旋转式滗水器的开发设计

简介： 介绍了旋转式滗水器的结构和设计要点，对滗水器的下降速度，堰口负荷及自动控制等进行了阐述。
关键字：旋转式滗水器堰口负荷自动控制

中图分类号：X703.3
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)05-0056-02

　　滗水器是SBR工艺中最关键的机械设备之一，目前随着SBR工艺在我国的推广应用，对滗水器国产化、标准化、系列化的研制开发工作也在加速进行，以满足工程需要。

1 旋转式滗水器

　　滗水器按其结构形式可分为机械式、虹吸式、自浮式、简易式等几种。目前在国内应用广泛的多为旋转式(属机械式滗水器的一种)。
　　旋转式滗水器由滗水堰口、支管、干管、可进行360°旋转的回转支撑、滑动支撑、驱动装置、自动控制装置等组成。工作时在驱动装置的作用下，滗水堰口以滗水器底部回转支撑中心线为轴向下作变速圆周运动，在此过程中SBR反应池中的上清液将通过滗水堰口流入滗水支管、再经滗水干管排出。滗水工作完成后，滗水堰口以滗水器底部的回转支撑中心线为轴向上作匀速圆周运动，使滗水堰口停在待机位置，待进水、生化反应、沉淀等工序完成后再进行下一次滗水过程。旋转式滗水器结构示意见图1。

2 设计关键

2.1 下降速度
　　当驱动装置以定速驱动滗水器堰口下降时，其堰口运行轨迹为圆周运动，随着下降过程的角度变化，其圆周切向速度v为匀速，而水平运行分速度(v₁)与垂直下行分速度(v₂)则是一组变量，且越接近水平位置时v1越慢则v₂越快。由于越接近滗水的最低水位，也就越接近于池底部的泥区，因而此时按工艺设计要求滗水速度应以缓慢为宜，否则会将池底沉淀污泥翻起与上清液一并排除，使出水水质受到严重破坏，故保证v₂为匀速是十分重要的。
2.2 堰口负荷的选取及堰口的设计
　　目前国内对堰口负荷的取值还没有规范或标准可供参考，当取值过小时将导致设备体积庞大，造成资金浪费；当取值过大时则造成滗水速度过快，影响滗水效果。通过对实验数据进行总结、分析，确定了针对不同水质的堰口负荷的取值范围［20～30L/(m·s)］。
　　根据工艺要求，滗水过程中堰口需始终处于水平位置以保证按设定的堰口负荷实现均匀滗水，然而由于旋转式滗水器的制造工艺及安装特点，对堰口水平位置的保证及调整是十分困的。为有效地解决这一问题，在总结以往的设计、制造、安装及实际运行经验的基础上增设了简易可调堰口装置，在实际运行中取得了良好的效果。
2.3 自动控制
　　根据SBR工艺自动化水平要求高的特点，设计了旋转式滗水器专用控制装置，具有自动调整滗水速度、返程速度、停置时间、开车、停车、过载保护等功能，并具备现场操作及与中央控制室联网控制的功能。
　　为使滗水器堰口垂直下行的分速度(v₂)能够始终保持匀速，在设计中采用将PLC与变频器、变频电机组合的设计方案，通过随机改变电机频率转速，v2始终为匀速，同时将返程速度提高，缩短了上行时间。