加压溶气气浮设备的设计

  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；

  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，由此减少了基建投资。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。

  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。

  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开来，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。

  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。

  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。在这样的一个过程中,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。从确定设计的具体方案，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。

  部分溶气气浮法是取部分废水加压和溶气，其余废水立即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。

  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。

  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。

  ------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.

  （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；

  （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。

  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

  式中： --------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。

  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，减压后立即进入气浮池，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％。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）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。

  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，整个工程建设价格越低。要使上浮效果好，首先在池体中尽可能降低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，应尽可能降低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。

  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。

  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。在整一个完整的过程中,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,它要求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，对算是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。

  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，在接触室中停滞时间应大于60s。

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

  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，溶气罐内停滞时间为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。