100型小麦淀粉分离器结构设计[11张CAD高清图纸和说明书全套]
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机电工程学院毕业设计方案论证报告 目 录1.设计任务.2 1.1 总要求.21.2 研究内容及主要工作.22.调研.23.文献综述.2 3.1 研究的目的.2 3.2 研究的意义.3 3.3 国内外发展现状.34.方案对比论证及结果.6 4.1 方案的分析与选择.6 4.2 机架结构论证.6 4.3 论证结果.75.工作计划. 76. 参考文献. 9 91 设计任务1.1 总要求 设计要求:小麦淀粉分离器实现小麦淀粉乳与小麦纤维的连续化分离,保证下道工序的工艺需要。要求所设计的分离器结构合理,操作方便,便于安装和维修。 1.2研究内容及主要工作1.淀粉分离器的结构型式;2.防止转子叶片的磨损的材料选型和热处理工艺;3.组合式动态旋转粗粉分离器转子动叶轮的转速采用变频电机调节技术;4.传动型式选型设计;5.组合式动态旋转分离器的密封设计和复合密封填料的使用;6.动叶离心力计算。2 调研11年3月22日,我们小组一同前往食品厂进行参观,在参观过程中我们了解到了现今分离器的应用及发展状况等。通过此次调研,我们了解到淀粉分离器的主要作用及工作原理,并深入了解了淀粉分离器的结构及主要设计要素,此为主要工作。3文献综述3.1 研究的目的:尽管国外学者对分离器用于小颗粒物料的分离早有研究,国外对于淀粉分离用的多级分离系统的研究也取得了一定的成果.但由于被分离物料的多样性和复杂性,因此在分离器的运动特性、几何特性、动力学特性和物料特性方面具体适用于小麦,淀粉分离的并未有成熟的理论结果,基础研究尚不完善。而国内的研究现状更为落后,截止目前,国内对分离器用于淀粉分离的研究仅涉足玉米淀粉,对用于玉米淀粉分离出蛋白质的分离器作了优化设计,并得到分离性能改良的产品;对用于除去玉米淀粉乳中的蛋白质的九级逆流洗涤系统进行了研究并进行了工业性生产.但在分离器应用于小麦慈淀粉方面的研究工作近乎空白.多级分离器系统设计较为复杂,尚未见到国内有关此项内容研究成果的报导.目前国内的分离系统主要是从俄罗斯和荷兰等国进口,这些进口设备彼此之间在结构、尺寸、数童安装、操作参数以及工艺流程上也存在差异,其原理和规律国内尚无人研究。加之,俄罗斯全分离系统中,各级分离器间并非简单的串联,具有一定的代表性。为了全面了解和剖析小麦淀粉全分离系统中各因素对分离管主要性能的影响,全分离系统中各级分离器的工作状态以及影响系统最终分离效率的因素等方面内容,从而设计出具有自主技术权的小麦淀粉全分离系统装置,以填补我国该领域空白,提高小麦,淀粉加工机械水平,因此本课题的实验研究具有较大的实际意义和研究价值.3.2 研究的意义:由上述可知,尽管分离器结构简单、应用面广,但控制其性能的理论仍十分复杂,描述分离过程的数学模型也很不完善,设计时难以准确预测其性能。对于小麦淀粉全分离工作站来说,全分离系统是由十五级并联分离器组以一定的方式串联而成,其工作状况非常复杂。截止目前,国内对分离器用于淀粉分离的研究仅涉足玉米淀粉,对用于玉米淀粉分离出蛋白质的分离器作了优化设计,并得到分离性能改良的产品;对用于除去淀粉乳中的蛋白质的九级逆流洗涤系统进行了研究并进行了工业性生产。但是对于小麦淀粉分离的分离器及全分离系统的研究只有中国农机院的薯类工程中心。而对分离器应用于小麦淀粉分离的单级模型以及全分离网络系统的研究在国内外还属于空白。本文旨在结合生产实践和模拟实验,以相似理论为实验依据,以期建立一组反映分离器分离和操作性能的准数方程,以便分离器的放大和优化设计。该论文的完成将为分离器的优化设计以及放大设计提供理论依据和指导。 3.3 国内外发展现状在淀粉加工业中分离器起着举足轻重的作用,它可用来完成淀粉乳的除石、去砂、澄清、浓缩、洗涤精制等多种操作,还被用来处理含淀粉的废水.因为分离既具有洗涤作用又具有沉降分离作用,洗涤作用是由分离器内存在强大的流体剪切力的特性决定的,分离器内液流中剪切力能使纤维团中夹带的颗粒被释放出来:沉降分离作用则是由离心力场决定的.淀粉生产的工作原理即为淀粉糊浆与水的混合物进入分离管,形成强大的剪切力场和离心力场,在剪切力的作用下,部分与纤维、皮渣、果胶等有机物结合在一起的淀粉被洗涤下来进入水中,最终形成淀粉、可溶性固形物、纤维、渣和水所组成的多相体系,再通过离心分离将这些物质按形状、密度、粒度等诸多因素分离开来荷兰人于1948年首先进行试验将分离器用于淀粉加工过程,并于1949作为鼓质淀粉分离设备正式投入运行。后来人们又尝试着将分离器用于淀粉生产中所涉及的其它分离过程。50年代后期,淀粉乳精炼和浓缩过程被改变,原来的重力沉降分离设备(平筛、沉降槽等)开始被分离器、回转筛等墓于离心力作用的设备所取代,这无疑是淀粉加工技术的一次重大变革。1957年欧洲最大的一家小麦落淀粉厂首次安装运行了一套三级多管分离器组用于淀粉浆的精炼。同一时期,波兰学者Benders第一个用3Omm分离管从小麦,糊浆中分离淀粉,他还设计出淀粉乳除砂用的双底流分离器,于是小型分离器(分离管)开始在淀粉生产中扮演重要的角色。1977年,欧美国家对小麦淀粉浆的分离和浓缩都采用分离管。所用分离管的直径为15毫米,长100毫米,单管的生产能力为300L/h.现在已发展到240根分离管并联作业,每小时可处理72000升料浆.分离器组安排成19级,小麦淀粉糊在没有任何预选或稀释情况下进入第4级,但料流从第3级分离器的底流和第5级的滋流相汇合.浆渣被抛向前三级,同时每台的底流都带着淀粉前进到第4级。淀粉随第4级的底流继续前进,一直流经第19级。淀粉与从第19级加入的洗涤水逆向流动。这一系统只需传统系统用水t的5%,而淀粉乳浓度为22.5波美度,淀粉回收率可达99%.80年代初,波兰学者经过两年的研究工作,设计出更为简易的分离系统用于小麦,淀粉加工。该系统用7级分离器洗涤精制,用3级澄清,2级除砂,而经过现代的小麦,清洗过程,整个系统只需9级分离器。随着研究的深入和技术的不断成熟,到80年代,多级分离系统已在欧洲一些国家的玉米和小麦淀粉厂广泛使用,如荷兰的Niota、瑞典的Alfa-Laval、波兰的Polemics-Coop等公司.分离器在淀粉生产中的应用已经发展到几乎整个小麦淀粉分离洗涤工序都可由分离来完成的阶段。于此同时,在对分离管的设计上,波兰学者Archimedes Spiral发现内壁带槽的管分离悬浮液的效果更好。这种设计是沿分离管的轴向,将分离管柱段和几乎整个锥段内壁作波纹状的槽,槽的形状可以是直条、棱形、抛物线形或三角形等,这样设计尤其对含纤维多的粒状颗粒的分离更为有利。短锥型分离器亦具有对固相颖粒按形态进行分类的能力。这种结构的分离器可用于棕搁果核和碎壳的分离,还可用于小麦,和谷物淀粉工业中,对球形淀粉颗粒和片状杂质进行分离.