1/1加壓溶氣氣浮設(shè)備的設(shè)計(jì)加壓溶氣氣浮設(shè)備的設(shè)計(jì)

目錄

第一章設(shè)計(jì)任務(wù)書(3)

1.1設(shè)計(jì)題目(3)

1.2設(shè)計(jì)資料(3)

1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容(4)

1.4設(shè)計(jì)成果(4)

第二章設(shè)計(jì)說明與計(jì)算書(4)

2.1設(shè)計(jì)原理及方案選擇(4)

2.1.1設(shè)計(jì)原理(4)

2.1.2方案選擇(7)

2.2設(shè)計(jì)工藝計(jì)算(8)

2.2.1供氣量與空壓機(jī)選型(8)

2.2.2溶氣罐(9)

2.2.3氣浮池(11)

2.2.4附屬設(shè)備(13)

第三章

用凈化后處理水進(jìn)行部分回流，回流比0.2，氣浮池內(nèi)接觸時(shí)間為5min，溶氣罐內(nèi)停留時(shí)間為3min，分離時(shí)間為15min，溶氣罐壓力為0.4Mpa，氣固比0.02，溫度30℃。設(shè)計(jì)水量850m3/d。

1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容

（1）確定設(shè)計(jì)方案；

（2）氣浮設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算；

（3）系統(tǒng)設(shè)備選型，包括水泵、溶氣釋放器、溶氣壓力罐、空壓機(jī)及刮渣機(jī)等；（4）計(jì)算書編寫，計(jì)算機(jī)繪圖。

1.4設(shè)計(jì)成果

（1）設(shè)備工藝設(shè)計(jì)計(jì)算說明書；要求參數(shù)選擇合理，條理清楚，計(jì)算準(zhǔn)確，并附設(shè)計(jì)計(jì)算示意圖；提交電子版和A4打印稿一份。

（2）氣浮系統(tǒng)圖和氣浮設(shè)備結(jié)構(gòu)詳圖（包括平面圖、剖面圖）；要求表達(dá)準(zhǔn)確規(guī)范；提交電子版和A3打印稿一份。

第二章設(shè)計(jì)說明與計(jì)算書

2.1設(shè)計(jì)原理及方案選擇

2.1.1設(shè)計(jì)原理

加壓氣浮法是在加壓情況下，將空氣溶解在廢水中達(dá)飽和狀態(tài)，然后突然減至常壓，這時(shí)溶解在水中的空氣就成了過飽和狀態(tài)，以極微小的氣泡釋放出來(lái)，

乳化油和懸浮顆粒就粘附于氣泡周圍而隨其上浮，在水面上形成泡沫層，然后由刮泡器清除，使廢水得到凈化。

根據(jù)廢水中所含懸浮物的種類、性質(zhì)、處理水凈化程度和加壓方式的不同，基本流程有以下三種。

1、全部廢水溶氣氣浮法

全部廢水溶氣氣浮法是將全部廢水用水泵加壓，在泵前或泵后注入空氣。如圖1、圖2所示。在溶氣罐內(nèi)空氣溶解于廢水中，然后通過減壓閥將廢水送入氣浮池，廢水中形成許多小氣泡粘附廢水中的乳化油或懸浮物而浮出水面，在水面上形成浮渣。用刮板將浮渣連續(xù)排入浮渣槽，經(jīng)浮渣管排出池外，處理后的廢水通過溢流堰和出水管排出。

圖1全部的廢水加壓容器氣?。ū们凹託猓?/p>

圖2全部廢水加壓溶氣氣?。ū煤蠹託猓?/p>

全流程溶氣氣浮法的優(yōu)點(diǎn)是：（a）溶氣量大，增加了油?；驊腋☆w粒與氣泡的接觸機(jī)會(huì)；（b）在處理水量相同的條件下，它較部分回流溶氣氣浮法所需的氣浮池小，從而減少了基建投資。但由于全部廢水經(jīng)過壓力泵，所以增加了含油廢水的乳化程度，而且所需的壓力泵和溶罐均較其它兩種流程大，因此投資和運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力消耗較大。

2、部分溶氣氣浮法

部分溶氣氣浮法是取部分廢水加壓和溶氣，其余廢水直接進(jìn)入氣浮池并在池中與溶氣廢水混合，如圖3所示。其特點(diǎn)為：（a）較全流程溶氣氣浮法所需的壓力泵小，故動(dòng)力消耗低；（b）壓力泵所造成的乳化油量較全部溶氣法低；（c）氣浮池的大小與全部溶氣法相同，但較部分回流溶氣法小。

