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1、水污染控制工程电子教案,水污染控制工程,第八章 废水处理常用机械设备,第一节 管道和阀门,第二节 水泵与风机,第三节 格栅除污机与刮油刮泥机,知识目标 掌握常用的水处理通用机械设备基本知识 掌握主要水处理机械设备的参数选择/运行调试方法能力目标 能够根据中小型水电站设计数据进行准确的水处理通用机械和设备的选择 能够进行水处理通用机械设备的调试,运行管理操作,第四节 曝气设备的运行与管理,第八章 废水处理常用机械设备,第一节 管道和阀门,一、管道,管道,非金属管,水泥管,第八章 废水处理常用机械设备,钢的分类,第八章 废水处理常用机械设备,第一节 管道和阀门,一、管道,1、金属管材,1）黑色金属
2、管 钢管的优点:耐高压，韧性好，管段长而接口少 缺点:价格高，易腐蚀，因而使用寿命短。常用钢管有无缝钢管和有缝钢管。（1）无缝钢管 普通无缝钢管品种规格多，强度高，广泛用于压力较高的管道。例如热力管道、制冷管道、压缩空气管道、氧气管道、乙炔管道，以及除强腐蚀性介质以外的各种工程管道。无缝钢管用外径乘壁厚表示，如D1084表示无缝钢管外径为108mm，壁厚4mm。,第八章 废水处理常用机械设备,第一节 管道和阀门,一、管道,1、金属管材,1）黑色金属管,（2）有缝钢管 又称焊接钢管，分为低压流体输送钢管与卷焊接钢管。低压流体输送管钢分不镀锌钢管（黑铁管）和镀锌钢管（白铁管），应用于小直径的低压管
3、道上，如给水管道、煤气管道、热水管道、蒸汽管道、碱液及废气管道、压缩空气管道。卷焊接钢管是由钢板卷制，采用直缝或螺旋缝焊制而成。主要用于大直径低压管道，一般用于热力管网或煤气管网。有缝钢管用公称直径表示，如DN80表示有缝钢管内径为80mm。,第八章 废水处理常用机械设备,第一节 管道和阀门,一、管道,（3）铸铁管 按制造材质不同，分为铸铁浇铸的铸铁管和球墨铸铁管。按制造方法又可分为砂型离心铸铁直管和连续铸铁直管。由于出厂时管壁内外均涂有沥青，因此，铸铁管比钢管耐腐蚀，故常用于埋地的给水和煤气等压力流体的输送管道。,1、金属管材,1）黑色金属管,铁碳合金按含碳量分：工业纯铁：小于0.02钢：0
4、.022.11铸铁：2.116.69,第八章 废水处理常用机械设备,第一节 管道和阀门,一、管道,2、有色金属管,铝及铝合金管材的性能及应用-在工程常用铝及铝合金管来输送腐蚀性介质（如浓硝酸、尿素、磷酸等）和不允许有铁离子污染的介质。铜及铜合金管材的性能及应用-常用来制造热交换设备，用于深冷管路和化工管路，也常用于仪表测压管线和液压传输管线。铅及铅合金管-铅管主要在化工中用来输送150度、浓度70%80%的硫酸以及浓度10%以下的盐酸等腐蚀介质。钛的的性能及其应用 镍及镍合金,第八章 废水处理常用机械设备,例如：防锈铝合金中的主要合金元素是锰和镁，主要用于焊接件、各类容器、管道、热交换器等。硬
5、铝合金为AlCuMg系合金，另含有少量锰。主要用于轧材、锻材、冲压件、铆钉及航空模缎件和重要的销、轴等零件。超硬铝合金为Al-Mg-Zn-Cu系合金，并含有少量的铬和锰。多用于制造受力大的重要构件，例如飞机大梁、起落架等。锻铝合金为Al-Mg-Si-Cu或Al-Cu-Mg-Ni-Fe系合金。这类台金多用于承受重载荷的级件和模锻件。,第八章 废水处理常用机械设备,铝锭,第八章 废水处理常用机械设备,铝焊丝,第八章 废水处理常用机械设备,(1)纯铜(紫铜),(2)铜合金 铜中加入合金元素后，可获得较高的强度和硬度，铜合金分黄铜、青铜、白铜三大类。,黄铜 以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。,青铜
