气浮池设计-详细.Word文档下载推荐.doc

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加压溶气气浮设备的设计（平流式）

1.2设计资料

某工厂污水工程拟用气浮设备代替二沉池，经气浮实验取得以下参数：

溶气水采用净化后处理水进行部分回流，回流比0.2，气浮池内接触时间为5min，溶气罐内停留时间为3min，分离时间为15min，溶气罐压力为0.4Mpa，气固比0.02，温度30℃。

设计水量850m3/d。

1.3设计内容

（1）确定设计方案；

（2）气浮设备的设计计算；

（3）系统设备选型，包括水泵、溶气释放器、溶气压力罐、空压机及刮渣机等；

（4）计算书编写，计算机绘图。

1.4设计成果

（1）设备工艺设计计算说明书；

要求参数选择合理，条理清楚，计算准确，并附设计计算示意图；

提交电子版和A4打印稿一份。

（2）气浮系统图和气浮设备结构详图（包括平面图、剖面图）；

要求表达准确规范；

提交电子版和A3打印稿一份。

第二章设计说明与计算书

2.1设计原理及方案选择

2.1.1设计原理

加压气浮法是在加压情况下，将空气溶解在废水中达饱和状态，然后突然减至常压，这时溶解在水中的空气就成了过饱和状态，以极微小的气泡释放出来，乳化油和悬浮颗粒就粘附于气泡周围而随其上浮，在水面上形成泡沫层，然后由刮泡器清除，使废水得到净化。

根据废水中所含悬浮物的种类、性质、处理水净化程度和加压方式的不同，基本流程有以下三种。

1、全部废水溶气气浮法

全部废水溶气气浮法是将全部废水用水泵加压，在泵前或泵后注入空气。

如图1、图2所示。

在溶气罐内空气溶解于废水中，然后通过减压阀将废水送入气浮池，废水中形成许多小气泡粘附废水中的乳化油或悬浮物而浮出水面，在水面上形成浮渣。

用刮板将浮渣连续排入浮渣槽，经浮渣管排出池外，处理后的废水通过溢流堰和出水管排出。

图1全部的废水加压容器气浮（泵前加气）

图2全部废水加压溶气气浮（泵后加气）

全流程溶气气浮法的优点是：

（a）溶气量大，增加了油粒或悬浮颗粒与气泡的接触机会；

（b）在处理水量相同的条件下，它较部分回流溶气气浮法所需的气浮池小，从而减少了基建投资。

但由于全部废水经过压力泵，所以增加了含油废水的乳化程度，而且所需的压力泵和溶罐均较其它两种流程大，因此投资和运转动力消耗较大。

2、部分溶气气浮法

部分溶气气浮法是取部分废水加压和溶气，其余废水直接进入气浮池并在池中与溶气废水混合，如图3所示。

其特点为：

（a）较全流程溶气气浮法所需的压力泵小，故动力消耗低；

（b）压力泵所造成的乳化油量较全部溶气法低；

（c）气浮池的大小与全部溶气法相同，但较部分回流溶气法小。

图3部分进水加压溶气气浮法流程

3、部分回流溶气气浮法

部分回流溶气气浮法是取一部分除油后的出水回流进行加压和溶气，减压后直接进入气浮池，与来自絮凝池的含油废水混合后气浮，如图4所示。

回流量一般为含油废水的25％~50％。

（a）加压的水量少，动力消耗省；

（b）气浮过程中不促进乳化；

（c）矾花形成好，后絮凝也少；

（d）缺点是气浮池的容积较前两种流程大。

为了提高气浮的处理效果，往往向废水中加入混凝剂或浮选剂，投加量因水质不同而异，一般由试验确定。

图4部分回流溶气气浮流程

2.1.2方案选择

本设计采用平流式气浮池,以下来平流式气浮池分析带气絮凝体上浮分离过程的运动状态。

带气絮粒在接触室内通过浮力、重力与水流阻力的平衡作用后，取得了向上的升速U上。

进入分离区后，又受到两个力的作用：

一是水流扩散后由水平推力所产生的水平向流速U推；

二是由于底部出流所产生的向下流速U下。

这两种流速的合速度大小及方向决定了带气絮凝体或是上浮去除，或是随水流挟出。

至于其中上升或下降的速度则视合成速度U合在纵轴上投影的大小。

该速度影响了气浮的处理效果。

絮凝体的大小，气泡的大小，气浮池体中水流向下的速度三者直接影响合成向上速度。

合成向上的速度越大，气浮的去除效率越高，气浮池体的就越小，整个工程造价越低。

要使上浮效果好，首先在池体中尽量降低U下。

它可用扩大底部出流面积或提高出水的均匀度实现，随着底部的均匀集流、出流，水流到池未端U平约为零，这有利于上浮力较小的带气絮凝体的分离；

如要提前实现上浮去除，应尽量降低u平，这可用扩大气浮池横断面的方式来实现。

接着要处理好絮凝体的大小，通过加药混合，和絮凝反应来完成，应注意控制以下几个点，药剂的品种，投药量，药剂和污水的混合时间和混合强度，药剂的投加点，药剂和污水的反应时间和反应强度，产生的絮凝体的大小。

另外还要控制溶气系统中气泡的大小。

本设计采用空压机供气，而且采用部分回流水加压工艺，因而采用溶气效果较好的填料罐。

2.2设计工艺计算

2.2.1供气量与空压机选型

1．气浮所需空气量

式中Qg------气浮所需空气量，L/h

Q-------气浮池设计水量，m3/h

R`------实验条件下的回流比，%

ac------实验条件下的释气量，L/m3

------水温校正系数，取1.1~1.3（主要考虑水的粘度影响，试验时水温与冬季水温相差大者取高值）本设计取1.2.

