耗和功率—速度体积变化曲线等3个评定指标关于推流器的优选结果具有紧密联系,但侧重点不同。新的优选方法在产品设计阶段即可进行初步优选,可缩短产品设计周期,提高产品节能性能。

导流罩对推流器性能的影响研究

在污水的处理过程之中,潜水搅拌器作为污水处理的主要核心部件之一,它的工作性能和作用对于全部污水处理过程的最终质量产生了十分重要的影响。因此,潜水推流器成为了污水处理厂重要的搅拌和推流的设备。采用试验与CFD数值模拟相结合的方法研究了直径为400 mm转速为980 r/min推流器的推力、功率以及推功比性能参数,建立三维几何模型,进行结构化网格划分并进行了网格无关性分析,对潜水推流器进行了非定常计算;通过数值计算分析得出安装导流罩的潜水搅拌器的推力为759.33 N,功率为888.29 W,推功比为0.85 N/W,未安装导流罩的潜水搅拌器的推力为1003.39 N,功率为1144.72 W,推功比为0.88 N/W,安装导流罩的潜水推流器的推力、功率以及推功比比未安装导流罩的潜水推流器分别要减小24.3%、22.4%、2.4%,通过试验研究得出安装导流罩的潜水搅拌器的推力为740 N,功率为903 W,推功比为0.82 N/W,未安装导流罩的潜水搅拌器的推力977 N,功率为1164 W,推功比为0.84 N/W,安装导流罩的潜水推流器的推力、功率以及推功比比未安装导流罩的潜水推流器分别要减小24.3%、22.4%、2.4%,推力、功率、推功比的模拟值和试验值的误差在5%以内,数模和试验结果吻合性较好,有效验证了数值模拟的精度和试验的可靠性。导流罩对推流器的有效推进距离有促进作用,有导流罩有效推进距离比没有导流罩在0.3、0.4、0.6m/s条件下分别增加了4.8%、28.4%、30.8%。

叶轮直径对潜水推流器水力特性的影响

针对污水处理池内易产生污泥沉积的现象,研究了叶轮直径对潜水推流器水力特性的影响。选取不同叶轮直径的潜水推流器作为研究对象,基于STAR-CCM+仿真软件,采用多面体网格划分方式,对潜水推流器进行全流场定常数值模拟,同时分析不同叶轮直径的潜水推流器在环形检验池和方形池中运行时池内流体的平均流速。结果表明,在相同功率下,潜水推流器在不同的池子中运行时,叶轮直径对潜水推流器的水力性能有很大影响。在环形检验池中,叶轮直径增大,潜水推流器的推流效果增强;在方形池中,随着叶轮直径的增大,潜水推流器的推流效果则先增强后减弱,当叶轮直径为3.7 m时,潜水推流器的推流效果最好。根据动量定理推导出潜水推流器的效率计算公式,并在该公式的基础上分析了潜水推流器在不同池型中推流效果不同的原因。

基于比功率的潜水推流器优化研究

解读新发布的国家标准《潜水推流式搅拌机》(GB/T33566-2017),分别从试验和理论的角度阐述计算比功率的方法,并论证了它们的优点和局限性。以比功率为评判标准,基于CFD商用软件STAR-CCM+,研究两叶片潜水推流器在标准检验环形池里比功率随转速和叶轮直径变化的规律。结果表明,两叶片潜水推流器在标准环形池中运行时,保持叶轮直径不变,比功率均随着转速的增大先减后增,即存在经济转速点;在恒功率下,两叶片潜水推流器的比功率随着叶轮直径的增大而减小,其中在叶轮直径处于1.1~2.5m范围时,潜水推流器的比功率随着叶轮直径的增大而急剧减小,而当叶轮直径>2.5m时,潜水推流器的比功率随着叶轮直径的增大而缓慢减小。

减速机在潜水推流设备中的应用设计

普通减速机在污水处理行业潜水推流设备中使用情况不理想,寿命短,故障率高,水下工况适应性差。为改变应用现状、提高潜水推流器力学性能、运行可靠性和产品竞争能力,对减速机进行专配和专用化潜水式应用改进设计。新型潜水式减速机在密封、强度及防腐等方面有很多重要注意事项和技术特点,故对此进行介绍和描述,并重点突出结构和密封技术优势,以及与整机配套的协调性、可靠性和适应性。

基于数值方法的推流角度对城市湖泊水体置换影响研究

由于潜水推流器在水体置换过程中可起到“引清推污”作用,为改善水环境某湖泊拟采用潜水推流器推流优化湖泊死水区水体置换率,利用MIKE21建立该湖泊二维水动力-对流扩散耦合模型,推流器位置固定条件下计算分析13个推流角度下流场变化、浓度场变化以及水体更新时间。结果表明:综合考虑流场、边界地形和水体更新时长,合理的推流角度能够有效增大死水区平均流速,大幅缩短水体更新时间和加快水体置换进程,为水生态工程中推流角度的选取提供了理论依据。

改良型Carrousel氧化沟沉泥问题的解决办法

改良型Carrousel氧化沟由于采用表面机械曝气和廊道较长,易引起沟内污泥沉积。通过安装潜水推流器,提高了池底流速,解决了氧化沟底部积泥问题,运行成本较低,出水水质好。