6、青铜原指铜锡合金，但工业上都习惯称含铝、硅、铅、锰等的铜基合金为青铜，所以青铜实际上包括有锡青铜和无锡青铜。,白铜 以镍为主要合金元素的铜合金称为白铜。,第八章 废水处理常用机械设备,白铜冷凝管,第八章 废水处理常用机械设备,黄铜管,第八章 废水处理常用机械设备,青铜,第八章 废水处理常用机械设备,钛球阀,第八章 废水处理常用机械设备,第一节 管道和阀门,一、管道,（1）塑料管 塑料管材具有许多独特的优异性能，特别是具有总量轻（只有钢铁的1814、铝的12左右），耐腐蚀性能好的特点，使塑料管道广泛应用于民用给排水、化工管道、电线保护管等。环保工程上常用：硬聚氯乙烯管道（UPVC）聚乙烯（PE）
7、聚丙烯（PP）聚丁烯（PB）丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物工程塑料管（ABS）五种类型管道,3、塑料管材,第八章 废水处理常用机械设备,塑料管道的共有特性,塑料管道均由合成树脂并附加一些辅助性稳定性原料，经过一定的工艺过程，如注塑、挤压、焊接等制造的，因而具有一般塑料的共同特性。a.密度较小。b.具有一定的机械强度，能承受一定的拉力和压力。但耐热性差，随着温度升高，易软化。c.具有绝缘性，常用作电线、电缆保护套管。d.适用于焊接，熔点低，焊接手段简单。e.塑料管道具有较大的线膨胀性。f.耐腐蚀性能良好,第八章 废水处理常用机械设备,一、管道,3、塑料管材,硬聚氯乙烯管道（UPVC）给水管,硬聚氯乙烯
8、管化学稳定性高，重量轻，耐腐蚀，安全方便；但脆性高，机械强度比钢低，线膨胀系数大，耐久性差，当温度高于8085度时开始软化，130度时呈柔软状态，到180度后开始呈现流动状态。另外此种管材的稳定剂中含有氧化铅，不宜作为输送生活饮用水的管道。目前硬聚氯乙烯管在化工、石油、制药、冶金等工业部门管道中得到广泛应用，以此代替不锈钢、铅、铜、铝、橡胶等重要工业管材。硬聚氯乙烯管的化学稳定性很好，除100%的丙酮、苯、溴水、氟化氢，96%以上的硫酸等不适用外，其余输送介质在一定温度下均可适用。一般作为输送0.61.0Mpa和1560度的酸、碱、纸浆等介质，民用建筑排水、煤气和非饮用的工业用水及锅炉水处理管
9、也大量采用。,第八章 废水处理常用机械设备,PVC管,第八章 废水处理常用机械设备,聚乙烯管（PE管）,一、管道,3、塑料管材,这是一个由多种工艺方法生产的、具有多种结构和特性及多种用途的系列品种树脂。目前聚乙烯管材已成为在UPVC管之后，世界上消费量第二大的塑料管道品种。广泛用于燃气输送、给水、排污、农田灌溉、油田、矿山、化工、环保及邮电通讯等领域。,第八章 废水处理常用机械设备,聚乙烯管用作压力管优势明显。给水管公称压力在1.6Mpa以下，气管公称压力在1.0Mpa以下。非压力管主要有套管（可采用聚乙烯实壁管和波纹管）和排水/排污管（可采用聚乙烯螺旋缠绕管、波纹管和实壁管）两类。聚乙烯管比
10、较圆满解决了传统管道的两大难题：腐蚀和接头泄漏。聚乙烯管的主要优点有：（1）优良的耐腐蚀性能；（2）熔接接头不泄漏；（3）聚乙烯管是一种高韧性的管材，其断裂伸长率一般超过500，对管道基础不均匀沉降的适应能力非常强。（4）聚乙烯管道系统的绕性，使它可以进行盘卷以较长的长度供应用户，避免了大量的接头和管件。聚乙烯压力管道系统的安全使用寿命为50年以上，这已为国际标准所确认。,聚乙烯管（PE管）,一、管道,3、塑料管材,第八章 废水处理常用机械设备,PE管,第八章 废水处理常用机械设备,一、管道,3、塑料管材,聚丙烯（PP）管,聚丙烯管有很多宝贵的性能，它的熔点为170176度，软化温度是由其熔点
11、决定的。在没有外力作用下，PP管在150度左右仍能保持形状不变，耐腐蚀性能强于PVC管。因此，可输送低负荷的温度达95度的介质。聚丙烯的低温性能较差，0度以下时呈现低温脆性，抗冲击性能也显著降低。,易加工成型；热熔承插连接方便，一体化接头性能可靠；废管可回收性好；耐热性较好。,聚丙烯管材具有的特点有：,第八章 废水处理常用机械设备,应用例：PP-R管材,主要优点：同质热连接牢固，管道连接渗漏率低，管道易于修补；耐热性能好，在工作压力不超过0.6Mpa时，长期使用水温可达70度；导热性低；质量轻，施工方便；弹性模量较小，因温度变化的应力也较小；管道流体阻力小，不结垢，水头损失比金属管道小得多。P
