[发明专利]一种离心沉降方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及液体中不同物质的分离方法。更具体地，提供了由该方法 设计出的离心沉降装置。它特别适用于废水或污水中不同物质的离心沉降 分离，将工业排放的废水、城市排放的生活污水离心沉降为清洁水。能够 将液体中不同物质离心沉降分离。

背景技术

现有离心机的分离方法有：离心分离、离心澄清、离心过滤等，是将 被分离液体物料装载于转鼓或转盘中，通过转动轴与驱动设备相联作回转 运动，在一定的圆周运动速度条件下，利用物料中物质不同的惯性离心力 和沉降速度达到分离目的。此种分离方法有以下特点：

1.分离液体物料装载于转鼓或转盘中作高速回转运动，回转运动的重 量全部作用在转动轴上，因此，转动轴和机座的强度设计和材料的选用受 到限制。

2.分离液体物料和转鼓的回转重量，工作期间与驱动设备消耗的能量 (功率)成正比关系。

3.分离物料和转鼓一起高速回转运动时，液体受惯性离心力作用，液 压在转鼓内壁上产生很大的离心应力，转鼓的上下端盖也要承受很高的离 心应力，因此，转鼓承受离心应力的限度，使设计和材料的选用受到限制。 只有转鼓直径小、转速高才能达到需要的离心分离因数，使分离效率和使 用范围受到限制。

4.离心分离需要高速回转运动，设计中必须解决离心机振动问题，因 而设备复杂，维修、运行成本费用高。

另一方面，现有城市中污水处理方法，是在城市下游建立污水处理厂， 对城市生活污水进行集中处理，因而整座城市要建立庞大的污水排流管网， 一些城市受地理条件限制，要建若干污水泵站，因而污水处理投资大，而 且要占用很多土地资源。

本发明对现有离心机分离方法进行了改进和创新，提出了一种新的适 用于废水、污水的离心沉降分离方法，能够灵活、方便地设置污水、废水 处理点，可以高效率、低能耗、少维修、低成本地对工业废水和生活污水 进行处理，将液体中的不同物质进行离心沉降分离并自动排出。与现有污 水处理方法结合使用，能够降低污水处理成本费用。

理论依据

实现本发明的理由：工业排放的废水，城市排出的生活污水，含有羧 基酸、胺基、磺酸基、羟基等物质，其外包围有水分子缔合成分子团。按 照质量守恒定律，水分子与它种物质分子的化学组合方式无数、多变，但 质量数不变，虽然水分子是极性分子，分子中的氧原子极易与它种物质分 子的原子构键成氧化物分子，氢原子易构键成氢化物分子，但水分子的数 量远比污染物分子多，因而废水或污水中多数是水分子，有害物质分子是 少数。液体的流动性决定了大小分子间是弱结合力，而水分子是键力很强 的结构态分子，液体中有不同的结构态分子和缔合物分子。各种分子或分 子团有不同的质量，废水或污水物质中水分子质量最轻(羟基离子除外)， 按照力学定理，不同质量的分子或分子团只要作圆周运动，就有不同的向 心力与等值反向的惯性离心力，还有科氏力和重力，在很高的分离因数条 件下，由于液体中分子间或与分子团间是数种力形成的弱结合力，在立体 极坐标中，不同物质分子在高速圆周运动时的位移矢量不同，存在矢量力 差，就能够将质量不同的大小结构态分子或形成的缔合物分子团离心沉降 分离，通过适当方法分类收集。

本发明采用这样的方法可以实现离心沉降分离；由无底无盖圆筒体构 成外转体A，转体中心设置内转体B，形成分离室a，内转体装配在机座C 和机盖E上，外转体装配在机体D上，A与C间设有气帘封s，防止液体 外漏，C有环流室c，圆周有出口与初速室b通联，b与a相通，c有进口 经管道e与储流池f通联，f与污水池通联，f比a液面高有调节器R。污水 池中污水经滤渣处理流入f，经e进入c，环周进入b，上升至a，调节f液 面高度，f液面高于a。a的上部E设有污液出口h和清洁水出口i。A磁悬 浮在导轨磁场I上，由环平板直线同步电机H带动，B由无级调速电机带 动(图1)。