高速旋转的物体能产生离心力
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分析：1）当 r＝1.0m 时，n＝500r／min， α ＝280
当 r＝1.0m 时，n＝1800 r／min ，α ＝3600。 2）在离心力场中，离心力对固体颗粒的作用远远超过重力，可强化 颗粒的分离速度。 3）当旋转半径 r 一定的时候， α 值随着转速 n 的平方急剧增大。 分离因素 α ↑，净化效果 η ↑，可除的颗粒直径d↓。 4）离心分离不适用于某些水质：当水中杂质与水的比重相差不大
3段：水平速度为零，颗粒在重力作用下沉淀浓缩，此区为 沉淀区。
压力式水力旋流器的设计：
调节池的作用
为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓 度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。 主要作用：
调节水量
均和水质
其它作用：
缓冲有机负荷 调整pH值 临时贮存事故排水 预处理作用
调节池的分类
水量调节池
水质调节池 分流贮水池
降低水温
水量调节池
2π n 2 ( )r 2 2 Fc (m m 0 ) r rn α 60 Fg (m m 0 )g g 900
（11-8）
分离因素α是衡量离心设备分离性能的基本参数。
2π n 2 ( )r 2 2 Fc (m m 0 ) r rn α 60 Fg (m m 0 )g g 900
发生偶然侧漏或周期性负荷时，常设置分流贮水池，
当废水超过一定值时，将废水排入分流贮水池。
某工厂废水
调节池
生物处理
分流贮水池
图2-19 分流贮水池
泵
11.2 离心分离
11.2.1 离心分离原理
一、理论基础
物体高速旋转时产生离心力场，在离心力场内各质点将受到 比本身重力大得多的离心力，这离心力的大小取决于物质的质量 。 高速旋转的物体能产生离心力，含悬浮物的废水在高速旋转 时由于悬浮物和废水的质量不同，因此受到的离心力大小也不同 ，质量大的悬浮固体被甩向外围，质量小的水被推向内层，这样 悬浮固体和水从各自出口排除，从而实现废水和水中的悬浮物被 分离。
普通水质调节池的物料平衡方程
C1QT+C0V=C2QT+C2V
Q —取样间隔时间内的平均流量。
C1—取样间隔时间内进入调节池污物浓度。 T —取样间隔时间。 C0—取样间隔开始时调节池内污物浓度。 C2—取样间隔终了时调节池出水污物浓度。 V —调节池容积。
假设取样间 隔内出水浓 度不变。
分流贮水池
在周期T内废水平均流量Q（m3/h）
W Q T T
qt
i 0
i i
T
流量/m3/h
T
时间/h
水量调节池的计算 — 图解法
b
1600
水量调节池的容积确定（m3）
90
A C d
600 （水泵往外抽水） 池中水量 / m3
V=BD+CE
1200 累积水量 / m3
出水累积曲线
E D
800 220
高速离心机（ α >3000）(ρ —ρ o)较小时采用，用于乳化油、蛋白质回收 中速离心机（ α =1000~3000） 低速离心机（ α <1000）
常速离心机
(ρ —ρ o)较大时采用，用于污泥脱水，纤维回收
（2）用水流本身旋转产生离心力的旋流分离机： 压力式旋流分离机、重力式旋流分离机
压力式旋流分离机
2）悬浮颗粒的粒径d越小，密度ρ 同水的密度ρ
越接近，水的动力粘度 越大，则颗粒的分离速度越小，越难分离。反之，则较易于分离。
0
3）ω 、r、ρ -ρ 0 、 d、μ 称为离心分离速度的五因素。
11.2.2 离心分离设备
二、离心分离设备
1.根据离心力产生的方式将离心设备分为：
（1）由设备本身旋转带动污水旋转的离心分离机；
400
300
B
400 220+90=310 200
（工厂排入的进水）
废水累积曲线
a
0
100
池中水量变化曲线
c
6
12
18
时间 / h
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
24
废水流量累积曲线
水质调节池
调节水质：利用稀释混合、加药处理等作用过程改变废水水 质，使之趋于稳定或适宜于后续处理工艺。
C1
C0
V
C2
问题：如何确定水质调节池的出水浓度？
二、离心力计算
1．离心场中，颗粒受到离心力 F 的大小:
Fc (m m 0 ) r
2
2．颗粒在水中受到的重力：
m、m0：分别为颗粒和污水的质量 ω：角速度 r：旋转半径 n：转速
Fg (m m 0 )g
3．分离因素——离心力与重力之比，表示在离心力场中，颗粒所受 到的离心力大于重力的倍数。
用于分离比重较大的悬浮物，设备由钢板制成，上部为直径D的园筒， 下部为锥形体。
压力式旋流分离机
用于分离比重较大的悬浮物，设备由钢板制成，上部为直 径D的园筒，下部为锥形体。
分析：
1段：水流的水平速度沿半径增大，在四周处最大，颗粒在 离心力作用下，甩向四周，此区为加速区。 2段：水平速度沿半径增大后减小，在 1/2R ，分离出的颗粒沿四周下滑，此区为分离区。 处，V最大
调节水量：需要足够池容，截流高峰期流量、补充低谷期流 量。进水为重力流，出水用泵抽吸，有效水深一般为2~3m。
主体： 辅助： 水池 配水管 提升泵 排泥管
问题：如何确定水量调节池的池容?