俄罗斯淀粉制品科研生产联合体经过五年的不懈努力在1986年成功研制成从小麦淀粉糊浆和洗涤后的小麦淀粉渣中分离淀粉的全分离生产线。全分离工序由14-15级分离器连接而成,采用3Omm分离管,逆流洗涤,淀粉乳浓度18-20波美度,淀粉回收率85-87%。俄罗斯小麦淀粉全分离装置已发展成为系列化产品,生产规模从日处理小麦淀粉50到1000吨不等.从小麦淀粉全分离装置的特点看出,投资少、成本低和效率高是这套技术装备的独到之处。因此俄罗斯小麦淀粉全分离装置具有一定的先进性和实用性,具有借鉴和推广价值。该装置研制成功后不久,不仅在俄罗斯得到迅速推广和普及,而且已出口到东欧许多国家,我国和越南也都有进口25.多级逆流洗涤的效果,除与洗涤级数、洗水质量和操作条件有关外,还取决于各级分离器组中分离管的结构。目前从小麦淀粉糊浆中分离精制淀粉乳的工艺过程一般由15-19级分离器或7-9级曲筛加上8-g级分离器来完成,各级分离器由不同数t的旋管并联组成。分离器的结构形式很多,常用的有瑞典的Alfa-Laval公司的ALCL与MOCL型号,按处理t不同每组分离管个数从20到1016个不等.近期,国外所从事的分离器系统的研究主要集中在对系统的工作性能做出可靠性预测,实现自动化控制以及改进分离管的单元设计,简化系统结构,提高系统效率两方面.进一步的研究工作表明,通过应用特别设计的分离管和分离器以及适当的管路流程,减少小麦淀粉加工的用水童,以及分离器和泵的数量是完全可能的。国内对分离器应用于淀粉生产的研究起步较晚,自1981年从国引进玉米淀粉精制用分离管直径为10mm的分离器逆流洗涤系统以来,也日益重视这项技术6。国内仿制的分离管,一度洗涤效果达不到设计指标,洗涤后淀粉中蛋白质含t常在0.5%以上,有时达0.8%-1%。成都科技大学的陈文梅教授等人对此曾做过一些研究工作。这些研究以玉米淀粉粗浆作为试验物料,以单级试验为基础,探索了直径10mm的分离管并联而成的分离器组的基本流体动力性能和分离性能。他们通过试验和理论分析,针对华北制药厂引进的美国DORR公司的分离管,改造了其进料口与底流口的结构与尺寸,提高了分离性能,扩大了处理能力,并把材料由尼龙改成聚甲醛,从而提高了其耐磨特性。他们曾提出过探索多级申联分离器组及优化设计的问题,但受科研条件等限制,对多级分离器逆流洗涤系统设计机理的研究并未深入下去。近年来,该领域的研究工作还是一片空白。目前,国内用于小麦淀粉生产的多级分离器逆流洗涤装!主要是90年代从俄罗斯和荷兰进口的,2000年农机院完成了国家计委的农副产品加工关键技术与示范工程中小麦淀粉全分离关键技术与装备项目,填补了国内空白。4 方案论证4.1转鼓结构选择论证锥型转鼓圆锥筛的锥型转鼓的锥角对圆锥筛的性能影响是很大的。必须根据淀粉颗粒的特性,正确选择合理的转鼓锥角。方案一:采用大锥角的转鼓。方案二:采用中等锥角的转鼓。方案三:采用小锥角的转鼓。论证:采用大锥角的转鼓可以提高生产能力,但滤渣含湿量也随之增高,且锥角过大,滤渣太湿,无法满足生产要求;采用小锥角转鼓,物料在转鼓中的停留时间延长,滤渣干燥程度提高,但生产能力降低,如果锥角过小,物料将会停滞在转鼓上,无法进行自动卸料。中等锥角的转鼓,它的经验值是30-50度,在此次设计中取其中间值40度。中锥角转鼓能使物料在旋转中能分成两层,分别沿孔筛流出和沿锥斜面向下运动,在保证生产能力的同时也保证了物料不在转鼓上停滞,能自动卸料,确保了圆锥筛的分离效率。所以采用方案二。4.2机架结构论证方案一:采用铸造机架。方案二:采用焊接机架。论证:圆锥筛的设备一般情况下会布置在加工厂的二楼,而不会在底层,这就要求机架要整体结构紧凑,且重量轻。铸造机架的精度比较高,但重量比较大,对建筑有较大的负荷,如果安装数量较多的话,对建筑的承受能力将会有很大要求。由于对机架的精度要求不是很高,而焊接的机架主要由钢板、型钢或铸钢件等焊接而成,所以焊接机架与铸造机架相比具有制造周期短、重量轻、成本底且强度和刚度高、施工简便、材料利用充分等优点,在很多机器外壳的制造生产中都广泛使用。所以方案二比较合理。4.3 论证结果上述从淀粉加工的工艺过程以及其他方面考虑,对设计圆锥筛需要考虑的因素和一些需要注意的问题进行了初步的方案论证,有待于在进一步的设计中改进。在初步的方案论证中设计的锥式分离器能实现连续化、自动化作业。达到淀粉与纤维的分离,并且满足下道工序的工艺要求。所设计的分离器结构紧凑合理,设备操作方便,便于安装和维修。整体结构的分析正确,所用的视图表达方法正确、表达清晰。初步拟定的总体方案合理可行。5毕业设计工作进度计划:5毕业设计工作进度计划:起 迄 日 期工 作 内 容收集资料、撰写方案论证报告、进行外文资料翻译确定总体方案,绘制方案图总体设计,计算、绘制总装图、部装图细部结构设计、计算、绘图撰写说明书、整理资料、答辩准备论文答辩6主要参考文献1.李浪,周平,杜平定遍著淀粉科学与技术河南科学技术出版社1993年2.苏IB.P.柯斯明科,A.E奥甫琴尼科夫B.M高尔巴托夫著王启尧译淀粉生产中国食品出版社1986年3.王肇慈遍著三薯综合加工利用中国食品出版社1988年4.张先达当代国外淀粉加工新技术机械工业食品装备设计研究所1993年5.刘宾,杜红霞马铃薯淀粉:老产品,新前景食品科学19976.褚良银,陈文梅,戴光清,李建明,李晓忠,方为茂遍著水力旋流器化学工业出版社1997年7.庞学诗著水力旋流器工艺计算,中国石化出版社1997年8.雷明光,陈文梅,刘玉良超小型旋流器流体动力学性能和分离性能研究流体机械1999第27卷第7期p6-99.WilliamsonRD.TheuseofhydroeyeloneforsmallPartieleseParation.SeParationSeieneeandTeehnology.1983;N18:1395-141610.陈文梅,褚良银旋流分离器流体流动理论研究与实践第三届中日合作过滤与分离国际学术讨论会1997年10月11.褚良银水力旋流器应用开发与进展过滤与分离1998年第1期p14-1812.陈海液一液旋流器结构参数实验优选及其内流场测量汇硕士学位论文北京:石油大学1997年13.阎安,李学辉水力旋流器现状及发展趋势石油机械19%年增刊第24卷巧9一16314.邱家山磷酸污水封闭循环处理系统中的旋流分离,过滤过程的实验研究及数模建立,成都科技大学硕士论文,199315.高源马铃薯淀粉全旋流分离实验研究中国农业机械化科学研究院学位论文2001年16.阎安,李雪辉水力旋流器现状及发展趋势石油机械19%年第24卷增刊17.sheng,H.P,welker,J.R.LiquiD-liquiDseperationinaeonventionalDroeyelone,Can.J.Chem.Eng.52,PP487-49118.Duggins,R.KanDFrith,P.C.W.,TubulenteffeetsinhyDroeyelones,3nDInt,ConfonhyDroeyelones,oxforD,1987:75-8019.