高速旋转的物体能产生离心力
污水处理中的分离技术
入，借进出水头差在池内旋转流动。
3．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，污水沿着设备切线方向进入，在离心力作用下，水 中悬浮物被甩向四周，并在重力作用下，下沉至底部排走。 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
2．滤料：石英砂、无烟煤、陶粒、聚丙烯球、炉灰渣、烟道灰、焦 炭、电化学滤料。
3．截留杂质规律 从接触絮凝作用考虑，杂质与滤料接触，被滤料表面分子间力吸附
絮凝，同时水力冲刷可使絮凝杂质脱落向下层移动，被下层滤料截留。 在过滤周期将终止时，表层滤料最细，吸附表面张力最大，截留的
杂质最多，表层孔隙逐渐被杂质阻塞，尽管下层滤料还未发挥应有作 用，但周期已终止，导致出现双层滤料，表层的滤料粒径大一些，截 留的杂质多一些。 4．构造－污水滤料和给水滤料有许多相同之处，与给水滤料的不同之 处如下： （1）滤料粒径大，强度高，耐腐蚀，成本低。 （2）抗冲击性负荷，出现双层滤料。 （3）运行周期长。 （4）运行方式分为正向流和反向流。
三、滤池
滤池－去除微量悬浮物，常用于污水深度处理。 1．滤池过滤机理。
1）机械筛滤作用－把滤料层作为筛子，某些粒径大于孔隙尺寸的杂质 被截留，孔隙变小一些，于是后续的细小悬浮杂质也可被截留。
2）沉淀作用－把滤料看作层层叠叠起来的多层沉淀池。利用巨大的沉 淀面积截留水中微小粒子。
3）絮凝作用－把滤料作为接触吸附介质，介质紧密排列，水在介质中 流动时，杂质被吸附在介质表面并成长为大颗粒，巨大的表面积产 生强烈的吸附能力。
离心分离
工作原理: 要分离的液体混合物由空心 转轴顶部进入，通过碟片半腰 的开孔通道进入各碟片之间， 并同碟片一起转动，在离心力 的作用下，密度大的液体趋向 外周，到达机壳外壁后上升到 上方的重液出口流出；轻液则 趋向中心而向上方较靠近中央 的轻液出口流出。这样，两种 不同重度液体就在碟片间的隙 道流动的过程中被分开。
（3）卧式活塞推料离心分离机
是一种连续加料、脉动卸料的过滤式离心机。
工作原理： 在离心力场作用下， 料液沿布料斗周边 均匀地甩到滤网上， 大部分经过筛网缝 隙和转鼓小孔甩出 转鼓外，由管道引 走。利用推杆在转 鼓内的往返运动推 动筛网上的滤饼前 移，形成脉冲卸料。
卧式活塞推料离心分离机的优缺点：
1.过滤式离心机
工作原理: 过滤式离心机转鼓上开有孔，鼓内覆盖以滤布或其 他过滤介质(滤网等)，当转鼓高速旋转时，鼓内料 液在离心力的作用下透过过滤介质（滤布和壁上小 孔）排出，而固体颗粒则被截留在过滤介质上，完 成固液分离。
过滤式离心机的适用范围：
过滤式离心机对颗粒和液体的密度差没有要求，但不适宜 于小颗粒、纤维状或胶体可压缩固体物质的分离(例如废 水中污泥的处理)，因为这些物质会堵塞过滤介质。
优点：效率高、产量高、生产连续化、操作稳定可靠。
缺点：只能分离中粗颗粒，对悬浮液的浊度比较敏 感，容易发生跑料现象，应用上有一定的局限 性。
适用范围:含固相颗粒大于0.25mm的结晶状和纤维状物 料的悬浮液，并且要求固相含量大于30%。
（4）离心力卸料离心分离机
又叫惯性卸料分离机或锥篮离心分离机。 工作原理： 滤渣在锥形转鼓中依靠本身所受的离心力克服与筛网的摩擦 力沿筛网表面向着转鼓大端移动，最后自行排出。
卧式刮刀卸料离心分离机的优缺点：
管式离心机的工作原理
管式离心机的工作原理
管式离心机工作原理如下：
1. 原液进入离心机：原液通过进料口进入离心机，经过进料管进入离心机的转鼓。
2. 离心力的产生：离心机的转鼓在高速旋转的状态下，产生高速离心力。
离心力是指转鼓中物料受到的向外的离心作用力，其大小与物料重量和转鼓的转速有关。
3. 分离过程：在高速旋转的转鼓作用下，离心力使得原液中的物质分离成不同密度的相。
重物质部分沉积在转鼓的壁面上，形成固体残渣的沉渣层；轻物质部分则集中在转鼓的中心部分，形成清液层。
4. 分离产物的排出：分离后的固体残渣沉积在转鼓的壁面上，在离心机停止工作后，可以通过打开排渣门或者毛刷将固体残渣排出。
清液层则通过离心机的出料口排出。
5. 控制系统：在整个工作过程中，离心机通常配备有控制系统，可以控制离心机的转速、温度等参数，以满足不同的工艺要求。