圖3部分進(jìn)水加壓溶氣氣浮法流程

3、部分回流溶氣氣浮法

部分回流溶氣氣浮法是取一部分除油后的出水回流進(jìn)行加壓和溶氣，減壓后直接進(jìn)入氣浮池，與來(lái)自絮凝池的含油廢水混合后氣浮，如圖4所示?；亓髁恳话銥楹蛷U水的25％~50％。其特點(diǎn)為：（a）加壓的水量少，動(dòng)力消耗??；（b）

氣浮過程中不促進(jìn)乳化；（c）礬花形成好，后絮凝也少；（d）缺點(diǎn)是氣浮池的容積較前兩種流程大。

為了提高氣浮的處理效果，往往向廢水中加入混凝劑或浮選劑，投加量因水質(zhì)不同而異，一般由試驗(yàn)確定。

圖4部分回流溶氣氣浮流程

2.1.2方案選擇

本設(shè)計(jì)采用平流式氣浮池,以下來(lái)平流式氣浮池分析帶氣絮凝體上浮分離過程的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

帶氣絮粒在接觸室內(nèi)通過浮力、重力與水流阻力的平衡作用后，取得了向上的升速U上。進(jìn)入分離區(qū)后，又受到兩個(gè)力的作用：一是水流擴(kuò)散后由水平推力所產(chǎn)生的水平向流速U推；二是由于底部出流所產(chǎn)生的向下流速U下。這兩種流速的合速度大小及方向決定了帶氣絮凝體或是上浮去除，或是隨水流挾出。至于其中上升或下降的速度則視合成速度U合在縱軸上投影的大小。該速度影響了氣浮的處理效果。絮凝體的大小，氣泡的大小，氣浮池體中水流向下的速度三者直接影響合成向上速度。合成向上的速度越大，氣浮的去除效率越高，氣浮

池體的就越小，整個(gè)工程造價(jià)越低。要使上浮效果好，首先在池體中盡量降低U下。它可用擴(kuò)大底部出流面積或提高出水的均勻度實(shí)現(xiàn)，隨著底部的均勻集流、出流，水流到池未端U平約為零，這有利于上浮力較小的帶氣絮凝體的分離；如要提前實(shí)現(xiàn)上浮去除，應(yīng)盡量降低u平，這可用擴(kuò)大氣浮池橫斷面的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。接著要處理好絮凝體的大小，通過加藥混合，和絮凝反應(yīng)來(lái)完成，應(yīng)注意控制以下幾個(gè)點(diǎn)，藥劑的品種，投藥量，藥劑和污水的混合時(shí)間和混合強(qiáng)度，藥劑的投加點(diǎn)，藥劑和污水的反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)強(qiáng)度，產(chǎn)生的絮凝體的大小。另外還要控制溶氣系統(tǒng)中氣泡的大小。

本設(shè)計(jì)采用空壓機(jī)供氣，而且采用部分回流水加壓工藝，因而采用溶氣效果較好的填料罐。

2.2設(shè)計(jì)工藝計(jì)算

2.2.1供氣量與空壓機(jī)選型

1．氣浮所需空氣量

式中Qg氣浮所需空氣量，L/h

Q氣浮池設(shè)計(jì)水量，m3/h

R`實(shí)驗(yàn)條件下的回流比，%

ac實(shí)驗(yàn)條件下的釋氣量，L/m3

水溫校正系數(shù)，取1.1~1.3（主要考慮水的粘度影響，試驗(yàn)

時(shí)水溫與冬季水溫相差大者取高值）本設(shè)計(jì)取1.2.

2．加壓溶氣水量

式中Qp加壓溶氣水量，m3/h

P選定的溶氣壓力，MPa

KT溶解度系數(shù)，可根據(jù)水溫查表

n溶氣效率，對(duì)裝階梯環(huán)填料的溶氣罐可查表3．空壓機(jī)額定氣量

選用Z-0.036/7型空氣壓縮機(jī)。

2.2.2溶氣罐

按過流密度計(jì)算：取過流密度I=3000m3/(m2·d)