王光风李峻宇邵国兴水力旋流器用于分级的实验研究.中国工程热物理学会流体机械学术会议论文.199520.RoldanVillasanaEJ.WilliamsRA.CalculationofasteedystatemassbalaneeforeomPlexhydroeyclonenetworksMineralsengineering19914(3/4):289-310 机电工程学院毕业设计任务书题 目: LS-100型小麦淀粉分离器结构设计 学生姓名: 学 号: 专业班级: 指导教师: 年 月 日毕业设计任务书1本毕业设计课题应达到的目的:为了小麦淀粉加工的需要, 对LS-100型小麦淀粉分离器进行设计。通过该机器的设计研究,实现小麦淀粉乳与小麦纤维的连续化分离,保证下道工序的工艺需要。要求所设计的分离器结构合理,操作方便,便于安装和维修。通过该课题的设计,使学生能够用所学的知识进行机械方面的结构设计、进行主要零件的受力分析和计算、熟练运用计算机绘制装配图和零件图纸,具有一定的分析问题和解决问题的能力,培养学生的创新能力。2毕业设计任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):(1)搜集国内外资料,确定LS-100型小麦淀粉分离器的总体方案;(2)机械本体、传动装置、机架等进行结构分析及设计研究; (3)总装图及部装图的设计;(4)撰写毕业设计说明书,准备答辩。3对毕业设计成果的要求包括毕业设计、图表、实物样品等:(1)通过本课题的研究,要求学生至少阅读文献6篇,培养学生文献综述的能力;(2)要求学生在理论分析的基础上,设计并绘制4张0号图纸;(3)要求学生撰写不少于2万字的毕业设计说明书,培养学生文字表达的能力。4主要参考资料:1 李树君,高源,等.马铃薯淀粉分离用旋转管的性能研究.农业机械学报,2001(6):70-742 柳枫. 旋液分离器在淀粉生产废水回收处理中的应用. 东北水利水电,1994(2):33-343 王瑶,王建松,等. 一种高效旋风分离器在谷氨酸发酵中的设计及应用. 广西蔗糖,2005(2):42-454 龚桂义.机械设计课程设计图册.高等教育出版社,20035 吴延本,刘世华,陈定恕.简明实用机械设计标准手册.吉林科学出版社,2002毕业设计任务书5毕业设计工作进度计划:起 迄 日 期工 作 内 容下达设计任务,明确设计内容和要求文献检索,完成外文翻译参观、实习、调研、搜集资料,初步提出设计方案完成方案分析比较和论证等内容,确定总体方案详细设备设计和绘图完善图纸,编写设计说明书,修改完善所有设计材料准备答辩院学术委员会意见:负责人: 年 月 日任务书填写要求: (此部分不打印)1毕业设计任务书由指导教师根据各题目的具体情况填写,经学生所在系(教研室)负责人审查、学院领导签字后生效。此任务书应在毕业设计开始一周内填好并发给学生。2任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印,不得随便涂改或潦草书写,禁止打印在其它纸上后剪贴。3任务书内填写的内容,必须和学生毕业设计完成的情况相一致,若有变更,应当经过所在专业及学院主管领导审批后方可重新填写。4任务书内有关“学院”、“专业”等名称的填写,应写中文全称,不能写数字代码。学生的“学号”要写全号。5有关日期的填写,应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2008年2月25日”或“2008-02-25”。3机电工程学院毕业设计外文资料翻译设计题目: 型小麦淀粉分离器结构设计 译文题目: 分布式三相分离器的结构与设计 院 系: 专业班级: 学生姓名: 学 号: 指导教师: 教师职称: 译文出处: 黄正华 东南大学环境科学与工程系图书馆 文章编码:1000-1166(2007)02-0025-03 附 件: 1.外文资料翻译译文;2.外文原文。 指导教师评语: 签名: 年 月 日附件1:外文资料翻译译文分步式三相分离器的结构与设计黄正华(东南大学环境科学与工程系,南京210096)文章编号:10001166(2007)02002503摘 要:三相分离器是UASB反应器中的关键组成部分。本文比较了几种常见的三相分离器的结构形式与优缺点,基于三相分离器的作用原理,设计了分步式三相分离器。该分离器中,气体进入沉降区前充分释放,混合液进入分离区不会干扰污泥回流,沉降区表面负荷较低,具有良好的分离效果。关键词:UASB反应器;三相分离器;厌氧生物处理 上流式厌氧污泥床(简称UASB)反应器,是由荷兰l_ettinga,等人于70年代开发的新型高效污水厌氧处理装置,具有结构简单、负荷高、适应性广等特点,可有效地处理高浓度有机废水中的难降解有机物。1999年统计了国外1303个厌氧反应器,UASB反应器占59 ,国内219个厌氧处理项目中120座以上采用了UASB反应器(1)。UASB反应器由进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器3部分组成,其中三相分离器是最重要的设备,它的功能、效率对整个系统的处理能力有极大的影响 。目前国内外有多种结构的三相分离器,大多按固液和气液两相分离的方法进行设计,在负荷较高时仍会出现污泥流失,限制了反应器负荷的提高,因此能大规模生产应用的三相分离器并不多 。本文分析了器的作用原理。设计出结构简单、分离效果好的分步式三相分离器,提出简易设计方法,在多个工程实际中得到应用,收到很好的效果。1 三相分离器的作用原理三相分离器同时具有两个功能:收集反应室产生的沼气,使分离器内的悬浮物有效沉降。图1为传统的三相分离器,是德国的专利设计。其工作过程是:反应器内含有大量气泡的三相混合流上升至分离器底部,碰到反射板,气体折流而上,与固、液相分离,集中到气室排放。固液混合液进入分离器,在沉淀区分离,澄清液通过溢流堰排出。失去气泡搅动作用的污泥发生絮凝、沉降和浓缩,然后沿斜壁下滑,通过污泥回流口返回反应区。由于沉淀区内液体无气泡,污泥回流口以上的混合液比重大于反应器内液体比重,使浓缩后的污泥能够返回反应区。由此,三相分离器要实现良好分离效果,应满足:1水和污泥的混合物进入沉淀区之前,气泡必须分离;2污泥在沉淀器中的停留时间要短,以避免在沉淀区中产气;3沉淀区内表面负荷采用较小值,使污泥有效沉降。图1 传统三相分离器2 几种常见三相分离器的结构与特点图1为传统的三相分离器(德国专利:CerOften2921070),混合液进人三相分离器后在反射锥的阻挡作用下折向两边,气泡快速上升,进人集气室,泥和水进人沉降区。