污水源热泵引射强化旋流净水技术研究 倪龙

《污水源热泵引射强化旋流净水技术研究 倪龙》由会员分享，可在线阅读，更多相关《污水源热泵引射强化旋流净水技术研究 倪龙（20页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、污水源热泵引射强化旋流净水技术研究污水源热泵引射强化旋流净水技术研究2016年第二十届全国暖通空调制冷学术年会年第二十届全国暖通空调制冷学术年会海口海口2022-12-8哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学 倪倪 龙龙/20内容提要内容提要u1 引言引言u2 防防阻自除垢污水热泵能量提升系统阻自除垢污水热泵能量提升系统u3 旋流旋流防阻防阻机样机及试验装置机样机及试验装置u4 旋流旋流防阻防阻机试验机试验u5 结论结论21 引言引言能源能源环境环境城市污水城市污水一种新型一种新型热泵低位热泵低位热源热源换热器换热器防阻防阻污垢防污垢防治与强治与强化换热化换热量大面广量大面广：85%供水量供水量水温高且

2、稳定水温高且稳定：10-25城市城市废热废热：16%建筑运行能耗：建筑运行能耗：25.5%暖通空调：暖通空调：60%2020新增新增100亿亿m2普通过滤装置普通过滤装置先分离、再清理先分离、再清理难以承受：难以承受：1.133kg/m3 4t/d(1万万m2)水处理得不偿失水处理得不偿失取热取热(0.4元元/t)水处理水处理(0.7元元/t)污水换热器传热系数低、衰污水换热器传热系数低、衰减快：前减快：前100h降降36%；368W/(m2)延缓结垢和定期除垢延缓结垢和定期除垢/20漂浮物和悬浮固形物漂浮物和悬浮固形物烂菜叶、泥沙、粪便、塑料片、烂菜叶、泥沙、粪便、塑料片、纱布条、头发丝、树

3、枝纱布条、头发丝、树枝脆性和柔性污杂物脆性和柔性污杂物3现有技术现有技术/20北欧北欧 大型大型淋水式淋水式污水源污水源热泵站热泵站 格栅格栅+自动筛滤器自动筛滤器+淋水式污水换热器淋水式污水换热器 3-5d高压水冲洗，高压水冲洗，每年每年1-2次化学清洗次化学清洗 格栅式传送带格栅式传送带+四通四通换向反冲洗技术换向反冲洗技术日本日本 自动筛滤器自动筛滤器+镀铝管镀铝管板式换热器板式换热器+自动清自动清洗洗 污水自动清污过滤污水自动清污过滤器器 污水换热器：内置污水换热器：内置滑动毛刷滑动毛刷 四通换向阀四通换向阀 我国我国 水力连续自清污水水力连续自清污水防阻机防阻机 旋转椭圆管污水过旋转

4、椭圆管污水过滤器滤器 旋转板式自动除污旋转板式自动除污取水装置取水装置 开式循环集成式污开式循环集成式污水取水装置水取水装置 内置弹簧清污器的内置弹簧清污器的污水壳管换热器污水壳管换热器 自除污除污型污水自除污除污型污水换热器换热器 流道式换热器疏导流道式换热器疏导换热技术换热技术42 防防阻自除垢污水热泵能量提升系统阻自除垢污水热泵能量提升系统/205ZL 201310259792.X；ZL 201310259791.5；ZL 201310259793.4；ZL 201410252443.X；ZL 201410252456.7；ZL 201410090344.6；ZL 20141009036

5、8.1；ZL 201410090366.2；ZL 201510166395.73 旋流防阻机样机及试验旋流防阻机样机及试验装置装置/20经惯性离心力除污，获得含污杂物浓度较经惯性离心力除污，获得含污杂物浓度较低的污水进入污水换热器，浓缩污杂物后低的污水进入污水换热器，浓缩污杂物后浓度更高的污水由排水带走浓度更高的污水由排水带走通过部分回流的方法，起到通过部分回流的方法，起到污杂物暂时分污杂物暂时分离离的效果的效果6实验装置实验装置/20序号序号设备名称设备名称规格参数规格参数单位单位数量数量1污水箱污水箱圆柱形，底面直径圆柱形，底面直径990mm，高，高1300mm个个12搅拌器搅拌器搅拌器转