1）溶氣罐直徑（內(nèi)徑）

式中：dD溶氣罐內(nèi)徑，mI過流密度，hmm?23/，

這里取填料罐L＝3000hmm?23/2）溶氣罐高度

式中：1H罐頂?shù)追忸^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：

δ++=211hhH

h1：曲面高度；h2:直邊高度

δ：壁厚由dD＝0.241m

查表取h1＝25mmh2=75mmδ=6mm

則

3H布水區(qū)高度，取3H＝0.25m

4H貯水區(qū)高度，取4H＝1.0m

5H填料層高度，當(dāng)采用階梯環(huán)時(shí)，可取1.0~1.3m。本次取5H＝1.2m則

=2.662m

，符合高徑比應(yīng)大于2.5～4

選用上海同濟(jì)大學(xué)水處理技術(shù)開發(fā)中心附屬工廠生產(chǎn)的TR－300型溶氣罐，采

用階梯環(huán)填料。

2.2.3氣浮池

(1)氣浮池用擋板分為接觸室和分離室

①接觸區(qū)容積Vc

2T氣浮池內(nèi)接觸時(shí)間，T2=5min

②分離區(qū)容積Vs

sT分離室內(nèi)停留時(shí)間，Ts=15min

③氣浮池有效水深2h2sshvT=?=1.35m

νs水流上升速度，取1.5～3.0mm/s，本設(shè)計(jì)取2mm/s

④分離區(qū)面積As和長(zhǎng)度L2

取池寬B=1.5m，則分離區(qū)長(zhǎng)度

⑤接觸區(qū)面積Ac和長(zhǎng)度L1

取池寬B=1m，則接觸區(qū)長(zhǎng)度

⑥浮選池進(jìn)水管：Dg=200mm,v=0.9947m/s

⑦浮選池出水管：Dg=150mm

⑧集水管小孔面積S取小孔流速v1=1m/s

取小孔直徑D=0.015m，則孔數(shù)個(gè)孔數(shù)取整數(shù)，孔口向下，與水平成45°角，分二排交錯(cuò)排列

⑨氣浮池總高：

1h——保護(hù)高度，取0.3～0.4m。本設(shè)計(jì)中取1h=0.4m

2h——有效水深，取2m；

3h——池底安裝出水管所需高度，取0.3m。

圖1氣浮池計(jì)算草圖

2.2.4附屬設(shè)備

1.刮渣機(jī)選型

氣浮池寬度為1.5m，氣浮池壁厚度取400mm，則刮渣機(jī)跨度應(yīng)為1.5+0.4=1.9m此設(shè)計(jì)為矩形氣浮池，所以采用橋式刮渣機(jī)刮渣，此類型的刮渣機(jī)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(jìn)水裝置

氣浮池常用的進(jìn)水方向?yàn)榈撞窟M(jìn)水。廢水在接觸室中的上升流速較小，在接觸室中停留時(shí)間應(yīng)大于60s。

進(jìn)水管內(nèi)徑:

D=[4(Qmax+Qp)/πu]1/2=[4×(850+137.28)/86400×π×1.5]1/2=0.46m=460mm

（2）集水裝置

本設(shè)計(jì)中氣浮池的集水裝置采用200的鑄鐵穿孔管。

集水管中心線距池底200mm，相鄰兩管中心距為0.5m，沿池長(zhǎng)方向排列。

取6根。

核算中心距：2.6/6=0.43m

氣浮池集水管根數(shù)取6根，這每個(gè)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25.0,96.0==hμ

smgh/13.25.08.9296.020=??==μυ

每個(gè)集水管的孔口總面積：

取63.0=εW=q0/εv0=0.0019/(0.63×2.13)=0.0014m2

單個(gè)孔眼面積：取d0=21mm=0.021m

則每根集水管的孔眼數(shù)：

n=w/w0=0.0014/3.5×10-4

=4取4個(gè)

由于孔眼沿管長(zhǎng)開兩排，兩排孔的中心線呈ο45夾角。

集水管的有效長(zhǎng)度L=2.6m，則孔距：l0=L/(n0/2+1)=2.6/3=0.87m

3.溶氣釋放器

由于本設(shè)計(jì)采用回流水加壓系統(tǒng)，回流水SS≤10mg/L，故選用TS－78－Ⅴ型高效溶氣釋放器。

第三章

2．鄭銘《環(huán)保設(shè)備原理·設(shè)計(jì)·應(yīng)用》第二版化學(xué)工業(yè)出版社,2006；3．《三廢處理工程技術(shù)》（廢水卷）,化學(xué)工業(yè)出版社,2001；

4．羅輝.《環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用》高等教育出版社,1997；

5．高廷耀./顧國(guó)維.周琪.《水污染控制工程》（下冊(cè)），高等教育出版社，2007。

第四章設(shè)計(jì)心得體會(huì)

通過這次對(duì)氣浮設(shè)備的設(shè)計(jì)，讓我不僅將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中來(lái)，而且也是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一種鞏固和提升。經(jīng)過一個(gè)星期的努力,我終于將環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用的課程設(shè)計(jì)做完了。在這個(gè)過程中,我遇到了許多困難,但在不斷地努力下，我順利的完成了設(shè)計(jì)。從確定設(shè)計(jì)方案，計(jì)算書編寫，附屬設(shè)備的選型設(shè)計(jì)，到氣浮系統(tǒng)圖和氣浮設(shè)備結(jié)構(gòu)詳圖的繪制，這次設(shè)計(jì)不僅僅讓我掌握了氣浮設(shè)備的設(shè)計(jì)步驟與方法;也使我對(duì)制圖有了更進(jìn)一步的掌握，動(dòng)手能力、觀察能力、綜合分析和處理問題的能力都有所提升。總之這次的課程設(shè)計(jì)讓我受益非淺。