由于消除了气泡的提升作用,液流在上升过程中速度逐渐降低,使污泥沉降。这种三相分离器结构简单,沉淀区内死区小,沉淀效率较高,但沉降区进水口和污泥回流口同在一处,易引起相互干扰,影响污泥正常回流,可能会造成厌氧污泥流失。图2 三相分离器结构形式图2是3种目前常用的分离器。图2a中,气、液、固三相流体进人分离器后,气体由集气罩收集后排出反应器,泥和水则通过集气罩和阻气板之间的缝隙进人沉淀区,进行泥水分离,上清液排出,沉淀污泥则返回反应区。这种三相分离器结构简单,气室面积和容量都比较大,但由于进水和污泥回流都在同一个环形缝隙上,因而回流污泥必然要受到进水水流的干扰。此外,沉淀器出水槽和进水口在同一侧,易引起短流现象,影响固、液分离。因此这种分离器常用于污泥沉降性能良好,水力停留时间长的反应器。图2b中,与气体分离后的液固混合物沿一狭形通道进人沉淀区,澄清液从溢流口排出,污泥在回流口形成污泥层,增加了回流推动力。该结构使污水进人与污泥回流严格分开,有利于污泥沉降,提高沉淀效率。但沉淀区的人流口面积较小,上升流速较快,沉淀区沉降性能较差的污泥可能被带出反应器。图2c所示三相分离器由集气室、挡气板、配水管、扩张区和再次分离区组成。气体分离后,固体悬浮物和液体进人沉淀室,在处于层流状态的沉淀室中污泥被分离出来,并在回流隔室下部形成污泥层。利用密度差,浓缩污泥由隔室板滑返至反应器。这种分离器将沉淀区与扩张和回流隔室分隔开,分离效率高。但结构复杂,所占空间大,适用于大型反应器中。另一方面,当UASB反应器水力负荷较高时,三相分离器中沉淀区表面负荷也较大,泥水分离效率下降,易引起污泥流失。由前述分析可知,不同结构的三相分离器均由集气室、沉降室、混合液人流口、污泥回流口和反射锥或阻气板组成。气体的完全分离、混合液人流口与污泥回流口分开、沉降室内较低的表面负荷均有利于提高三相分离器的分离效果。3 分步式三相分离器31 分步式三相分离器的结构与工作过程基于上述分析,充分考虑三相分离器必须满足的基本要求,笔者在有关工程实践中,设计了一种新型的分步式三相分离器(图3),由气体释放区(区)、导流区( 区)、沉降区( 区)、污泥回流口(区)、集气室( 区)以及气体折射板、混合液导流板、反射锥和集水槽组成。气、液、固三相流在分离器中分步进行分离。首先含沼气的混合液在上升的过程中随着气泡合并密度降低,不断向上流动,在气体释放区上升到液面,气体释放到气室中。气体释放后的液体通过导流区,进人沉降区,沉降区的结构如同沉淀池,混合液从两边进人,上清液由中间集水槽排出,沉降浓缩后的污泥密度大于分离器下部含有气体的混合液的密度,由污泥回流缝流回厌氧生物反应区,维持高生物浓度。32 分步式三相分离器的特点(1)三相分离器采用先完成气相的分离,接着完成固液相间的分离,各段分离目的较为明确。 (2)混合液利用含有气态物的密度差特点完成上升过程,与图1,图2中反应器相比,较长的上升流程有利于气泡合并,并且气体在液面释放较完全,避免气泡附着进入沉降区,影响沉降效果。(3)上升区和回流区由于密度差可自动形成循环,不仅仅利用出水形成上升流。(4)与图1,图2a相比,分步式三相分离器中混合液进入与污泥回流不在同一通道,避免了污泥回流受到干扰。(5)与图2b,图2c相比,分步式三相分离器具有更大的沉降区表面积,有利于污泥的沉降。(6)分步式分离器可适用于封闭池体,利用池子的上部作为气室,若池盖做成浮动罩,可调节沼气压力。(7)对于采用中温或高温消化的UASB反应器,池顶加盖,有利于反应器上部的气室和分步式三相分离器的池体保温(8)分步式三相分离器结构较简单、安装维修方便。33 分步式三相分离器的设计要点分步式三相分离器中气体释放区的面积约占整个池面积的18,导流区的面积大约占整个池面积的18。导流板高度大于0。4 1TI,以保证沉降区的水深。沉降区的表面负荷0510 1TI 1TI h,回泥区斜板角度大于50。一60。,便于污泥滑落,污泥回流缝间隙4080 mm。出水槽排水管设计u形管水封,水封高度300500 illrtl,稳定气室压力。4 结语UASB反应器的处理效果取决于生物效率和水力效率两部份,两者又是相互作用。就三相分离器而言,效果良好的三相分离器可以保持反应器内较高的污泥浓度,而这与三相分离器的水力效率密切相关。由于三相分离器的水力效率取决于它的结构形式,因此结构良好的三相分离器对保证UASB反应器的处理效率具有重要作用。分步式三相分离器充分考虑了气、水、泥的分离特性,使气体在进入沉降区前充分释放,混合液进入不会干扰污泥回流,沉降区表面水力负荷较低,满足性能良好的三相分离器必须具备的条件,因此具有良好的分离效率,并且结构简单,安装维护方便,具有很好的应用前景。分步式三相分离器设计应用于无锡市第二制药厂柠檬酸废水厌氧生物处理等工程,取得了满意的处理效果。参考文献:1 Jana Schlick,Christine Wemer,Florian Klingel,Pmrick BrackenTepozEco urban ccosan pilot programEBOL2 Ina Jurga,lana Schlick,Florian Klingel。Patrick Brackcn,Christine WemerEcological settlement AllermoeheEBOL。3 Amo Rosemarin,Xiao Jun,Uno winblad,Guoyi Hart,Zhu QiangChinaSweden Erdos Ecotown ProjectDong Sheng Inner Mongolia ChinaEBOL。4 Sonny Syahril,Nicola R?th,Florian ngd,Christine Wemer,Patrick BrackenUrine separation and reuse project at the main building of GTZ GmbH EschbomEBOL).附件2:外文原文 (见下页) 文章选自 黄正华 东南大学环境科学与工程系图书馆 文章编码:1000-1166(2007)02-0025-03Structure and Design of Step-bystep Gas-LiquidSludge SeparatorHUANG Zheng-hua( Department of Environmental Science and Engineering of Southeast University。