12、P-R管材的缺点有：管配件价格较高，与金属管件、阀门连接不便；刚性和抗冲击性能比金属管道差；施工工艺要求高；抗紫外线能力差，在阳光的长期照射下容易老化。,第八章 废水处理常用机械设备,PP-R,第八章 废水处理常用机械设备,聚丁烯（PB）管,一、管道,3、塑料管材,聚丁烯管材最突出的特点是：较高温度下的高长期静液压强度或高温下的稳定性，在相同外径条件下，PB管内经大，液体介质的流通能力也大。高柔韧性，特别是在较低温度下，也能保持较高的柔韧性。连接方式多样性，可采用热熔套接的连接方式，也可采取夹紧式连接方式。聚丁烯管材可应用在供水（冷、热水）、中央空调、压缩空气输送、散热器供暖、地板采暖、工业、
13、化工、环保等领域。,第八章 废水处理常用机械设备,（PB）管,第八章 废水处理常用机械设备,工程塑料（ABS）管,一、管道,3、塑料管材,ABS工程塑料管是由丙烯睛丁二烯笨已烯组成的三元共聚物，ABS工程塑料能耐弱酸、弱碱和中等浓度的强酸、强碱的腐蚀，在酮、醛、脂类以及有氯化烃中会溶解或形成乳浊液，而不溶于大部分醇类和烃类溶剂，但与烃类长期接触后，会软化和溶胀，不耐硫酸、氢氟酸、冰醋酸的腐蚀。ABS工程塑料管除了用于化工、制革、医药等行业输送腐蚀介质外，还用来输送摩擦性大的粘稠性液体，在食品工业中输送各种饮料，以发挥它的耐磨和无毒的特性。,第八章 废水处理常用机械设备,（ABS）管,第八章 废
14、水处理常用机械设备,玻璃钢管,一、管道,环氧玻璃钢管和环氧聚脂玻璃钢管。耐压1.5Mpa,使用温度不超过110度，适用于腐蚀性废水输送管、深井水管、锅炉输水管等强度高的管道系统。聚脂玻璃钢管耐压1.5Mpa，使用温度不超过90度，适用于强腐蚀性废水输送管道系统，并且有防蛀性能。酚醛玻璃钢管耐压1.0Mpa，使用温度不超过120度，适用于石油、化工、染料、制药、化肥、电器等工业生产系统管道。呋喃玻璃钢管耐压1.0Mpa，使用温度不超过180度，适用于输送石油、化工等严重腐蚀介质的管道系统，尤其是高温下酸、碱交替的介质输送。,第八章 废水处理常用机械设备,玻璃钢管,第八章 废水处理常用机械设备,塑
15、料复合管,钢塑复合管 玻璃钢塑料复合管铝塑复合管,第八章 废水处理常用机械设备,4、水泥管,一、管道,水泥压力管 自应力钢筋混凝土输水管和预应力钢筋混凝土输水管，其优点是强度高，抗渗、抗裂和防锈、防腐性能好，维护简单，施工方便。缺点是管材重，运输不方便。自应力钢筋混凝土输水管每根长34m，有公称直径100800mm各种规格，允许输送水介质的工作压力为0.41.2Mpa。预应力钢筋混凝土输水管有公称直径4002000mm各种规格，每根长度5160mm，允许输送水介质的工作压力为0.41.2Mpa。,第八章 废水处理常用机械设备,石棉水泥压力管 目前有公称直径75500mm各种规格，按压力指标分类
16、，其工作压力有0.4Mpa、0.75Mpa、1.0Mpa三种。每根长35m。其优点是重量轻，抗腐蚀性能性好，加工方便，管壁光滑。缺点是质脆，抗冲击性能差，容易损坏，一般常用于排水管道。,4、水泥管,一、管道,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,阀门可定义为通过改变管道通路断面以控制管道内流体流量、流向及压力值的装置。阀门在管路中主要起到的作用是：接通或截断介质；防止介质倒流；调节介质的压力、流量等参数；分流、混合或分配介质；防止介质压力超过规定数值，以保证管路或容器、设备的安全。阀门的传动方式有：手动、气动、电动、液动及电磁动等。,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,1、阀门的分类,根