总结：管式离心机利用高速旋转的转鼓产生的离心力，将原液中的固体和液体分离，并通过相应的排渣门和出料口将分离产物分别排出，实现物料的分离与纯化。
离心机工作原理
离心机工作原理离心机是一种常见的实验室设备，广泛应用于生物化学、制药、环境监测等领域。
它利用离心力的作用，将混合物中的不同组分分离开来。
本文将详细介绍离心机的工作原理。
一、离心力的产生离心机的核心是离心力的产生。
离心力是一种惯性力，它产生的原理是物体在旋转运动中会受到向外的离心力。
离心机通过高速旋转的转子，使待分离的混合物在离心力的作用下分离成不同的组分。
二、离心机的结构离心机主要由电机、转子、离心管和控制系统组成。
1. 电机：电机是离心机的动力来源，通过电能转化为机械能，驱动转子高速旋转。
2. 转子：转子是离心机的核心部件，也是离心力的产生器。
转子通常由金属材料制成，具有一定的强度和耐腐蚀性。
它可以容纳离心管，使离心力能够作用于待分离的样品。
3. 离心管：离心管是用来装载待分离样品的容器。
它通常由透明的塑料或玻璃制成，具有耐高速离心和耐化学腐蚀的特性。
4. 控制系统：离心机的控制系统主要包括转速控制、温度控制和时间控制等功能。
通过控制系统，可以根据实验需求设置离心机的工作参数。
三、离心机的工作原理离心机的工作原理基于离心力的作用。
当离心机启动后，电机驱动转子高速旋转，产生离心力。
离心力的大小与转子的转速和半径有关，转速越高、半径越大，离心力就越大。
离心机的分离过程可以分为三个步骤：加速、分离和减速。
1. 加速阶段：当离心机启动时，电机逐渐增加转速，使转子加速旋转。
在这个阶段，样品受到的离心力逐渐增大，混合物中的组分开始分离。
2. 分离阶段：当转速达到设定值后，离心机进入稳定工作状态。
在这个阶段，离心力维持在一定的数值，使混合物中的不同组分分离开来。
重的组分沉积在离心管的底部，轻的组分则浮在上层。
3. 减速阶段：当离心时间到达设定值时，离心机进入减速状态。
电机逐渐减速，离心力逐渐减小。
在这个阶段，离心管中的组分会逐渐回到混合状态。
四、离心机的应用离心机广泛应用于科学研究和实验室工作中。
它可以用于：1. 细胞分离：离心机可以将细胞和细胞碎片从培养基中分离出来，用于细胞培养和研究。
超速离心机离心力
超速离心机离心力离心力是指物体在旋转运动中受到的向心力。
超速离心机作为一种重要的离心设备，其离心力的大小对于其工作效果至关重要。
超速离心机的工作原理是通过高速旋转的离心机转盘产生离心力，将物质分离出来。
离心力的大小取决于离心机的转速和转盘半径。
当转速越高或转盘半径越大时，离心力也会增加。
因此，超速离心机通常会设计成可以调节转速，以满足不同实验或生产需要。
离心力的大小对于超速离心机的分离效果有着直接的影响。
离心力越大，分离效果越好。
因此，超速离心机广泛应用于生物医药、化工、食品等领域的实验室和生产过程中。
超速离心机的离心力可以被用于多种用途。
例如，在生物医药领域，离心机被用于分离血液样本中的红细胞、白细胞和血浆，以进行疾病诊断和治疗。
在化工领域，离心机可用于分离液体混合物中的不同组分，以进行纯化和提纯。
在食品领域，离心机可以用于分离果汁中的固体颗粒，以获得纯净的果汁。
离心力的大小还与离心机的安全性息息相关。
超速离心机在高速旋转时，离心力会产生巨大的压力和惯性力，如果离心机不稳定或使用不当，可能会导致离心机的破裂或失衡，造成严重的安全事故。
因此，在使用超速离心机时，需要严格遵守操作规程，并保持离心机的良好状态，以确保操作人员的安全。
超速离心机的使用还受到离心样品的最大转速限制。
不同的样品具有不同的最大离心速度，超过最大转速可能会导致样品的损坏或离心机的故障。
因此，在使用超速离心机时，需要根据样品的性质和要求来选择合适的转速和离心机。
超速离心机的离心力是其工作效果的关键因素之一。
离心力的大小取决于离心机的转速和转盘半径，对于分离效果和样品的完整性有着重要影响。
在使用超速离心机时，需要严格遵守操作规程，确保操作安全，同时根据样品的性质和要求选择合适的转速和离心机。
超速离心机的广泛应用为生物医药、化工、食品等领域的实验和生产提供了便利，促进了科学研究和工业发展。
离心机的工作原理
