基于CFD-DEM耦合的网式过滤器水沙运动数值模拟

过滤器内部的水沙运动复杂且多变,初始状态下沙粒分布的不均导致滤芯产生局部堵塞,改变了水流流态并进一步影响后续沙粒运动和分布。本文以CFD-DEM(Computational fluid dynamics,CFD;Discrete element method,DEM)耦合模拟Y型网式过滤器内部流场变化与沙粒运动及分布,直观地反映了滤芯对水流的流动阻力特性与对沙粒运动分布影响。结果表明,过滤器内部存在明显的回流区、旋涡区及滞流区,导致各过滤面流速不均,出口一侧流速大,进口一侧流速小,两者相差39%;随着时间的变化,过滤器内流场变化明显,沙粒堆积依次出现在出口侧下端面、出口侧上端面、进口侧下端面、进口侧上端面上,最终布满整个滤芯;在滤芯的4个过滤面中,出口侧上端面流速大而沙粒堆积最少,进口侧上端面流速小而沙粒堆积最多,由此可见出口侧上端面具有更好的过滤性能,可适当提高该处过水面积,以提高过滤器过滤效率。

弧形筛对水体中固体颗粒物的去除效果研究

以弧形筛为研究对象,分析不同筛缝规格、安装角度以及水处理量条件下对固体颗粒物的去除效果,以获得最优化的结构设计参数。将固体颗粒物去除率作为试验指标,设计了0.10~0.25 mm的筛缝间隙、10~20 m3/h的进水流量及53°和37°的筛网安装角度的多因素试验。结果显示,随着筛缝间隙的增大,固体颗粒物去除率呈逐渐下降趋势,但筛缝间隙与颗粒物粒径具有明显的＂匹配性＂特征,筛缝间隙应以等于或略小于水体中平均固体颗粒物粒径为宜;进水流量与固体颗粒物去除率呈反相关关系,单位面积筛面的水处理负荷宜控制在50 m3/（m2？h）左右;在合理的筛网安装角度范围内,适当增大安装倾角有利于提高固体颗粒物去除率。总之,将弧形筛装置应用在水产养殖系统中,是一种行之有效的方法。

电沉积法制备仿生超疏水滤网及其油水分离性能

采用电沉积法在铜网表面制备铜镀层,然后经硬脂酸修饰制得具有仿生超疏水性能的滤网。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、接触角测试仪等对试样的形貌、组成及润湿性等进行表征与分析,探讨电镀时间、电流密度和修饰时间等工艺参数对滤网浸润性的影响,并对制备的仿生超疏水滤网的油水分离性能进行研究。结果表明,铜镀层的微纳米突起结构和硬脂酸修饰的协同作用赋予铜网良好的超疏水性能,其接触角高达165°。该滤网油水分离性能优良,对不同种类油水混合物分离效率高达98%,且反复使用15次后仍能达到90%以上的分离效率。

自清洗网式过滤器水力性能试验

通过清水试验和浑水试验对自清洗网式过滤器的水力性能进行了试验研究.清水试验主要研究过滤器的局部水头损失随不同进口流量(0～230 m3/h)的变化情况.浑水试验分别对过滤器的过滤状态和排污状态进行研究:过滤状态主要研究在最大进水流量(230 m3/h)下改变不同进水含沙量时的局部水头损失变化,以及在保持相同进水含沙量(0.19 g/L)下改变不同进水流量时的局部水头损失变化;排污状态重点研究在不同预设压差值下最佳排污时间的变化规律.试验结果表明:对于清水过滤,进水口流量值在0～140 m3/h变化时,对应的过滤器初始局部水头损失变化缓慢;当流量在140～230 m3/h时,局部水头损失增加较快,并拟合出水头损失经验公式.对于浑水过滤,改变不同进水含沙量值,局部水头损失均在6～7 m出现拐点,之后迅速增大,确定其预设排污压差值为0.07 MPa;排污过程中,当排污时间达到20 s时,排污管出水含沙量趋于稳定,排污效果较好,确定其最佳排污时间段为20～30 s.