6、速搅拌器转速155rpm，电机功率，电机功率1.5kW叶轮形式：推进式（双层）叶轮形式：推进式（双层）个个13单级螺杆泵单级螺杆泵转速：转速：125-1000r/min，流量：，流量：1-5m3/h，扬程：，扬程：60 mH2O台台14变频箱变频箱电源：电源：380V 50/60Hz，输出功率：，输出功率：3.7kW/5.5kW个个17仪表仪表/20抽真空过滤系统抽真空过滤系统序号序号仪表名称仪表名称规格参数规格参数单位单位数量数量1智能差压变送器智能差压变送器量程：量程：60kPa，精度等级：，精度等级：0.1级级个个12电磁流量计电磁流量计量程：量程：1-5m3/h，精度等级：，精度等级：

7、0.5级级台台23耐震压力表耐震压力表量程：量程：1.0MPa，精度等级：，精度等级：1.6级级个个54塑料量杯塑料量杯量程：量程：1000mL，分度值：，分度值：50mL个个46真空泵真空泵极限真空：极限真空：10-30Pa，抽气速率：，抽气速率：2m3/h台台17抽滤瓶抽滤瓶2500mL个个18电子天平电子天平量程：量程：10-220g，分度值：，分度值：0.1mg台台18试验水源试验水源u砂水分离试验和实际生活污水分离试验砂水分离试验和实际生活污水分离试验u建筑砂，烘干，建筑砂，烘干，200目、目、60目不锈钢筛子（目不锈钢筛子（75250m）7.045kg+0.570m3自来水自来水u

8、哈尔滨市南岗区建工小区窨井，住宅小区，雨污合流哈尔滨市南岗区建工小区窨井，住宅小区，雨污合流u高浓度生活污水取自多日晴天的午后；低浓度生活污水雨后早晨高浓度生活污水取自多日晴天的午后；低浓度生活污水雨后早晨u为了避免螺杆泵的堵塞和损坏，采用为了避免螺杆泵的堵塞和损坏，采用5目不锈钢滤网（孔径目不锈钢滤网（孔径3.9 mm）过滤过滤/209HighLow4 旋流旋流防阻机防阻机试验试验u基本试验工况基本试验工况入口流量入口流量4.0 m3/h入口入口压力为压力为0.40 MPa溢流管溢流管长度为长度为265 mm溢流管直径为溢流管直径为40 mm砂砂水分离试验中底流管直径为水分离试验中底流管直径

9、为25 mm、生活污水分离、生活污水分离试验中底流管直径为试验中底流管直径为10 mmu可可调部分调部分流量：流量：0.50-5.0 m3/h底流口直径为底流口直径为0、5、10、15、20、25 mm溢流管长度为溢流管长度为 0265 mm/2010评价指标评价指标u分流比分流比u分离效率分离效率11/20总分离效率折算分离效率1uuooiiiic Qc QEcQcQ=1uuouioiiic Qc QccEFEcQcF 100%1100%uoiiQQFQQ综合分离效率重重轻轻质量守恒质量守恒,1100%o loli lic QEc Q =入口压力入口压力-溢流溢流口口压力压力 =入口压力入口

10、压力-底流底流口口压力压力2P能量损失能量损失流量流量vs分离效率分离效率/20小小流量时分离效率断崖式流量时分离效率断崖式降低，分离效率降低，分离效率都是随着入口流量的增加而都是随着入口流量的增加而增加增加低浓度低浓度污水的分离效率明显低于高浓度污污水的分离效率明显低于高浓度污水的水的分离效率，越分离效率，越污浊分离效果越污浊分离效果越好好对低浓度生活污水对低浓度生活污水依然有明显的除污依然有明显的除污作用作用考虑考虑到分流比较大，在生活污水分离中，到分流比较大，在生活污水分离中，将底流管直径由将底流管直径由25mm换成换成10mm。这时，。这时，分流比基本在分流比基本在10%以下，基本不随

11、入口流以下，基本不随入口流量量变化变化121EFEF 底流管直径底流管直径vs分离效率分离效率和分流比和分流比/20存在最佳底流管直径：较高的分离效率，较低的分流比存在最佳底流管直径：较高的分离效率，较低的分流比底流管直径的增加，分流比大幅增加底流管直径的增加，分流比大幅增加综合分离效率相比目前国际上通用的折算分离效率更真实的反应分流比的影响综合分离效率相比目前国际上通用的折算分离效率更真实的反应分流比的影响随着底流管直径的增加，溢流浓度总体呈下降趋势，且在底流管直径较小时，随着底流管直径的增加，溢流浓度总体呈下降趋势，且在底流管直径较小时，下降最快下降最快131EFEF EEF 连续底流强化