2．加压溶气水量

式中Qp------加压溶气水量，m3/h

P-------选定的溶气压力，MPa

KT----溶解度系数，可根据水温查表

n-------溶气效率，对装阶梯环填料的溶气罐可查表

3．空压机额定气量

选用Z-0.036/7型空气压缩机。

2.2.2溶气罐

按过流密度计算：

取过流密度I=3000m3/（m2·

d）

1）溶气罐直径（内径）

式中：

------溶气罐内径，m

I--------过流密度，，这里取填料罐L＝3000

2）溶气罐高度

--------罐顶底封头高，m.目前多采用以内径为公称直径的椭圆形封头。

按【JB1154－73】规定，封头高度与公称直径的关系：

h1：

曲面高度；

h2:

直边高度

：

壁厚由＝0.241m

查表取h1＝25h2=75=6

则

---------布水区高度，取＝0.25

----------贮水区高度，取＝1.0

---------填料层高度，当采用阶梯环时，可取1.0~1.3m。

本次取＝1.2m

则

=2.662m

，符合高径比应大于2.5～4

选用上海同济大学水处理技术开发中心附属工厂生产的TR－300型溶气罐，采用阶梯环填料。

2.2.3气浮池

（1）气浮池用挡板分为接触室和分离室

①接触区容积Vc

-------气浮池内接触时间，T2=5min

②分离区容积Vs

-------分离室内停留时间，Ts=15min

③气浮池有效水深=1.35m

νs------水流上升速度，取1.5～3.0mm/s，本设计取2mm/s

④分离区面积As和长度L2

取池宽B=1.5m，则分离区长度

⑤接触区面积Ac和长度L1

取池宽B=1m，则接触区长度

⑥浮选池进水管：

Dg=200mm,v=0.9947m/s

⑦浮选池出水管：

Dg=150mm

⑧集水管小孔面积S取小孔流速v1=1m/s

取小孔直径D=0.015m，则孔数个孔数取整数，孔口向下，与水平成45°

角，分二排交错排列

⑨气浮池总高：

——保护高度，取0.3～0.4m。

本设计中取=0.4m

——有效水深，取2m；

——池底安装出水管所需高度，取0.3m。

图1气浮池计算草图

2.2.4附属设备

1.刮渣机选型

气浮池宽度为1.5m，气浮池壁厚度取400mm，则刮渣机跨度应为1.5+0.4=1.9m

此设计为矩形气浮池，所以采用桥式刮渣机刮渣，此类型的刮渣机适用范围一般在跨度10m以下，集渣槽的位置在池的一端。

2.集水装置

（1）进水装置

气浮池常用的进水方向为底部进水。

废水在接触室中的上升流速较小，在接触室中停留时间应大于60s。

进水管内径:

D=[4（Qmax+Qp）/πu]1/2=[4×

（850+137.28）/86400×

π×

1.5]1/2=0.46m=460mm

（2）集水装置

本设计中气浮池的集水装置采用200的铸铁穿孔管。

集水管中心线距池底200mm，相邻两管中心距为0.5m，沿池长方向排列。

取6根。

核算中心距：

2.6/6=0.43m

气浮池集水管根数取6根，这每个集水管的集水量：

q0=（Qmax+Qp）/6=（850+137.28）/（86400×

6）=0.0019m3/s

集水孔孔口流速：

取

每个集水管的孔口总面积：

取W=q0/εv0=0.0019/（0.63×

2.13）=0.0014m2

单个孔眼面积：

取d0=21mm=0.021m

则每根集水管的孔眼数：

n=w/w0=0.0014/3.5×

10-4=4取4个

由于孔眼沿管长开两排，两排孔的中心线呈夹角。

集水管的有效长度L=2.6m，则孔距：

l0=L/（n0/2+1）=2.6/3=0.87m

3.溶气释放器

由于本设计采用回流水加压系统，回流水SS≤10mg/L，故选用TS－78－Ⅴ型高效溶气释放器。

第三章参考文献

1．给水排水设计手册编写组编.《给排水设计手册》（第三册）,北京:

中国建筑工业出版社,2002；

2．郑铭《环保设备----原理·

设计·

应用》第二版化学工业出版社,2006；

3．《三废处理工程技术》（废水卷）,化学工业出版社,2001；

4．罗辉.《环保设备设计与应用》高等教育出版社,1997；

5．高廷耀./顾国维.周琪.《水污染控制工程》（下册），高等教育出版社，2007。

第四章设计心得体会

通过这次对气浮设备的设计，让我不仅将所学的知识应用到实际中来，而且也是对所学知识的一种巩固和提升。

经过一个星期的努力,我终于将环保设备设计与应用的课程设计做完了。

在这个过程中,我遇到了许多困难,但在不断地努力下，我顺利的完成了设计。

从确定设计方案，计算书编写，附属设备的选型设计，到气浮系统图和气浮设备结构详图的绘制，这次设计不仅仅让我掌握了气浮设备的设计步骤与方法;

也使我对制图有了更进一步的掌握，动手能力、观察能力、综合分析和处理问题的能力都有所提升。

总之这次的课程设计让我受益非浅。

在这一个星期里，在做课设的同时我认识到学习中很多不足的地方。

在整个过程中,我发现像我们这些学生最最缺少的是经验,没有感性的认识,空有理论知识,有些东西很可能与实际脱节.总体来说,我觉得做课程设计对我们的帮助还是很大的,它需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来,从中暴露出自身的不足,以待改进.虽然最后的设计结果可能还是会有许多不足，不够完美,但我相信我会慢慢成熟，对属于专业的知识的运用会更加如火纯清！

尽管这次设计的时间是短暂的,但过程是曲折的,我的收获还是很大的。

感谢这次课程设计赋予我们检验知识的机会！

第五章附图