17、据启闭阀门的作用不同，阀门的分类方法很多，这里介绍几种。1.按作用和用途分类,（1）截断阀又称闭路阀，其作用是接通或截断管路中的介质流。截断阀类包括闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀和隔膜阀等。,截止阀,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,1、阀门的分类,闸阀,它的流通介质可以是清水、污水、污泥、浮渣,也可以是油或者气。它的流通直径一般为 50-1000 mm,最大工作压强可达 2-4 MPa，闸阀的特点是当阀门全开时通道完全无障碍,所以流体通过 阀时的阻力最小,不会发生缠绕,故适用于在含大量杂质的污水、污泥管道中使用。但由于闸阀的密主 长,故有易泄漏、体积较大等缺点。,第八章 废水处理常用
18、机械设备,二、阀门,1、阀门的分类,l-阀杆;2 一闸板;3一螺钉套筒 4-阀盖 5 手轮,闸阀结构图,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,1、阀门的分类,球阀,球阔的特点是网芯为一球形,中间有一与其通径相同的通孔,阀门的启闭方式与蝶阀一样。下图是一种小型球阀的结构图，球阀的密封性好,动作灵活,适应介质广泛,一些球阀可以承受到较高的压强，在污水处理厂,球阀常用在含杂物较多的中小型管道,如污泥、浮渣管道中。另外利用它耐高压的特点,在污泥消化处理系统的沼气管道上也常常使用球阀。缺点是与前述两种阀门相比,相同通径的球阀的体积、质量要大得多.要高一些，基于这一原因,大于 400 mm 通径的球阀一
19、般不多见。,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,1、阀门的分类,蝶阀,蝶阀是水处理中使用得最广泛的一种阀门,它的流通介质有污水、清水、活性污泥、曝气用低压气体 其最大流通直径可超过 2m，后图分别是一个电动蝶阀和手动蝶阀的图片。,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,1、阀门的分类,电动蝶阀,手动蝶阀,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,1、阀门的分类,旋塞阀,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,1、阀门的分类,（2）止回阀又称单向阀或逆止阀，其作用是防止管路中的介质倒流。水泵吸水管的底阀也属于止回阀类。（3）安全阀安全阀类的作用是防止管路或压力容器装置中的介质压力超过规定数值，
20、从而达到安全保护的目的。（4）调节阀调节阀类包括调节阀、节流阀和减压阀。其作用是调节介质的压力、流量等参数。（5）分流阀分流阀类包括各种分配阀和疏水阀等，其作用是分配、分离或混合管路中的介质。,1.按作用和用途分类,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,1、阀门的分类,止回阀,在废水处理厂的水泵房和鼓风机房，当全部鼓风机停止运行后,曝气池中的水会因池底的压力通过曝气头流进管路至鼓风机房，为避免上述情况的出现在每一台水泵或者鼓风机的出水口或者出风口安装一个止回阀以防止倒流。止回阀又称逆止阀或者单向阀，它由一个阀体和一个装有弹簧的活瓣门组成。,其工作原理很简单:当介质正向流动时,活瓣门在介质的冲
