在水处理工艺中,搅拌设备主要用于药剂的溶解、稀释、混合及混凝剂或助凝剂的投加。通过搅拌在溶液中产生循环和剧烈的涡流,达到药剂与水快速充分混合的目的。
一、机械搅拌设备的组成与工作原理
机械搅拌设备主要由搅拌器、传动装置及搅拌轴系三大部分组成。其中,搅拌器主要由搅拌桨(或叶轮)和附属构件组成;传动装置由电动机、减速机以及支架等组成;搅拌轴系由搅拌轴、轴承和联轴器等组成。
水处理工艺对搅拌的要求可分为混合、搅动、悬浮、分散四种。混合是通过搅拌作用,使与水不同相对密度和黏度的物质在水中均匀混合;搅动是通过搅拌使混合液强烈流动,以提高传热、传质的速率;悬浮是通过搅拌作用,使原来静止在水体中可沉降 的固体颗粒或液滴悬浮在水体中;分散是通过搅拌作用,时气体、液体或固体物质分散知识拓展,增大不同物相的接触面积,加快传热和传质过程。为了达到搅拌的目的,搅拌器通过自身的旋转把机械能传递给液体,一方面在搅拌器附件的流体区域形成高端流的充分混合区,另一方面产生一股高速射流以推动液体循环流动。
二、机械搅拌器的形式与结构
搅拌器的形式多种多样,它的形状、尺寸、结构与被搅拌液体的形状和要求实现的流动形式有关,应根据工艺要求来选用。常用的搅拌器有:浆式搅拌器、涡轮式搅拌器、推进式搅拌器等。
三、搅拌器附件
搅拌器转速足够高时,容易产生漩涡流,当有漩涡存在时,因轴向的循环速率低于径向而影响搅拌效果。此外,剧烈大旋的液体结合漩涡作用对搅拌轴产生冲击作用,从而影响搅拌器的使用寿命。为了消除湍流状态时的打旋现象,通常在搅拌池或搅拌罐内设挡板或导流筒。挡板有纵向挡板和横向挡板两种,常用的是纵向挡板。导流筒是一个圆筒,安装在搅拌器的外面,可控制液体流动的速度和方以确定某一特定的流动状态。
四、传动装置
传动装置的作用主要是为搅拌设备提供能量,通常安装在液面以上,采用立式布置。传动装置主要由电动机、减速机和机架组成。电动机经减速机将转速减动装置与轴封装置都一起安装在这个底座上。
五、搅拌轴
搅拌轴主要是用来固定搅拌器,并从减速装置的输出轴取得动力,在带动搅拌器转动的同时,将功率传递给搅拌器以客服其旋转时遇到的阻力偶矩而对流体做功。
六、联轴器
联轴器的作用是将两个独立的轴牢固的连在一起,以进行传递旋转运动和功率。对联轴器的要求主要是应确保两根连接轴的同心,有时还应具有减少振动、缓和冲击的能力。根据连接方式联轴器可分为刚性联轴器和弹性联轴器两类。
七、轴承
搅拌轴的上端与减速机的外伸轴端用联轴器连接成一体,轴颈以及搅拌轴上端回转部件用轴承来支撑,对于较长的搅拌轴或轴向力较大的搅拌器,为了避免轴的晃动,保证轴封的正常工作,应为搅拌轴设置支撑。