Nanjing 21o096,China)Abstract :GasLiquidSludge separator is the key equipment of UASB reactorSeveral separators were compared in this paperon their structures,strongpoints and disadvantagesAccording to the separation principle of GasLiquidSludge separator,stepbystep GasLiqmd-Sludge separator Was designed and describedThe newly designed separator could release gas suglciently before liquid mixture enters sedimentation areaThe liquid mixture would not disturb sludge circumfluenceLower bydraulicload in sedimentation area could have higher separation efectKey words:UASB reactorstep-by-step Gas-Liquid-Sludge separator,anaerobic treatment Upflow anaerobic sludge bed (referred to as UASB) reactor, is from the Netherlands lan l_ettinga, and others developed in the 70s at the new high anaerobic management device, a simple structure, high load, wide adaptability, may have effectively the high concentration organic wastewater refractory organics. 1999, 1303 Statistics of foreign anaerobic reactor, UASB reactor accounted for 59% of the domestic projects 219 120 anaerobic treatment using UASB reactor above the J. UASB reactor inlet and the water distribution system from the reactor pool and three-phase separator 3 body parts, of which three-phase separator is the most important equipment, its functionality, efficiency, processing power of the entire system has great of J. There are several structures at home and abroad three-phase separator, mostly by solid-liquid and gas-liquid two-phase separation approach to design, there will still be higher in the sludge load loss, load limiting reactor increased, thus a large scale production and application of three-phase separators are not many. This paper analyzes several common three-phase separator structure and characteristics of the role of three-phase separator based on the principle. Design a simple structure, good separation step three-phase separator, simple design method proposed in a number of engineering has been applied, received very good resultsFirst The role of three-phase separator principle Three-phase separator also has two functions: to collect methane produced the reaction chamber, the separation of suspended solids inside the effective settlement. Figure 1 is a traditional three-phase separator, the design is patented in Germany. Course of their work are: the reactor contains a lot of air bubbles rising to three-phase mixed flow separation at the bottom, hit the reflector, baffle and the gas, and solid and liquid separation, concentrate chamber emissions. Solid-liquid mixture into the separator, the precipitation zone separation, supernatant discharged through the overflow weir. Stirring effect of the bubble lost flocculated sludge, sedimentation and concentration, and then down along the inclined wall, through the sludge return port to return the reaction zone. Because no bubbles of liquid precipitation zone, sludge return is greater than the proportion of population