水量调节池的计算 — 图解法
生产周期T内废水总量WT（m3）
T
WT
式中：
q t
i 0 i
i
qi — ti时段内废水的平均流量，m3/h ti — 时段,h
时，m-m0会很小，使得F值也会很小。
根据颗粒随水旋转时所受的向心力与水的反向阻力平衡原理，可导 出粒径为d(m)的颗粒的分离速度uc(m/s)为：
r( - 0 )d uc 18
2
分析：
2
（11-9）
ρ、 ρ 0：分别为颗粒和水的密度 μ：水的动力粘度，0.1Pa· s
1）当ρ > ρ 0时，uc > 0，颗粒被抛向周边——离心沉降 当ρ < ρ 0时，uc < 0，颗粒被推向中心——离心上浮
课程名称：《工业污水处理》
第11章 工业废水的物理处理
11-1 调节池与离心分离
2013年10月
回顾：工业废水的物理处理
调节池 离心分离 除油 过滤
本节基本内容
调节池的作用与分类 调节池的计算 (重点) 离心分离原理
调节池是指废水进入主体构筑物之前，对废水的水量和水质 进行调节的构筑物。
当 r＝1.0m 时，n＝1800 r／min ，α ＝3600。 2）在离心力场中，离心力对固体颗粒的作用远远超过重力，可强化 颗粒的分离速度。 3）当旋转半径 r 一定的时候， α 值随着转速 n 的平方急剧增大。 分离因素 α ↑，净化效果 η ↑，可除的颗粒直径d↓。 4）离心分离不适用于某些水质：当水中杂质与水的比重相差不大
3段：水平速度为零，颗粒在重力作用下沉淀浓缩，此区为 沉淀区。
压力式水力旋流器的设计：
调节池的作用
为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓 度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。 主要作用：
调节水量
均和水质
其它作用：
缓冲有机负荷 调整pH值 临时贮存事故排水 预处理作用
调节池的分类
水量调节池
水质调节池 分流贮水池
降低水温
水量调节池
2π n 2 ( )r 2 2 Fc (m m 0 ) r rn α 60 Fg (m m 0 )g g 900
（11-8）
分离因素α是衡量离心设备分离性能的基本参数。
2π n 2 ( )r 2 2 Fc (m m 0 ) r rn α 60 Fg (m m 0 )g g 900
发生偶然侧漏或周期性负荷时，常设置分流贮水池，
当废水超过一定值时，将废水排入分流贮水池。
某工厂废水
调节池
生物处理
分流贮水池
图2-19 分流贮水池
泵
11.2 离心分离
11.2.1 离心分离原理
一、理论基础
物体高速旋转时产生离心力场，在离心力场内各质点将受到 比本身重力大得多的离心力，这离心力的大小取决于物质的质量 。 高速旋转的物体能产生离心力，含悬浮物的废水在高速旋转 时由于悬浮物和废水的质量不同，因此受到的离心力大小也不同 ，质量大的悬浮固体被甩向外围，质量小的水被推向内层，这样 悬浮固体和水从各自出口排除，从而实现废水和水中的悬浮物被 分离。
普通水质调节池的物料平衡方程
C1QT+C0V=C2QT+C2V
Q —取样间隔时间内的平均流量。
C1—取样间隔时间内进入调节池污物浓度。 T —取样间隔时间。 C0—取样间隔开始时调节池内污物浓度。 C2—取样间隔终了时调节池出水污物浓度。 V —调节池容积。
假设取样间 隔内出水浓 度不变。
分流贮水池
在周期T内废水平均流量Q（m3/h）
W Q T T
qt
i 0
i i
T
流量/m3/h
T
时间/h
水量调节池的计算 — 图解法
b
1600
