氣浮池的設計

1、第一章設計任務書設計題目加壓溶氣氣浮設備的設計(平流式)設計資料某工廠污水工程擬用氣浮設備代替二沉池， 經(jīng)氣浮實驗取得以下參數(shù)：溶氣水采 用 金花后處理水進行局部回流，回流比，氣浮池內(nèi)接觸時間為 5min ，溶氣罐內(nèi) 停留時間為3min，別離時間為15min，溶氣罐壓力為，氣固比，溫度 30C。設 計水 量 780m 3/d 。第二章設計說明與計算書設計原理及方案選擇2.1.1 設計原理氣浮過程中，細微氣泡首先與水中的懸浮粒子相粘附， 形成整體密度小于水 的 氣泡一一顆粒復合體，使懸浮粒子隨氣泡一起浮升到水面。由此可見，實現(xiàn) 氣浮分 力必須具備以下三個根本條件：一是必須在水中產(chǎn)生足夠數(shù)量的細微

2、氣 泡；二是必須 使待別離的污染物形成不溶性的固態(tài)或液態(tài)懸浮體；三是必須使氣泡能夠與懸浮粒子相粘附。氣浮法的凈水效果，只有在獲得直徑微小、密度大、均勻性好的大量細微氣 泡的 情況下，才能得到良好的氣浮效果。1 ) 氣泡直徑氣泡直徑愈小，其分散度愈高，對水中懸浮粒子的粘附能力和粘附 量也 就愈大。2) 氣泡密度氣泡密度是指單位體積釋氣水中所含微氣泡的個數(shù)，它決定氣泡與 懸浮 粒子碰撞的機率。由于氣泡密度與氣泡直徑的 3 次方成反比，因此，在 用氣壓受 到限制的條件下，增大氣泡密度的主要途徑是縮小氣泡直徑。3) 氣泡的均勻性 氣泡均勻性的含義，一是指最大氣泡與最小氣泡的直徑差； 二 是 指小直徑氣

3、泡占氣泡總量的比例。大氣泡數(shù)量的增多會造成兩種不利影響： 一是 使氣泡密度和外表積大幅度減小，氣泡與懸浮粒子的粘附性能和粘附量 相應降低； 二是大氣泡上浮時會造成劇烈的水力擾動，不僅加劇了氣泡之間 的兼并，而且由 此產(chǎn)生的慣性撞擊力會將已粘附的氣泡撞開。4) 氣泡穩(wěn)定時間 氣泡穩(wěn)定時間，是將容器水注入 1000ml 量筒，從滿刻度起到4min孚 L 白色氣泡消失為止的歷時。優(yōu)良的釋放器釋放的氣泡穩(wěn)定時間應在 以上。溶氣利用率，是指能同懸浮粒子發(fā)生粘附的氣泡量占溶解空氣量的百分比。 常規(guī)壓力溶氣氣浮的容器利用率通常不超過 20% ，其原因在于釋放的空氣大 局部 以大直徑的無效氣泡逸散。在這種情況

4、下，即便將溶氣壓力提得很高， 也不會明 顯提高氣浮效果。相反，如能用性能良好的釋放器獲得性質(zhì)良好的 細微氣泡，就 完全能夠在較低的溶氣壓力下使容器利用率大幅度提高，從而 實現(xiàn)氣浮工藝所追 求的 低壓、高效、低能耗的目標。2.1.2 方案選擇按照加壓水即溶氣用水的來源和數(shù)量，壓力容器氣浮分為：全部進水加 壓、 局部進水加壓和局部回流水加壓三種根本流程。在全部進水加壓時，投入了混凝劑的原水加壓至196? 392kPa 表壓，與壓力管道通入的壓縮空氣一起進入溶氣罐內(nèi)，并停留 2? 4min ，使空氣溶于水。 溶氣 水由罐底引出，通過釋放器減壓后進入氣浮池。這種流程雖有溶氣量大的優(yōu) 點，但動 力消耗大

5、，絮凝體容易在加壓和溶氣過程中破碎， 水中的懸浮粒子容易 在溶氣罐填 料上沉積和堵塞釋放器。因此，目前已較少采用。僅對局部進水加壓，是從源水總量中抽出 10? 30% 作為溶氣用水，其余大部 分 先進行混凝處理，再通入氣浮池中與溶氣水混合進行氣浮。 這種流程的氣浮池 常與 隔板混凝反響池合建。它雖防止了絮凝體容易破碎的缺點，但仍有溶氣罐填 料和釋放 器易被堵塞的問題，因而也較少采用。局部回流水加壓，是從處理后的凈化水中抽出 10? 30% 作為溶氣用水，而全 部 原水都進行混凝處理后進行氣浮。 這種流程不僅能耗低，混凝劑利用充分，而 且操 作較為穩(wěn)定，因而應用最為普遍。由于局部回流水加壓氣浮在

