工业废水气浮处理工艺设计Word格式.docx

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（1）根据所需溶气水量进行释放器的选型；

（2）确定所需释放器的个数；

（3）确定释放器的工艺布置。

1.2.4气浮池的工艺设计计算

（1）分离室的工艺设计计算

1、根据表面负荷率计算所需分离室的表面积；

2、根据表面负荷率计算所需分离室的有效水深；

3、根据长宽比及宽深比确定分离室的平面布置；

（2）接触室的工艺设计计算

1、根据上升流速计算所需接触室的面积；

2、根据分离室的宽度确定接触室所需的长度（需同时根据接触室长度不小于0.6m的施工要求确定接触室的长度）。

（3）气浮池总体工艺尺寸的确定

考虑超高0.3～0.5m，池底集水区高度0.2m。

出水区长度设0.5m。

（4）气浮池集水管的设计及其布置

1.3设计参数

表一：

项目

符号与数值计量单位

溶气罐的工作压力

P取3.5～4.0atm；

溶气罐的水力停留时间t

t1取2.5～3.0min

溶气罐的溶气效率

η取60～70％；

气浮池接触室的上升流速

v1取20mm/s

气浮池的表面负荷率

q取5.0～7.0m3/m2.h

气浮分离池的水力停留时间

t2取25～30min

集水管孔眼水头损失△h

△h取0.3m

孔眼流量系数

μ取0.94

集水管最大流速

v取0.5～0.6m/s

浮渣含水率

p取90～95%

浮渣池停留时间

取5h

1.4设计计算要求

1.通过资料查阅、讨论及答疑，在两周时间内按时独立完成；

2.设计计算说明书书写整洁、工整有条理，计算正确无误，必要之处应加以说明；

3.通过设计计算画出溶气罐、气浮池的工艺构造及有关布置图并标注有关工艺尺寸；

4．画出工艺流程图。

2.溶气罐的设计

2.1气浮池所需空气量：

当无试验资料时，可按下式计算

Qg=γCs（fp-1）RQ/1000（2-1）

式中：

Qg——气浮池所需空气量，kg/h；

γ——空气容重，g/L，见表1；

Cs——在一定温度下，—个大气压时的空气溶解度，mL/L·

atm，见表1；

f——加压溶气系统的溶气效率，f=0.6~0.7；

P——溶气压力，绝对压力，atm；

R——试验条件下回流比或溶气水回流比，%；

Q——气浮池处理水量，m3/h。

表二、空气在水中的溶解度

温度（℃）

空气容重γ（g/L）

空气溶解度Cs（mL/L·

atm）

1.252

29.2

10

1.206

22.8

20

1.164

18.7

温度取20℃，则γ=1.164g/L，Cs=18.7mL/L·

atm，回流比R取20%，所以：

Qg=1.164×

18.7×

（0.65×

4—1）×

0.2×

187.5÷

1000=1.306kg/h

2.2气固比计算

气固比α与悬浮颗粒的疏水性有关，α约为0.005～0.006，通常由试验确定。

当无资

料时，由下式计算

α=Qg/（QSa）（2-2）

α——气固比；

Sa——污水中悬浮物浓度，kg/m3。

所以，气固比为：

α=1.306÷

1.2=0.006

2.3回流溶气水量

（2-3）

Q——处理水流量，m3/h；

S1、S2——分别为原水和出水SS浓度，S1=1200mg/L,S2=30mg/L;

