气浮池设计详细

1、目录第一章设计任务书21.1设计题目21.2设计资料21.3设计内容21.4设计成果2第二章设计说明和计算书32.1设计原理及方案选择32. 1. 1设计原理32.1.2方案选择62. 2设计工艺计算72.2.1供气量和空压机选型72.2.2溶气罐82. 2. 3气浮池92. 2. 4附属设备11第三章参考文献13第四章 设计心得体会 13第五章附图14气浮池的设计计算第一章设计任务书1.1设计题目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 气水釆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

2、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°Co设计水量850m3/do1.3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。第二章设计说明和计算书2.1设计原理及方案选择2. 1. 1设

3、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

4、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。4岀水图1全部的废水加压容器气浮（泵前加气）證气if减压阀 浮选池图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 粒和气泡的接触机会；（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 并在池中和溶气废水混合，如图3所示。其待点为：（a）

5、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）气浮池的大小和全部溶气法相同，但较部分回流 溶气法小。擁气阀图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，和來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%。其特点为：(a)加压的水量少, 动力消耗省；(b)气浮过程中不促进乳化：(c)矶花形成好，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

6、而异，一般由试验确定。水射器浮选沌气14 / 14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、重力和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

7、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 控制以下儿个点，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。

8、本设计采用空压机供气，而且采用部分回流水加压工艺，因而釆用溶 气效果较好的填料罐。2. 2设计工艺计算 2. 2.1供气量和空压机选型1. 气浮所需空气量Qg = Q X R' X ac x 0=850 x 0.02 x 40 x 1.2 三 24=34L/h式中Qg气浮所需空气量，L/hQ气浮池设计水量，m3/hR'实验条件下的回流比，%ac实验条件下的释气量，L/m30水温校正系数，取1.P1.3 (主要考虑水的粘度影响,试验时水温和冬季水温相差大者取高值)本设计取1. 2.2. 加压溶气水量c QgQP = 736 n pKT34=736 x 98% x 2.06 x 1

9、0( - 2) x 0-4=5.72m3/h式中Qp加压溶气水量，m3/hP选定的溶气压力，MPaKT 一一溶解度系数，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Q、g = 0 xQg60 X 100034 =14 v A 60 x 1000 =0.000793m3/min 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二3000m3/（n）2 d）1）溶气罐直径（内径）Dd =4 x Qpn I4 x 5.72 x 243.14 x 3000=0.241m式中：Dd溶气罐内径，mI过流密度，m3/m2-h ,这里取填料罐

10、L =2）溶气罐高度H = 2H1 + H2 + H3 + H4式中：罐顶 底封头髙，m.目前多釆用以内径为公称直径的椭圆形封头。按【JB1154 73】规定，封头高度和公称直径的关系：= h、+hy +3h:曲面高度；h:直边高度5：壁厚 由 Q=0.241 m查表取 hi = 25 mmh：二75 mm则 Hl = 25+ 丁5 +6 = 106mm比-14-布水区高度，取H3=0. 25-贮水区高度，取/74 = 1.0w比-填料层高度，当采用阶梯环时，可取1. 0、l. 3mo本次取W5=1.2m则H = 2H1 + H2 + H3+H4=2 X °106 + °2

11、5 + 1.0 + 1.2=2. 662mH11,符合髙径比应大于2. 54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 接触区容积VcVc=(+Qp)T2/60850 =(开+5.72) x 5/60=3.43m3T2气浮池内接触时间，T2=5 min 分离区容积VsVs =爲 + Qp）Ts/60850 = （+5.72） x 15/60=10.28m31；分离室内停留时间，T=15 min 气浮池有效水深爲=匕x7； =1. 35mvs水流上升速度，取1. 53. Omm/s,本设计取2

12、mm/ s 分离区面积A：和长度L：As = Vs/H10.28=2. 662=3. 86m2取池宽B二1.5m，则分离区长度AsL2 = z = 2. 6m1. 5 接触区面积Ac和长度LiAc 二將二 1.292H取池宽B=lm,则接触区长度AcL1 =百=.3m 浮选池进水管：Dg=200mm, v=0. 9947m/s 浮选池出水管：Dg二150mm 集水管小孔面积S取小孔流速vi二lm/s8505.72Q + Qp 86400 + 3600S 二 一7=z= 0.011m2n A X = h4 h取小孔直径D二0.015m,则孔数3.14 X D2 个孔数取整数，孔口向下，和水平成4

13、5°角,分二排交错排列气浮池总高：H = hl + h2 + h3 = 0. 4 + 2 + 0. 3 = 2. 7m保护高度，取0.30.4m。本设计中取曾二0.4mh2有效水深，取2m：力3池底安装出水管所需高度，取0.3m。原水溶气水图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

14、，在接触室中停留时间应大于60s。进水管内径：D 二4 (Q却:+Qp) /n u12= 4 X (850+137.28)/86400 X n X1. 512=0. 46m=460mm(2)集水装置本设计中气浮池的集水装置采用0200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。L2 2.6"乔二乔".2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：qo= (Q込 + Qp) /6= (850+137. 28)/(86400 X 6)=0. 0019m7s集水孑L孑L 口 流速：/ =

15、0.96,/? = 0.25u0= “J2gh = 0.9672x9.8x0.5 =23tn/s每个集水管的孔口总面积：取 £ = 0.63W=q0/ e vo=O. 0019/(0. 63X2. 13)=0. 0014m2单个孔眼面积：取do二21mm二0. 021mJTwO = X 0. 021 X 0. 021 二 0. 00035m24则每根集水管的孔眼数：n=w/wo=O. 0014/3. 5 X 104取 4 个由于孔眼沿管长开两排，两排孔的中心线呈45。夹角。集水管的有效长度L=2. 6m,则孔距：；o=L/ （n0/2+l）=2. 6/3 =0. 87m3.溶气释放器

16、由于本设计采用回流水加压系统，回流水SSW10mg/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 环保设备一一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.环保设备设计和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, 2007o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 于将环保设备设计和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和方法;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