above the reactor, the mixture of liquid proportion of the concentrated sludge to return to the reaction zone. As a result, three-phase separator to achieve a good separation, should meet: 1. A mixture of water and sludge into the precipitation zone, to the bubble must be separated; 2. Precipitators in the sludge retention time is shorter, in order to avoid gas production in the precipitation area; 3. Sediment load of a smaller surface area value, the effective settlement of the sludge.Figure 1, the traditional three-phase separatorSecond Several common three-phase separator structure and features Figure one is a traditional three-phase separator (German Patent: Cer.Often2.921.070), three-phase mixture into the separator cone after reflection off to the side under the barrier, the bubble rising rapidly into the gas gathering room, mud and water into the settlement area. Enhance the effect of eliminating the air bubbles, flow rate gradually in the course of low-rise, so that sludge settling. The simple three-phase separator, settling the area more efficient precipitation of small dead zone, but the settlement area and the sludge return inlet port with one place, easy to cause interference and affect the normal return sludge may cause disgust loss of oxygen sludg.Figure 2 Structure of three-phase separator Figure two is three currently used separator. Figure 2a, the gas, liquid, solid-phase fluid into the separator, the gas is collected by the exhaust hood assembly reactor, mud and water through the collection hood and gas-barrier gap between the plates into the precipitation zone, the mud and water separation, the supernatant discharged, settled sludge is returned reaction zone. The simple three-phase separator, chamber size and capacity than the larger, but because of water and sludge return in the same slot on a ring, which return sludge is bound to be interference with water flow. In addition, the settler and a sink on the same side of the intake, can lead to short-circuiting phenomenon of solid and liquid separation. So the separator used in sludge settling in good, long hydraulic retention time Reactor. Figure 2b, with the gas mixture after the separation of liquid and solid form along a narrow channel into the precipitation zone, supernatant from the overflow discharge port, the formation of sludge in the sludge return port layer, increasing the return impetus. The structure of the sewage and sludge back into strictly separated, is conducive to sludge settling and improve the precipitation efficiency. However, the flow of precipitation area smaller population, rising velocity is higher, lower precipitation areas the sludge settling characteristics may be out of the reactor. Figure 2c shows the set of three-phase separator chamber, block gas board, water distribution, expansion area, and again separated zone. Gas