转鼓式微滤机颗粒去除率及能耗的运行试验研究

滤网是转鼓式微滤机的主要工作部件,其网目数(孔径)直接影响转鼓式微滤机的总悬浮颗粒物(TSS)去除效率、反冲洗频率、耗水耗电等。分别选用150目、170目、200目、250目、325目5种规格的不锈钢滤网,利用循环水养殖设施进行转鼓式微滤机滤网网目与TSS去除效率、反冲洗频率、耗水耗电等关系的试验研究。结果表明,200目滤网的技术经济效果最为明显,其TSS去除率达到(54.90±10.42)%,而反冲洗频率为2.1次/h,电耗为6.902 kW.h/d,耗水量为1.68 m3/d。

煤矿井下采区煤水分离工艺与设备研究

在采区内对涌水形成的煤水进行煤水分离,能够解决由于涌水带走煤堵塞水沟及巷道问题。针对该问题,提出了一种解决煤矿井下采区煤水分离的方法。

筛网式沉沙排沙过滤池在河水滴灌中的实验研究

筛网式圆形沉沙排沙池是一个新型浑水泥沙分离装置,筛网式沉沙排沙过滤池中筛网式滤槽与河水滴灌中泥沙处理相结合,可以在一定程度上满足滴灌用水的要求。滴灌用水对浑水中泥沙的标准为泥沙粒径不大于0.15mm。在滤槽底部加100目筛网,试验后发现,筛网式过滤槽的过滤效果,反冲洗效果,过水流量均较理想,而且反冲洗之后,垫层料的泥沙含量在在4%左右,达到设计要求。通过试验发现,过滤槽的滤沙满足滴灌要求,反冲洗效果达到持续使用的要求。因此,与一般的滤沙装置相比,本装置用于滴灌,可以省去部分电力,因此可以达到节能减排、环保的泥沙过滤的目的。

微压过滤冲洗池的污物处理能力研究

针对目前处理地表水中污物难的问题,提出了微压过滤冲洗池,并进行了动水试验。试验结果表明:微压过滤冲洗池可以处理泥沙、锯末、树叶、草籽等污物;当含沙量范围为3.1~3.6、13.9~14.4及20.6~21.1 kg/m3时,微压过滤冲洗池的过滤时间分别达到420、60、10 min时开始排污;微压过滤冲洗池的泥沙去除率在80%以上,泥沙粒径范围为0.15~1 mm时,级效率达到100%,中值粒径D50由0.23 mm变为0.058 mm左右,粗端粒径D98由0.97 mm变为0.13 mm左右,从泥沙去除率、级效率、过滤前后的泥沙粒径变化可知,微压过滤冲洗池的污物处理能力很高,过滤后的水满足灌溉需水和水质要求;水箱中的水深随过滤时间的变化规律包含3个阶段,即水深恒定、水深快速增加和水深急速增加阶段。并在试验结果的基础上,对过滤网不易堵塞的机理进行了初步分析。

Y型网式过滤器堵塞过程对有机肥浓度的响应研究

为研究水肥一体化设备中用于过滤有机肥的Y型网式过滤器的堵塞规律,对Y型网式过滤器在初始流量500 L/h、水源压力117.6 kPa下,设置25、30、40、50 g/L共4种黄腐酸钾有机肥肥液质量浓度,进行了过滤器堵塞试验,分析了Y型网式过滤器的局部水头损失与单个滤孔滤网清洁度(单个滤孔有效过水断面面积与孔隙总面积比值)S/S0的关系,并利用XRD分析了过滤器内堵塞物质的成分。结果表明:肥液质量浓度对过滤器滤网清洁度影响显著,建议肥液质量浓度不超过40 g/L;过滤器局部水头损失在S/S0减小到10%后才逐渐开始增大,过滤器局部水头损失与滤网清洁度、肥液质量浓度有关,利用多项式拟合给出了过滤器滤网清洁度与肥液质量浓度、施肥持续时间的关系式及局部水头损失与肥液质量浓度、滤网清洁度的关系式;滤网堵塞物质主要成分为硫酸钙、草酸钙。本研究结果可为水肥一体化设备中过滤器的选择提供理论参考。

煤矿井下煤水快速分离工艺与设备研究

在井下快速分离煤水是煤炭开采含水煤层至关重要的工作。针对该问题提出一种新型的煤矿井下煤水快速分离方案,并对该方案中重要设备如溜槽、振动筛、压滤机等在该系统中要求进行了论述。

超疏水滤网绿色制备及油水分离应用研究

采用水热合成法,以不锈钢网作基底,通过高温煅烧等条件,使其表面生长花瓣状氧化锌微纳米结构,经低表面能物质硬脂酸乙醇修饰获得具有超疏水性能的不锈钢网,并探索所制备超疏水不锈钢网在油水分离中的应用。用接触角仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)等设备对制备的超疏水不锈钢网表面浸润性、微观形貌、相组成进行表征分析。实验表明,修饰后不锈钢网表面具有超疏水性,接触角高达170.8°,滚动角为4°,油水分离效率达95.2%。

