1、電動攪拌器攪拌系統(tǒng)的設計

 

　　在污水處理廠中電動攪拌器有多種用途。在活性污泥工藝中采用電動攪拌器可防止污泥沉積在池底部，將污水與回流和再循環(huán)水流混合在一起使懸浮固體均勻分布，從而使微生物與污水之間有充分的接觸。在污泥處理中它們可以執(zhí)行其他類似的功能。

 

　　攪拌器設計中通常需要考慮的因素是能量密度(W/m3)和整體流速(m/s)，特別是在污水處理中。由于已經(jīng)出現(xiàn)了新的高效的攪拌系統(tǒng)，故能量密度標準已經(jīng)轉而用來表示最大能耗了。

 

　　有效的攪拌是在整體流動條件下獲得的，水池中的介質(zhì)整體都在發(fā)生運動，并且成為攪拌工藝的一部分。整體流速通常為0.15～0.35m/s，現(xiàn)在往往被用作攪拌程度的設計參數(shù)。由于無循環(huán)通道的水池也存在著如何正確定義和測量所需流速的問題，故只在學術上規(guī)定一個整體流速是不夠的。直到今天，整體流速仍是污水處理中最可行的對通用攪拌狀態(tài)進行定量分析的方法，而以沉積量、活體積、污泥分布均勻度等參數(shù)來定量表示攪拌度的工作正在進行之中。

 

　　整體流動是由攪拌器射流的動量驅動的，其根本上就是攪拌器的反應推力，它與攪拌器的位置共同決定著所產(chǎn)生的流動形式。如果攪拌器的位置和某一應用中所需要的推力以及攪拌器的推力數(shù)據(jù)已知，就可據(jù)此進行設備選型了。

 

　　2、流量的計算

 

　　最近的一篇報道顯示，使用計算機流體動力學(CFD)可以準確地預測電動攪拌器所產(chǎn)生的流量。為了計算流量，必須解出納維—斯托克斯方程，這可依靠計算機的幫助并采用雷諾數(shù)平均的方法，還需要正確選擇湍流、電動攪拌器型式以及計算中所采用的計算網(wǎng)格。解納維—斯托克斯方程時所施加的力必須包括在內(nèi)，如射流沖力(即攪拌器推力，單位：牛頓)。另外，與攪拌器力矩(角動量通量)也有一定的關系，但沒有那么重要。

 

　　依照攪拌器推力和攪拌器位置，正確使用CFD可以進一步增進攪拌器系統(tǒng)設計工具的準確性。在這些設計中，攪拌器推力是最重要的定量因素，由于ITT飛力系列各種攪拌器所產(chǎn)生的推力是已知的，因此攪拌器選型過程就完成了。

 

　　3、測量推力的試驗臺

 

　　ITT飛力試驗臺如圖1所示，包括一個專門設計的容器、一個帶導桿的框架和所需的負載單元及與計算機相連的推力測量設備?？蚣苁沟脭嚢杵魉a(chǎn)生的推力可以施加在負載單元上，除了推力以外還有其他的儀表記錄電機輸入功率(采用3W計法)和電流。

 

　　該試驗臺具有的導流板系統(tǒng)和安裝在罐中的有孔板保證了回流水不會影響攪拌器的性能，其目的是為了獲得穩(wěn)定的、與無限液體體積中相類似的試驗條件。這些條件在設計攪拌系統(tǒng)時可作為基準點，而攪拌器性能還要根據(jù)周圍的流動情況加以修正。

 

　　試驗裝置(裝有攪拌器和推力測量設備)在1∶10的試驗模型中共進行了40多次試驗，最終是將電動攪拌器放置在與前中心板上的一個孔相對的地方，前中心板與兩個成一定角度的側導流板相連，幾乎到達了罐的邊緣，形成一個“A”字形狀。在流量大的情況下這兩個流量收縮(一個位于“A”與罐壁之間，另一個位于“A”的入口)可大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。放置在“A”的入口上方的一個帶孔的板阻斷了返混，更進一步提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。