P——溶气压力；

f——溶气效率，取0.65；

Cs——空气在水中饱和溶解度，20℃

所以

2.4溶气罐容积及其工艺尺寸的计算

溶气罐应设安全阀，顶部最高点应装排气阀。

溶气水泵进入溶气罐的入口管道应设除

污过滤器。

溶气罐底部应装快速排污阀。

溶气罐应设水位压力自控装置及仪表。

1）压力溶气罐直径

Dd=√（4×

QR÷

π÷

I）（2-4）

式中

Dd——压力溶气罐直径，m；

QR——溶气水量，m3/h；

I——单位罐截面积的水力负荷，对填料罐一般选用100～200m3/（m2·

h）。

因此，溶气罐直径为：

Dd=√（4×

43.99÷

120）=0.68m，取0.65m

2）溶气罐高度

H=2h1+h2+h3+h4（2-5）

H——溶气罐高度，m；

h1——罐顶、底封头高度，m（根据罐直径而定）；

h2——布水区高度，一般取0.2～0.3m；

h3——贮水区高度，一般取1.0m；

h4——填料层高度，当采用阶梯环时，可取1.0～1.3m

表三、根据《JB1154-73》规定，

当直径为650mm时，曲面高度、直边高度分别为：

162mm、40mm，其壁厚还应考虑压力大小，选取12mm，因此：

h1=162+40+12=212mm

所以：

灌高为：

H=2h1+h2+h3+h4=2×

0.212＋0.3＋1＋1.2=2.924m

H/D=4.5＞4，符合高径比要求

选用RG—400型溶气罐，压力罐内置填料，其填料用聚丙烯阶梯环。

3）溶气罐停留时间校核

Vd=πDd2×

H÷

4=0.97m3

Vd=QR×

td

所以，td=0.97÷

43.99=1.4min，满足溶气罐水力停留时间的一般要求

3.空压机与加压水泵的选型

3.1加压水泵选型

溶气罐压力为4atm，

溶气水流量为：

QP=Qg/（736fpKT）×

1000（3-1）

QP——溶气水量，m3/h；

f——溶气效率，对装阶梯环填料的溶气罐可取0.9；

P——选定的溶气压力，atm；

KT——溶解度系数，

QP=1.306÷

（736×

0.65×

4×

0.024）×

1000=28.24m3/h

根据结果及压力的范围选择4BA—7型加压水泵，选用一用一备。

3.2空压机的选型

溶气水需用量为：

QR=43.99m3/h

实际供气量为：

Qa=QR×

Kt×

P÷

η（3-2）

=43.99×

17.66×

4÷

0.65=4780.7L空气/h

空压机选型：

Qa，=1.25ψ×

Qa÷

1000÷

60（3-3）

其中ψ为空压机安全系数，取1.25

Qa，=1.25×

1.25×

4870.7÷

60=0.1522m3/min

根据其额定供气量Qa，=0.1522m3/min和操作压力4atm，选择电动标准型V-0.17/8

4.气浮池工艺设计计算

4.1气浮池接触室：

1）接触室表面积：

Ac=（Q+QR）/（3.6υC）（4-1）

Ac——接触室表面积，m2；

Q——气浮池处理水量，m3/h；

υC——接触池上升速度，通常取20mm/s。

Ac=（187.5+43.99）÷

3.6÷

20=3.22m2

2）接触室长度

L=Ac/Bc（4-2）

L——接触室长度，m；

故接触室宽度和分离室宽度相同。

4.2气浮分离池

1）分离室表面积

As=（Q+QR）÷

（3.6×

vs）（4-3）

As——分离室表面积，m2；

vs——分离室水流向下平均速度，通常为1～1.5mm/s。

vs是气浮池设计的重要参数，亦即表面负荷率q，q取6.0m3/h·

m2。

因此，As=（187.5+43.99）÷

1.67=38.5m2

2）分离室长度

Ls=As/Bs（4-4）

Ls——分离室长度，m；

Bs——分离室宽度，m。

对矩形池，分离室的长宽比一般取1～1.5:

1

取长宽比为1.5:

1，则：

Ls=7.5m,Bs=5.06m

因此，接触室宽为Bc=5.06m，长为L=0.64m

3）气浮池有效水深

H=vst（4-5）

H——气浮池有效水深，m；

vs——分离室水流向下平均速度，为1.67mm/s；

t——气浮池分离室停留时间，一般取25～30min

因此，H=1.67×

25×

60÷

1000=2.505m

总高度为：

2.505+0.5+0.2+0.5=3.705m

4）气浮池容积

W=（As+Ac）H（4-6）

W——气浮池容积，m3；

H——气浮池水深，m。

因此，W=（3.22+38.5）×

2.505=104.5m3

5）总停留时间校核

T=60W/（Q+QR）（4-7）

T——总停留时间，min；

QR——溶气水量，m3/h。

总校核时间T=27.1min,满足要求

6）水位控制室

水位控制室宽度B不小于900mm，以便安装水位调节器，并利于检修。

水位控制室可设于分离室一端，其长度等于分离室宽度；

水位控制室也可设于气浮分离室侧面，其长度等于分离室长度。

水位控制室深度不小于1.0m。

5.气浮池集水管、出水设施计算

穿孔管孔眼向下与垂线成45°

夹角。

孔径以10~20mm为宜。

一般允许的集水系统水头损失为0.2~0.5m/s，空口流速为5~6m/s，干管与支管流速在0.5~0.7m/s，管底距池底20~40cm，气浮池上部出渣、下部出水。

气浮池集水管:

采用穿孔管，按公式的分配流量确定管径。

并令孔眼水头损失h＝0.3m，按下式计算

出孔口流速V0、孔眼尺寸和个数：

V0=μ√2gh（5-1）

V0——孔眼流速，m/s；

μ——孔眼流速系数,取0.94；

g——重力加速度，9.8m/s2；

h——孔眼水头损失，m。

V0=0.94×

√（2×

9.8×

0.3）=2.28m/s

进水管内径为：

D=［4（Q+QR）÷

v］1/2=［4（187.5+43.99）÷

3600÷

1.5］1/2=0.23m

集水管中心线距池底20cm，相邻管中心距为0.5m，沿池长方向排列。

N=Ls/5=15根。

气浮管取15根，每根管集水量：

Q0=（Q+QR）÷

15=4.29×

10-3m3

每个集水管的空口总面积：

取ε=0.63

S=Q0÷

ε÷

V0=4.29×

10-3÷

0.63÷

2.28=0.00298m2

单个孔眼面积：

取d0=0.018m

S0=3.14×

0.0182÷

4=2.54×

10-4m2

则每根集水管孔眼数：

n=S/S0=0.00298÷

2.54×

10-4=11.7，取12个。

由于孔眼沿管长开两排，两排孔径的中心线呈45°

集水管有效长度为7.5m，则孔距为：

l0=7.5÷

（12÷

2+1）=1.07m

6.气浮池排渣设施

气浮法，浮渣含水率为90%~95%，较沉淀池含水率低，其排渣方法有两种溢渣和机械刮渣。

本设计采用机械刮渣，气浮池宽为5.06m，池壁厚度取400mm，则刮渣机跨度应为：

5.06+0.4=5.46m，由于气浮池为矩形，所以采用桥式刮渣机。

此类型的刮渣机适用范围一般在跨度10m以下，集渣槽的位置可在池的一端或两端。

7.溶气释放器

溶气释放器可选择TS型、TJ型、TV型，其中TS型除用于实验性装置外，在生产上已很少使用。

溶气释放器个数：

n=QR/q

表四、溶气释放器的选型：

4atm下选择TV-111型释放器，则q=5.91m3/h，所以释放器个数为：

n=43.99÷

5.91=7.44取8个

释放器安装宜在被处理水面下1.5m处，其工作范围约2m直径，确保溶气水与污水混合充分，可采用向下安装方式。

8.课程设计体会

回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。

实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。

果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。

此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。

9.参考文献

1）顾夏声等主编，《水处理工程》，清华大学出版社，1985；

2）王宝贞主编，《水污染控制工程》，高等教育出版杜，1990；

3）张自杰主编，《排水工程》（下册），第四版，中国建筑工业出版社，2000；

4）崔玉川等编，废水处理工艺设计计算，水利电力出版壮，1994；

5）崔玉川等编，城市污水回用深度处理设施设计计算，化学工业出版壮，