循环水泵房旋转滤网改造

介绍了陡河发电厂循环水泵房旋转滤网改造的原因、方案以及实施改造后的运行效果。

滴灌网式过滤器水头损失试验及分析

滴灌用自清洗网式过滤器是目前国内外应用最广泛的过滤器之一,其水头损失是评价过滤器性能的关键参数。对过滤器的水力性能进行系统研究,分析了80目滤网清水和浑水水头损失的变化规律。通过清水试验,拟合得到了进水流量与水头损失变化的关系式;通过浑水试验,采用单因素分析法对流量相同和含沙量相同条件下的水头损失变化规律进行研究,得到了相应浑水水头损失的计算方法,由此拟合出两种情况下的水头损失计算公式,拟合公式的决定系数均大于0.90。

小河污水厂运行中的节水改造

在贵阳小河污水处理厂的节水改造工程中,采取了以消毒后的出水代替自来水冲洗脱水机滤布、以系统出水代替自来水作为提高滗水器内压用水等节水措施,通过设备改造,减少自来水用量45×104m3/a,减少COD排放量6.75t/a,实现了节能减排的目标。

净化石灰石浆液解决旋流器堵塞的方案及措施

针对烟气脱硫装置中废水系统旋流器堵塞,致使系统不能稳定运行的问题进行了分析。出现旋流器堵塞的原因是脱硫系统中的滤网孔径大于废水旋流子孔径,故而使细小杂物很容易通过滤网而堵塞在废水旋流子处。文中提出了系统改造的思路及实施方案,即在二级旋流溢流口处加装开式滤箱。经改造后,废水系统能够长期稳定运行。

三种回收装置在烟草薄片白水处理系统中的应用

本文通过分析江苏鑫源烟草薄片有限公司纸机上网浆料和网下白水的纤维形态,确定可回收烟草纤维的长度范围。针对可回收烟草纤维长度,研究弧形过滤筛、旋翼筛、帆布式过滤装置等回收装置的过滤筛分效果,研究表明帆布式过滤装置对白水的处理效果较好。

选煤脱介喷水去杂过滤改造

阐述了辛置煤矿选煤厂生产过程中,细小碎屑杂物进入循环水系统,对脱介喷水量和喷水压力带来的影响。通过对循环水系统过滤装置的技术研究,在脱介喷水管路增加Y型过滤器,解决了循环水中细小碎屑堵塞脱介喷水嘴问题。改造后消除了频繁上脱介筛疏通喷嘴的不安全因素,减轻了人工劳动强度。过滤改进保证了脱介喷水质量和喷水压力,脱介效果极大改善,同时稳定了生产系统,保证了产品质量。经试验对比,入选吨原煤可降低重介粉消耗0.1 kg,根据辛置矿选煤厂二车间原煤入选能力260万t/a,年节约介质粉260 t,节约费用33.8万元。

浑水条件下鱼雷网式过滤器的试验研究

【目的】深入研究鱼雷网式过滤器的水头损失和过滤时间。【方法】浑水条件下,对2种滤网目数的鱼雷网式过滤器分别进行定含沙量和定流量试验,分析了水头损失在不同运行条件下的变化规律。【结果】定含沙量试验中,进水流量在240～300 m3/h范围内持续增大时,水头损失发生急剧变化所需时间逐渐延长,而在300～360 m3/h范围内持续增大时,水头损失急剧变化所需时间逐渐缩短,这是鱼雷部件起到关键作用的缘故;定流量试验中,随进水含沙量增大,过滤器达到预设压差0.10 MPa的时间越短;所有试验条件下,水头损失随过滤时间的推移经历保持不变、逐渐减少和急剧增大3个不同的变化阶段。【结论】鱼雷部件在延长过滤时间方面起到重要的作用;鱼雷网式过滤器的冲洗预设压差值调节为0.04 MPa最宜。

千秋煤矿选煤厂压滤系统的优化设计

为了解决选煤厂压滤系统工艺不完善、煤泥水黏稠、洗选效果差等存在的一系列问题,通过优化工艺流程,根据实际生产条件在沉淀池煤泥水泵入压滤机之前,加工制作小型振动筛的方法,控制进入喂料泵的入料粒度,延长压滤机配件的使用周期,提高压滤效率,改善煤泥处理效果。

使用在家庭热水系统上的单向阀中滤网设置点的分析

本文针对使用在家庭热水系统上的单向阀中滤网设置点进行深入的分析,阐述了滤网因设置点不合理,存在的各种弊端,得出较优的方案,为单向阀的设计或安装提供参考。