水量调节池的容积确定（m3）
90
A C d
600 （水泵往外抽水） 池中水量 / m3
V=BD+CE
1200 累积水量 / m3
出水累积曲线
E D
800 220
高速离心机（ α >3000）(ρ —ρ o)较小时采用，用于乳化油、蛋白质回收 中速离心机（ α =1000~3000） 低速离心机（ α <1000）
常速离心机
(ρ —ρ o)较大时采用，用于污泥脱水，纤维回收
（2）用水流本身旋转产生离心力的旋流分离机： 压力式旋流分离机、重力式旋流分离机
压力式旋流分离机
2）悬浮颗粒的粒径d越小，密度ρ 同水的密度ρ
越接近，水的动力粘度 越大，则颗粒的分离速度越小，越难分离。反之，则较易于分离。
0
3）ω 、r、ρ -ρ 0 、 d、μ 称为离心分离速度的五因素。
11.2.2 离心分离设备
二、离心分离设备
1.根据离心力产生的方式将离心设备分为：
（1）由设备本身旋转带动污水旋转的离心分离机；
400
300
B
400 220+90=310 200
（工厂排入的进水）
废水累积曲线
a
0
100
池中水量变化曲线
c
6
12
18
时间 / h
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
24
废水流量累积曲线
水质调节池
调节水质：利用稀释混合、加药处理等作用过程改变废水水 质，使之趋于稳定或适宜于后续处理工艺。
C1
C0
V
C2
问题：如何确定水质调节池的出水浓度？
二、离心力计算
1．离心场中，颗粒受到离心力 F 的大小:
Fc (m m 0 ) r
2
2．颗粒在水中受到的重力：
m、m0：分别为颗粒和污水的质量 ω：角速度 r：旋转半径 n：转速
Fg (m m 0 )g
3．分离因素——离心力与重力之比，表示在离心力场中，颗粒所受 到的离心力大于重力的倍数。
用于分离比重较大的悬浮物，设备由钢板制成，上部为直径D的园筒， 下部为锥形体。
压力式旋流分离机
用于分离比重较大的悬浮物，设备由钢板制成，上部为直 径D的园筒，下部为锥形体。
分析：
1段：水流的水平速度沿半径增大，在四周处最大，颗粒在 离心力作用下，甩向四周，此区为加速区。 2段：水平速度沿半径增大后减小，在 1/2R ，分离出的颗粒沿四周下滑，此区为分离区。 处，V最大
调节水量：需要足够池容，截流高峰期流量、补充低谷期流 量。进水为重力流，出水用泵抽吸，有效水深一般为2~3m。
主体： 辅助： 水池 配水管 提升泵 排泥管
问题：如何确定水量调节池的池容?
水量调节池的计算 — 图解法
生产周期T内废水总量WT（m3）
T
WT
式中：
q t
i 0 i
i
qi — ti时段内废水的平均流量，m3/h ti — 时段,h
时，m-m0会很小，使得F值也会很小。
根据颗粒随水旋转时所受的向心力与水的反向阻力平衡原理，可导 出粒径为d(m)的颗粒的分离速度uc(m/s)为：
r( - 0 )d uc 18
2
分析：
2
（11-9）
ρ、 ρ 0：分别为颗粒和水的密度 μ：水的动力粘度，0.1Pa· s
1）当ρ > ρ 0时，uc > 0，颗粒被抛向周边——离心沉降 当ρ < ρ 0时，uc < 0，颗粒被推向中心——离心上浮
课程名称：《工业污水处理》
第11章 工业废水的物理处理
11-1 调节池与离心分离
2013年10月
回顾：工业废水的物理处理
调节池 离心分离 除油 过滤
本节基本内容
调节池的作用与分类 调节池的计算 (重点) 离心分离原理
调节池是指废水进入主体构筑物之前，对废水的水量和水质 进行调节的构筑物。