separation, suspended solids and liquid into the deposition chamber, the precipitation in the laminar flow chamber sludge is separated and the lower compartment in the back layer of the formation of sludge. Use of density difference, concentrated sludge from the compartment back to the reactor ski. The separation and expansion of the precipitation area and the return compartment separated. High separation efficiency. But the complex structure, share a large space, for large reactor. On the other hand, when the UASB reactor hydraulic load is high, the three-phase separator in the sediment load is also larger surface area, mud and water down the separation efficiency, easy to cause the loss of sludge. From the above analysis, the different structures are set three-phase separator chamber, settling chamber, the mixture flow port, sludge return port and the reflection cone or gas barrier panels. Complete separation of gas, the mixture of sludge return flow port and port separated from the lower interior surface of the load settlement are beneficial to improve the separation of three-phase separator.Third Step three-phase separator3.1 Step three-phase separator structure and working process Based on the above analysis, to fully consider the three-phase separator must meet the basic requirements, the author works in practice, the design of a new three-phase separation step (Figure 3), the gas release area ( area) diversion area ( area), the settlement area ( area), sludge return port ( area), set the gas chamber ( area) and gas reflects the board, the mixture plate, composed of reflective cone and the water reservoirGas, liquid, solid-phase flow in the separator step by step separation. First, a mixture of methane on the rise with the process of merging with the bubble density decreases continuously to move upward, rising to the surface area of gas release, gas release into the gas chamber. After the release of the liquid gas through the diversion area, into the settlement area, the settlement in the structure as the sedimentation tank, the mixture of people from both sides into the supernatant was discharged by the middle of the water reservoir, the settlement is greater than the density concentrated in the sludge separator the lower the density of the mixture containing the gas from the anaerobic sludge return flow back into the reaction zone joints, maintain a high bio-concentration.3.2 Step by step the characteristics of three-phase separator(1) using the first complete three-phase separator gas separation, and then complete the solid-liquid phase separation, the purpose of more clearly separating the paragraphs. (2) contains the gaseous mixture using the density difference between physical characteristics of the process of completion increased, and Figure 1, Figure 2 reactor compared to the rise in long merger process is conducive to bubbles