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气浮法污水处理中气浮池的抗疲劳制造

随着现代科一学技术的迅速发展，现代工业没备要求在高温、高速、高压等

条件下使用的场合越来越多，承受的交变应力越来越高，疲劳破坏问题日益突出。

现代工业中的许多关键性动力设备，如发动机的涡轮转子、叶片，核压力容器和

核燃烧器件等都严重地遭到疲劳的袭击。因此，机械零件的抗疲劳设计和制造已

成为现代上业生产中的重要课题。

1964年日内瓦国际标准化组织在《金属疲劳试验的一般原理》中给疲劳下

了一个描述性的定义：材料或构件在长期交变载荷持续作用下产生裂纹，直至失

效或断裂的现象。美国试验学会对疲劳的定义为材料、零件、构件在循环应力和

应变作用下，在一处或几处产生局部永久性累积损伤而产生裂纹，经一定循环次

数后，裂纹扩展突然完全断裂的过程。疲劳学主要研究材料或结构在交变在和下

的强度问题，应力状态与寿命的关系。本文主要讨论各种因素对疲劳强度的影响

以及提高零件抗疲劳强度的方法。

污水处理就是用各种方法将污水中所含的污染物分离出来或将其转化为无

害物，从而使污水得到净化的过程。

气浮法是一种固液分离技术，含油污水用压缩空气加压到0.3~0.6MPa，使

溶气达到饱和。当被压缩过的气液混合物被置于正常大气压下的气浮设备时，微

小的气泡即从溶液中释放出来。油珠即可在这些小气泡作用下上浮，气一固混合

物上升到池表面后被撇出。澄清的液体从气浮池的底部流出。溶气气浮法与其他

气浮法相比的主要优点是气泡直径小，一般为30~120µm。因此.在供气量相同

的情况下，气泡的总表面积大，吸附能力大;同时，气泡上浮的速度慢，与被吸

附杂质的接触时间延长，从而提高气浮效果。

气浮技术是一种高效、快速的固液和液液分离技术，最初用于选矿业，至今

已普遍用于水中固体、固体与液体、液体与液体乃至溶液。1905年美国专利公开

了加压溶气技术；1907年H.Norris发明了喷射溶气气浮技术。气浮技术在净水工

艺中的应用，自从20世纪20年代以来，发展缓慢，原因在于传统的减压阀存在着

最佳开启度难于调节控制，气泡的尺寸很难控制。后来国外出现了专用的释放器

改进了效果。70年代后，人们改善了溶气方法，解决了溶气释放器的气泡尺寸

及数量这个关键性难题，气浮净水才得以推广。近些年，美国、日本等国生产出

了专用的溶气泵，能在加压的过程中溶入一定比例的空气，产生微米量级的微气

泡，无需使用专用的释放装置。同时溶气系统的小型化和一体化也成为了近年发

展的方向，全密闭式加压溶气设备也在国外开始问世。气浮技术的发展和应用就

要求气浮池的性能也随之发展

由于废水的固体悬浮物含量很高,且含有大量的蛋白，所以设一气浮池,分离

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提取蛋白质,提高经济效益，同时减轻后续处理构筑物的压力。气浮池

（floatationtank）运用絮凝和浮选原理使液体中的杂质分离上浮而去除

的池子。由于在污水处理中气浮池的使用期限要求要足够长，所以本文主

要讨论用抗疲劳制造技术来改善气浮池的各项参数，提高气浮池的寿命。

在目前的生产实践中抗疲劳制造的方法多种多样，从物理，化学，机

械和高能束四个方面对其划分。物理方法主要是指表面淬火处理，即生产

中火焰淬火、高频淬火以及近年来发展的超高频、双频感应加热淬火等，

其特点是不改变表层化学成分，通过表层变相来提高零件的寿命。化学方

法包括渗碳、渗氮和多元共渗等，它是利用化学热处理改变表面的化学成

分，并形成单相或多相的的扩散层。近几年来又出现的了离子渗碳、真空

扩散、渗硼和多元共渗的方法。机械的方法的突出的一个特点是利用冷形

变技术，使金属表面产生形变硬化层，并引入高的残余压应力，从而显著

的提高机械零件的抗疲劳断裂和抗应力腐蚀的能力，主要包括滚压、挤压、

喷丸、干涉配合和抛光处理等，是抗疲劳制造的一种主要方法。高能束处

理是抗疲劳制造的一种新的途径，它是在材料局部表面施以极高密度的能

量，并使之发生物理、化学变化，显著打到抗疲劳的增寿的目的。随着科

技的发展，激光表面处理和离子注入发展成为抗疲劳制造技术的重要组成

部分。用激光束、电子束、离子束这三种高能束流对材料表面进行表面处

理或表面改性的技术主要包括两个方面：其一，利用激光束、电于束可获

得极高的加热和冷却速度，从而可制成微晶、非晶及其它一些奇特的、热