6、工程實踐中應用較多，并且節(jié)省能源、操作穩(wěn)定、 資 源利用較充分，所以本次設計采用局部回流水加壓氣浮流程。在溶氣罐的選擇方面：壓力溶氣氣浮的供氣方式可分為空壓機供氣、射流進 氣和 泵前插管進氣三種。三種供氣方式的選擇應視具體情況而定。 一般在采用填 料溶氣 罐時，以空壓機供氣為好。反之，當受水質(zhì)限制而采用空罐時，為了保證 較高的溶氣 效率，宜采用射流進氣；而當有高性能的溶氣釋放器能保證較高的溶 氣利用率，且處 理水量較小時，那么以泵前插管進氣較為簡便、經(jīng)濟。本設計由于采用空壓機供氣，而且采用局部回流水加壓工藝，因而采用溶氣 效果 較好的填料罐。設計工藝計算2.2.1 供氣量與空壓機選型1. 溶氣

7、水需用量S (s S2) QCa (f P 1 )嚴10) 780 iii.2mgd15.7 (0.6 3.9 1)式中：G/S氣固比，G/S=33Qmax最大設計進水量，Qmax = 780m /d =m /hSi,S2 分別為原水、出水 SS 濃度 s = 160mg/L , S2=10 mg/LP 溶氣壓力，MPa f溶氣效率，取/Ca空氣在水中的飽和溶解量，30C下Ca = 15.7L/m32?實際供氣量c qKtP 111.2 17.664“ 宀八Qa=9241.3L 空氣 fd0.85式中：Qa 實際所需供氣量，L空氣/d溶氣效率，在30C和3? 5 kg /cm 2表壓下，取填料

8、罐3.空壓機選型3Qa =WX Qa/60000= XX 2400000=0.00673m/mi n式中：Qa空壓機額定供氣量，m3/min空壓機平安系數(shù)，一般取 ，這里設計取二-空氣過量系數(shù)根據(jù)額定供氣量Qa = min和操作壓力，選擇電動標準型EAS10空壓機溶氣罐按過流密度計算：1溶氣罐直徑內(nèi)徑L 4 佃 0.2m120式中：Dd溶氣罐內(nèi)徑，mL 過流密度，m3/m2 h，這里取填料罐L = 120m3/m2 h2)溶氣罐高度H=2hi+h2+h3+h4式中：Hi罐頂封頭高，m 目前多采用以內(nèi)徑為公稱直徑的橢圓形封頭按【JB1154- 73】規(guī)定，封頭高度與公稱直徑的關(guān)系：Hi h| h

9、2hi :曲面高度；h2:直邊高度:壁厚。由Dd = m=12mm查表取 hi= 100 mmh2=0mm貝 U Hi hi h2100 12 112mm 0.112mH 2罐底圭寸頭咼度H3布水區(qū)高度，取出=mH 4 溶氣區(qū)咼度，取H4 = m 那么 H=2hi+h2+h3+h4=2*+1+仁2.524m H “D 12，符合咼徑比應大于？ 4選用上海環(huán)境保護設備廠生產(chǎn)的RG-400型溶氣罐，采用階梯環(huán)填料。氣浮池(1)氣浮池用擋板或穿孔墻分為接觸室和別離室接觸區(qū)容積Vc葉&24 63.12mT2-氣浮池內(nèi)接觸時間，T2=5 min別離區(qū)容積VsVs(Q+qOs=938m 324 6氣浮池有

10、效水深h2h2 Vs Ts =別離區(qū)面積A和長度L2Vs2As= =6.95mH取池寬B=，那么別離區(qū)長度：L2= As/B=接觸區(qū)面積A和長度LiVcAc= =2 31m,Ac c ccL1 H浮選池H0.93mDg=200,v=s 水管:Dg=150集水管小孔面積S取小孔流速w=1m/sQ Q r 3600v 10.01m24取小孔直徑DF,那么孔數(shù)n住257.7個孔數(shù)取整數(shù)，孔口向下，與23.14 D1水平成45。角，分二排交錯排列氣浮池總高：H h h2 h30.4 1.35 0.32.05mh1 -保護高度，??？ 0.4m。本設計中取h| =0.3mh2有效水深，m ;h3池底安裝出

11、水管所需高度，取0.3mTs-別離室內(nèi)停留時間，T2=15 min/圖1氣浮池計算草圖224附屬設備1?刮渣機選型氣浮池寬度為4m,氣浮池壁厚度取400mm,那么刮渣機跨度應為4+=此設計為矩形氣浮池，所以采用橋式刮渣機刮渣，此類型的刮渣機適用范圍一般在跨度10m以下，集渣槽的位置在池的一端。2. 集水裝置(1) 進水裝置氣浮池常用的進水方向為底部進水。廢水在接觸室中的上升流速較小，在接觸室中停留時間應大于60s。進水管內(nèi)徑：1/2 1/2D=4(Q max+q)/ n u =4 X (780+/86400 XnX 0.094m=94mm(2) 集水裝置本設計中氣浮池的集水裝置采用200的鑄鐵穿孔管。集水管中心線局池底200mm ,相鄰兩管中心距為0.5m,沿池長方向排列。n匹5.44取6根1.50.52 72核算中心距：一一 0.45m6氣浮池集水管根數(shù)取6根，這每個集水管的集水量：q0=(Q max+q)/6=(780+/(86400 X 6)=0.0069m 3/s集水孔孔口流速：取0.96,h 0.25每個集水管的孔口總面積：取 0.632W=q。/ vo= x =0.0051m單個孔眼面積：取 do=18m