离心机的工作原理离心机是一种常见的实验室设备，广泛应用于化学、生物、医药等领域。
它通过旋转离心力来分离混合物中的不同组分，实现液体或者固体的分离和纯化。
离心机的工作原理基于离心力的产生和利用，下面将详细介绍离心机的工作原理。
一、离心力的产生离心力是指在旋转体上的物体所受到的离心加速度，它是由旋转体的角速度和半径决定的。
离心机通过高速旋转离心转子来产生离心力，从而实现混合物的分离。
离心转子是离心机的核心部件，它通常由金属制成，具有均匀的分量分布和高强度。
二、离心机的工作原理可以分为离心沉降和离心过滤两种方式。
1. 离心沉降离心沉降是离心机最常用的分离方式，它适合于分离不同密度的物质或者粒径较大的固体颗粒。
当离心转子开始高速旋转时，混合物中的组分受到离心力的作用，向离心转子的外侧挪移。
由于不同组分的密度不同，它们在离心转子中的位置也不同，从而实现了分离。
重物质或者大颗粒的组分会沉降到离心转子的底部，形成沉淀；轻物质或者小颗粒的组分则会浮在上方，形成上清液。
通过控制离心时间和转速，可以实现不同组分的分离和纯化。
2. 离心过滤离心过滤是一种常用的分离固体颗粒和液体的方法。
离心机通过旋转离心转子，使混合物中的固体颗粒沉降到离心转子的底部，然后通过离心转子上的滤膜或者滤芯，将上清液与固体颗粒分离。
离心过滤适合于固体颗粒较细、浓度较高的混合物。
三、离心机的应用离心机在科学研究和实验室中有着广泛的应用。
以下是离心机的一些常见应用：1. 分离血液成份：离心机常用于医学实验室中，用于分离血液中的红细胞、白细胞和血浆。
这些成份具有不同的密度和大小，通过离心机的分离作用，可以得到纯净的血浆样本。
2. 分离细胞：离心机可以用于细胞培养和细胞分离。
通过离心沉降，可以将细胞从培养基中分离出来，实现细胞的纯化和浓缩。
3. 分离蛋白质：离心机可以用于分离蛋白质的纯化。
通过离心沉降，可以将蛋白质从混合物中分离出来，得到纯净的蛋白质样品。
离心机工作原理
离心机工作原理离心机是一种常见的机械设备，它通过旋转和离心力的作用，将混合物中的固体颗粒或者液体分离出来。
离心机广泛应用于化学、制药、食品、环保等领域，具有高效、快速和可靠的分离效果。
下面将详细介绍离心机的工作原理。
一、离心力的产生离心机的工作原理基于离心力的作用。
离心力是一种惯性力，它是由于物体在旋转运动中，受到离心加速度而产生的力。
离心力的大小与物体的质量、旋转半径和角速度有关。
在离心机中，离心力通过高速旋转的离心机转子产生。
二、离心分离过程离心机的工作过程可以分为四个阶段：加速、稳速、减速和卸样。
1. 加速阶段：开始工作时，离心机通过机电驱动转子进行高速旋转，逐渐增加角速度，使样品在容器中产生离心力。
2. 稳速阶段：当离心机达到设定的转速后，进入稳速阶段。
在这个阶段，样品中的固体颗粒或者液体味受到离心力的作用，向离心机的外部挪移。
3. 减速阶段：当分离过程完成后，离心机开始减速。
减速时，离心力逐渐减小，固体颗粒或者液体住手挪移，并沉积在容器的底部。
4. 卸样阶段：离心机彻底住手后，可以打开离心机的盖子，将容器中的上清液或者上清液和沉淀分离出来。
三、离心机的组成部份离心机主要由以下几个部份组成：1. 机电：离心机的机电提供动力，驱动离心机转子高速旋转。
2. 转子：离心机转子是离心机的核心部件，它通过机电的驱动进行旋转。
转子上通常装有容器，用于放置样品。
3. 控制系统：离心机的控制系统用于控制离心机的转速和运行时间。
通过控制系统，可以设定离心机的工作参数，如加速度、转速等。
4. 容器：离心机的容器用于放置样品。
容器可以是圆形的，也可以是锥形的。
容器的形状和材质会影响离心机的分离效果。
四、离心机的应用离心机广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：1. 化学领域：离心机可以用于分离反应混合物中的固体颗粒和液体，提取纯净的化合物。
2. 制药领域：离心机可以用于制备药物、分离药物中的杂质，提高药物的纯度和活性。
离心机工作原理
离心机工作原理离心机是一种常见的设备，广泛应用于化工、制药、食品等工业领域。
它利用离心力的作用将混合物中的固体和液体分离，实现固液分离的目的。
下面将详细介绍离心机的工作原理。
一、离心力的产生离心机的工作原理基于离心力的产生。