and more complete release of the gas in the liquid level to avoid air bubbles attachment into the settlement area of sedimentation. (3) increased area and recirculation loop because the density difference may be automatically formed, not only formed by the upwelling water. (4) and Figure 1, Figure 2a compared to step three-phase separator and sludge mixture back into the not in the same channel, to avoid disruption of the sludge return. (5) and Figure 2b, Figure 2c compared to step three-phase separator with a larger surface area of the settlement area is conducive to the settlement of sludge. (6) step separator suitable for closed cell body, the use of the upper pond as a gas chamber, if made into a floating pool cover hood, adjustable gas pressure. (7) for the use of UASB digestion temperature or high temperature reactor, tank top stamp is conducive to the upper chamber reactor and sub-step three-phase separator of the cell body heat. (8) step three-phase separator structure is relatively simple, easy installation and maintenance.3.3 Step three-phase separator design points Step three-phase separator in the gas release area about the size of the pool area of the1 / 8,diversion area roughly the size of the pool area of1/8.Spoiler height is greater than 0.41TI, to ensure the settlement area of the water depth. The surface of the load settlement zone 0.5-1.0 1TI 1TI h , back to the borrow area ramp angle is greater than 50. A 60. Easy to fall sludge, sludge return seam gap 40-80 mm. The design of the sink drain u-tube water seal, water seal height of 300-500 illrtl, stable chamber pressure.4 Conclusion UASB reactor treatment efficiency depends on the biological efficiency and the hydraulic efficiency of two parts, two are interacting. To three-phase separator, the effect of a good three-phase separator can maintain high reactor sludge concentration, and three-phase separator which is closely related to hydraulic efficiency. Since three-phase separator depends on its hydraulic efficiency of structure, so well-structured three-phase separator on the treatment to ensure the efficiency of UASB reactor has an important role. Three-phase separator step fully into account the gas, water, mud separation characteristics, the gas before entering the settlement area to fully release the mixture back into the sludge will not interfere with the settlement area the lower surface of the hydraulic loading to meet the performance is good three-phase separator must have the conditions, so it has good separation efficiency and simple structure, convenient installation and maintenance, has a good prospect. Step three-phase separator designed for the second pharmaceutical plant in Wuxi City, anaerobic biological treatment of citric acid and other projects, and achieved a satisfactory treatment effect. 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