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气浮净水技术是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理新技术。目前应用的多种气浮净水工艺基本可归结为加压溶气和碎气两种基本工艺的变种。两种气浮的基本理论都较成熟和传统,而各自工艺上的缺点也较突出:气泡质量较低或能耗较高,这些缺点都制约了气浮净水技术的应用推广。
本文系统研究了气浮净水技术的各种不同方法及工艺流程,其中着重研究了溶气气浮净水技术,并详细研究了旋喷泵的结构、工作原理和应用情况。在此基础上本文创新性地提出了旋喷加压溶气新方式,利用旋喷泵工作时产生的高压在泵体内直接进行溶气,并设计了溶气方案,探讨了方案的可行性。该溶气方式兼有溶气气浮气泡微细和转子碎气低能耗的优点。
本文还系统研究了气液两相流体力学,分析了气液两相流各种工艺计算模型,建立了旋喷加压溶气两相流动力学模型和相应的仿真模型,并进行了仿真,分析了旋喷加压状态下旋喷泵转速、流量、扬程、压力之间的关系,并详细分析了泵的叶轮、集流管的几何参数以及进气量对以上各物理量的影响。然后将仿真结果与相关文献试验研究结果进行了对比,得出了所建立的模型与实际工况相符的结论。
本文还详细研究了溶气水饱和度理论,在此基础上,建立了旋喷加压溶气饱和度模型,并分析了影响此状态下溶气水饱和度的各种因素。