21、击下全部打开,管道畅通;当介质倒流的情况下,活瓣门在介质的反向压力下关闭,以防止倒流的继续,从而保证了整个管网的安全运行,保护了水泵及鼓风机。止回阀的品种和规格很多。,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,1、阀门的分类,止回阀,l 一本体;2 一间体;3 间盖图 卧式升降式逆止阀结构图,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,1、阀门的分类,安全阀类的作用是防止管路或压力容器装置中的介质压力超过规定数值，从而达到安全保护的目的。,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,1、阀门的分类,液位安全阀,丹佛斯安全阀,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,1、阀门的分类,调节阀类包括调节阀、节流
22、阀和减压阀。其作用是调节介质的压力、流量等参数。,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,1、阀门的分类,分流阀类包括各种分配阀和疏水阀等，其作用是分配、分离或混合管路中的介质。,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,1、阀门的分类,2.按公称压力分类（1）真空阀指工作压力低于标准大气压的阀门。（2）低压阀指公称压力PN1.6Mpa的阀门。（3）中压阀指公称压力PN为2.5、4.0、6.4Mpa的阀门。（4）高压阀指公称压力PN为1080Mpa的阀门。（5）超高压阀指公称压力PN100Mpa的阀门。,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,1、阀门的分类,3.按工作温度分类（1）超低温阀用于
23、介质工作温度t-100度的阀门。（2）低温阀用于介质工作温度100度t-40度的阀门。（3）常温阀用于介质工作温度40度t120度的阀门。（4）中温阀用于介质工作温度120度t450度的阀门。（5）高温阀用于介质工作温度t450度的阀门。,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,1、阀门的分类,按驱动方法分类（1）自动阀指不需要外力驱动，而是依靠介质自身的能量来使阀门动作的阀门。如安全阀、减压阀、止回阀、自动调节阀等。（2）动力驱动阀动力驱动阀可以利用各种动力源进行驱动。电动阀借助电力驱动的阀门。气动阀借助压缩空气驱动的阀门。液动阀借助油等液体压力驱动的阀门。此外，还有其他分类方法,第八章 废
24、水处理常用机械设备,二、阀门,2、阀门的型号 阀门型号表示方法按JB/T 308-2004标准进行。,（1）阀门类型代号用汉语拼音字母表示，按表的规定,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,阀门类型表示方法,注：用于低温（低于40）、保温（带加热套）和带波纹管的阀门，应在类型代号前分别注代号“D”、“B”和“W”。,第八章 废水处理常用机械设备,二、阀门,阀门传动方式表示方法,注：1.用手轮、手柄或扳手传动的阀门以及安全阀、减压阀、疏水阀，省略本代号。2.对于气动或液动：常开式用6K、7K表示；常闭式用6B、7B表示；气动带手动用6S表示。防爆电动用9B表示。蜗杆T形螺母用3T表示。,第八章
25、 废水处理常用机械设备,二、阀门,第八章 废水处理常用机械设备,三、阀门的选用原则,选用阀门首先要掌握介质的性能、流量特征，以及温度、压力、流速、流量等性能，然后结合工艺、操作、安全诸因素，选用相应类型、结构形式、型号规格的阀门.,1、接通和截断介质用阀门,通常选用流阻较小，通道为直通的阀门,2、控制流量用的阀门,通常选用易于调节流量的阀门,第八章 废水处理常用机械设备,三、阀门的选用原则,3、换向分流用阀门,根据换向分流需要，这种阀可有三个或更多的通道，适宜选用旋塞阀和球阀。,4、带有悬浮颗粒的介质用阀门,如果介质带有悬浮颗粒，最适于采用其启闭件沿密封面的滑动带有擦拭作用的阀门，如平板闸阀。,
