石材加工污水處理工藝及過濾設(shè)備的研究

【摘要】：石材在切割與磨光過程中,產(chǎn)生大量高濁度污水,造成了水資源的浪費和環(huán)境的污染。課題面向中小石材企業(yè)提出一種新型石材污泥脫水系統(tǒng),在實驗與數(shù)值模擬相結(jié)合的基礎(chǔ)上,按照污水絮凝、沉淀、濃縮、固液分離的順序,改造設(shè)計出運行經(jīng)濟的處理工藝和脫水設(shè)備。本系統(tǒng)的研發(fā)促進了石材污水處理技術(shù)的發(fā)展,同時帶動了石粉再循環(huán)利用相關(guān)產(chǎn)業(yè),符合循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的趨勢。 借鑒一般工業(yè)和生活污水處理行業(yè)的成熟技術(shù),根據(jù)企業(yè)要求并在方便技術(shù)升級的基礎(chǔ)上,課題提出污泥脫水系統(tǒng)的總體規(guī)劃,包括處理工藝、進料系統(tǒng)、脫水系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)。結(jié)合日照某石材企業(yè)污水生產(chǎn)現(xiàn)狀,對沉淀池進行了改造,并進行了參數(shù)設(shè)計,提出了一套完善的處理工藝。 對污泥固有特性——污泥比阻進行了實驗研究,污泥濃度低于0.20g/ml時,比阻值a變化明顯,高于該值變化趨于平坦；選用聚合氯化鋁(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)兩種絮凝劑作為添加劑時,對過濾時間、含水率都有較大改善；當按配比添加PAM溶液10ml、PAC溶液7ml時,比阻為0.77×107cm/g,比未添加絮凝劑時降低了55.2%,比只添加PAM時降低了30%,具有明顯的絮凝效果,這為進一步完善處理工藝和過濾參數(shù)提供了參考。 在PRO/E中建立了壓濾過濾的數(shù)值模型,應(yīng)用GAMBIT進行了網(wǎng)格劃分；采用固液離散相模型和歐拉模型相結(jié)合,基于k-ξ湍流模型,在FLUNT中模擬了尺寸為0.7×0.7×0.03m濾室的壓力場和速度場分布,分析了不同條件下湍流作用對料漿分離快慢的影響,并得出理想的過濾參數(shù)。這為設(shè)備的具體型號選擇提供了參考,并豐富了過濾理論。 設(shè)計了一套完善的污泥脫水設(shè)備,確定了壓濾機的基本結(jié)構(gòu),選擇滌綸濾布作為過濾介質(zhì),過濾目數(shù)在300-400之間。選用氣動隔膜泵作為新式供料設(shè)備,對泵的具體型號進行了估計,實現(xiàn)了泵與壓濾機的參數(shù)匹配。添加了輸送帶、儲泥箱等輔助設(shè)備,系統(tǒng)采用PLC控制,完善了控制系統(tǒng)的設(shè)計。面向1-10臺鋸機規(guī)模的企業(yè),將污泥脫水系統(tǒng)進行系列化設(shè)計,對其運行費用、社會效益進行了評價,分析表明系統(tǒng)滿足中小石材企業(yè)對污水處理技術(shù)的要求。 【關(guān)鍵詞】：石材 污水 污泥比阻 數(shù)值模型 壓濾機
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 課題研究背景12-13
• 1.2 石材污水處理技術(shù)研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 石材污水處理技術(shù)發(fā)展13-16
• 1.2.2 過濾設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 過濾理論的發(fā)展17-18
• 1.2.4 絮凝理論及實踐18-19
• 1.2.5 多相流理論及數(shù)值模擬19
• 1.3 課題研究的目的及意義19-20
• 1.4 課題研究的主要內(nèi)容20
• 1.5 章節(jié)結(jié)構(gòu)安排20-22
• 第2章 新型石材污泥脫水系統(tǒng)總體方案及工藝設(shè)計22-38