离心力是一种惯性力，当物体在旋转的过程中，离心力会使物体朝离旋转轴远离的方向运动。
离心机通过高速旋转的转子产生离心力，从而实现固液分离。
二、离心机的组成部份离心机主要由以下几个部份组成：1. 转子：转子是离心机的核心部件，它是一个圆盘状的结构，可以高速旋转。
转子上通常有多个圆环状的槽，用于放置离心机管或者离心杯。
2. 机电：机电提供转子的旋转动力，使转子高速旋转。
机电的转速可以根据需要进行调节。
3. 控制系统：离心机通常配备有控制系统，可以对离心机的转速、时间等参数进行调节和监控。
4. 离心杯：离心杯是用来装载待分离混合物的容器，通常是圆柱形状，具有一定的容量。
离心杯通常由耐酸碱的材料制成，如玻璃或者塑料。
5. 离心机管：离心机管是一种细长的管状容器，用于装载待分离样品。
离心机管通常由聚丙烯或者聚乙烯等耐化学腐蚀的材料制成。
三、离心机的工作过程离心机的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 样品装载：将待分离的混合物装入离心杯或者离心机管中，通常需要保持离心杯或者离心机管的平衡。
2. 旋转启动：关闭离心机的盖子，并将离心杯或者离心机管放置在转子的槽中。
然后将离心机设定到所需的转速和时间，启动离心机。
3. 离心分离：离心机开始高速旋转，产生离心力。
离心力会使固体颗粒沉积到离心杯或者离心机管的底部，而液体则保持在上层。
4. 住手离心：当设定的时间到达或者离心过程完成后，离心机会自动住手旋转。
此时，离心杯或者离心机管中的样品已经完成份离。
5. 取出样品：打开离心机的盖子，小心取出离心杯或者离心机管。
固体和液体已经分离，可以进一步进行后续的处理或者分析。
四、离心机的应用领域离心机广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：1. 化学实验室：离心机常用于化学实验室中，用于分离反应产物、提取物质等。
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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
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
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。
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
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？
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
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：
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
Fgห้องสมุดไป่ตู้ (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。
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；
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
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。
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
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
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
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
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