12、旋流分离原理连续底流强化旋流分离原理/20 连续底流通过消除集污槽内的连续底流通过消除集污槽内的“内部循环流内部循环流”降低溢流夹带作用对分离降低溢流夹带作用对分离产生的负作用产生的负作用 而与传统的底流口与大气相通的旋流分离器相比，可以通过而与传统的底流口与大气相通的旋流分离器相比，可以通过“水封水封”消消除内部空气柱，提高分离效率除内部空气柱，提高分离效率 通过增加底流管直径来进一步减轻溢流夹带对分离产生的负作用通过增加底流管直径来进一步减轻溢流夹带对分离产生的负作用14ABCDE传统带集污槽型传统与大气相通型D=25 mm0D25 mmD=0溢流管长度溢流管长度vs分离效率分离效率/20

13、当溢流管长度较小当溢流管长度较小，分离效率，分离效率下降明显下降明显，短路流影响较大短路流影响较大离散相密度越小越易离散相密度越小越易发生短路流发生短路流短路流短路流VS溢流夹带溢流夹带一个较宽泛的溢流管长度范围内能取得较一个较宽泛的溢流管长度范围内能取得较好的分离效果好的分离效果15短路短路流流&溢流溢流夹带夹带/2016连续底流，减少污杂物停留时间，降低溢流夹带，使得污水旋流防阻机在一连续底流，减少污杂物停留时间，降低溢流夹带，使得污水旋流防阻机在一个较宽泛的溢流管长度范围内能取得较好的分离效果个较宽泛的溢流管长度范围内能取得较好的分离效果适当增长溢流管长度，既可以减少短路流的发生，也不容

14、易发生溢流夹带适当增长溢流管长度，既可以减少短路流的发生，也不容易发生溢流夹带不同密度污杂物的分离效率不同密度污杂物的分离效率/20重重污杂物的分离效率明显高于轻污污杂物的分离效率明显高于轻污杂杂物物出现负值的出现负值的原因，原因，一一是通过是通过静置对悬静置对悬浮污杂物的重量测量会带来较大的误浮污杂物的重量测量会带来较大的误差；二是污杂物在旋流分离器中的差；二是污杂物在旋流分离器中的分分解解17压差和能量损失压差和能量损失18/20污水污水通过旋流防阻机后压力损失较小，不超过通过旋流防阻机后压力损失较小，不超过30 kPa总能量损失损失总能量损失损失不大，在不大，在25kPa以下以下5 结论

15、结论污水旋流防阻机对砂水和生活污水具有显著的分离效果，尤其对重污杂污水旋流防阻机对砂水和生活污水具有显著的分离效果，尤其对重污杂物。通过旋流分离机制，起到了物。通过旋流分离机制，起到了污杂物暂离，净水取热污杂物暂离，净水取热的作用的作用入口流量的变化不会对污水旋流防阻机的分离效率产生显著影响，且当入口流量的变化不会对污水旋流防阻机的分离效率产生显著影响，且当底流管直径选取合适时，分流比在底流管直径选取合适时，分流比在10%以下，在保证较高的分离效率的以下，在保证较高的分离效率的同时，同时，可供利用的污水量显著提高可供利用的污水量显著提高溢流口污杂物浓度随着入口污杂物浓度的升高而降低，表现出溢流

16、口污杂物浓度随着入口污杂物浓度的升高而降低，表现出越污浊分越污浊分离效果越好离效果越好的特性的特性连续底流连续底流消除空气柱消除空气柱，减少污杂物停留时间，减少污杂物停留时间，降低溢流夹带降低溢流夹带，使得污水，使得污水旋流防阻机在一个较宽泛的溢流管长度范围内旋流防阻机在一个较宽泛的溢流管长度范围内控制短路流控制短路流，取得较好的，取得较好的分离效果，在分流比许可范围内，可通过增加底流管直径提高分离效果分离效果，在分流比许可范围内，可通过增加底流管直径提高分离效果综合分离效率综合分离效率相比目前国际上通用的折算分离效率更真实的反应分流比相比目前国际上通用的折算分离效率更真实的反应分流比的影响的影响污水旋流防阻机的污水旋流防阻机的能量损失不大能量损失不大，在，在25kPa以下以下/2019谢谢！