• 2.1 新型石材污泥脫水系統(tǒng)總體規(guī)劃22-24
• 2.1.1 總體設(shè)計原則22
• 2.1.2 總體設(shè)計指標22-23
• 2.1.3 系統(tǒng)功能劃分23-24
• 2.2 污水處理工藝分析24-27
• 2.2.1 一般工業(yè)污水處理工藝流程24-25
• 2.2.2 污水處理原則25
• 2.2.3 一般污水處理方法25-27
• 2.3 新型石材污水處理工藝設(shè)計27-29
• 2.3.1 石材污水處理設(shè)計指標27
• 2.3.2 石材污水處理工藝設(shè)計27-29
• 2.4 工藝參數(shù)設(shè)計29-36
• 2.4.1 自由沉降理論29-30
• 2.4.2 現(xiàn)有沉淀池的改造設(shè)計30-35
• 2.4.3 絮凝劑的添加35-36
• 2.5 工藝分析36-37
• 2.5.1 系統(tǒng)平面布置36-37
• 2.5.2 工藝流程分析37
• 2.6 本章小結(jié)37-38
• 第3章 石泥脫水特性的優(yōu)化分析38-56
• 3.1 石材污泥過濾特性的分析38
• 3.2 實驗方案設(shè)計38-41
• 3.2.1 實驗分析38-39
• 3.2.2 污泥比阻的測量方法39-40
• 3.2.3 絮凝劑的選取40-41
• 3.3 實驗操作過程41-45
• 3.3.1 實驗藥劑與儀器41-42
• 3.3.2 實驗操作過程42-45
• 3.4 實驗數(shù)據(jù)的記錄處理45-48
• 3.5 實驗數(shù)據(jù)的分析48-54
• 3.5.1 數(shù)據(jù)的計算48-50
• 3.5.2 石材污水過濾特性分析50-54
• 3.6 本章小結(jié)54-56
• 第4章 石泥脫水過濾數(shù)值模擬56-70
• 4.1 流體運動基本方程56-58
• 4.2 數(shù)學(xué)模型及其算法58-61
• 4.2.1 湍流模型58-59
• 4.2.2 多相流模型59-60
• 4.2.3 模型數(shù)值算法60-61
• 4.2.4 CFD-FLUNT61
• 4.3 石材污水過濾模型的建立61-64
• 4.3.1 在PRO/E中三維實體模型的建立61-62
• 4.3.2 GAMBIT網(wǎng)格劃分62
• 4.3.3 壓濾離散模型的建立62-64
• 4.4 過濾模型的分析64-69
• 4.4.1 壓力和速度分布64-66
• 4.4.2 固相率分布66-67
• 4.4.3 不同截面下的分布67-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 第5章 石材污泥脫水設(shè)備設(shè)計70-86
• 5.1 脫水裝置的總體結(jié)構(gòu)70-71
• 5.2 脫水裝置的結(jié)構(gòu)71-73
• 5.2.1 廂式壓濾機的機械結(jié)構(gòu)71-72
• 5.2.2 廂式壓濾機的液壓系統(tǒng)72-73
• 5.2.3 過濾介質(zhì)的確定73
• 5.3 入料系統(tǒng)的設(shè)計73-79
• 5.3.1 泵的參數(shù)選型原則73-74
• 5.3.2 入料泵的型號74
• 5.3.3 入料泵參數(shù)的確定74-78
• 5.3.4 泵的安裝78-79
• 5.4 輔助系統(tǒng)的設(shè)計79-82
• 5.4.1 輸運設(shè)備79-80
• 5.4.2 控制系統(tǒng)的設(shè)計80-82
• 5.5 系統(tǒng)運行分析82-84
• 5.5.1 經(jīng)濟效益分析82-83
• 5.5.2 新型石材污泥脫水系統(tǒng)83-84
• 5.6 本章小結(jié)84-86
• 結(jié)論與展望86-88
• 參考文獻88-92
• 致謝92-93
• 學(xué)位論文評閱及答辯情祝表93

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