气浮池设计详细.docx
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气浮池设计详细
第一章设计任务书1..
1.1设计题目1..
1.2设计资料1.
1.3设计内容2.
1.4设计成果2.
第二章设计说明与计算书2.
2.1设计原理及方案选择2.
2.1.1设计原理2.
2.1.2方案选择4.
2.2设计工艺计算5.
2.2.1供气量与空压机选型5
2.2.2溶气罐6.
2.2.3气浮池7.
2.2.4附属设备9.
第三章参考文献1.0
第四章设计心得体会.1.1
第五章附图1.1
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30C。
设计水量850mVd。
1.3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。
第二章设计说明与计算书
2.1设计原理及方案选择
2.1.1设计原理
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。
图1全部的废水加压容器气浮（泵前加气）
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，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。
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，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）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，投加量因水质不同而异，一般由试验确定。
进水
混凝捌
水射爲
回<25%-50%
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。
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。
2.2设计工艺计算2.2.1供气量与空压机选型
1.气浮所需空气量
Qg=QXR'XacX0
=850X0.02X40XL2三24
=34L/h
式中Qg-
-----气浮所需空气量，
L/h
Q——
-气浮池设计水量，
m3/h
R'—
-实验条件下的回流比，
%
ac
-实验条件下的释气量，
L/m3
------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.
2.加压溶气水量
Qg
736npKT
3斗
736X98%X2.06X10（-2）X0.4
=5.72m3/h
式中Qp加压溶气水量，m3/h
P——选定的溶气压力，MPa
KT----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
Qg
60X1000
34
=0r000793m3/min
选用Z-0.036/7型空气压缩机。
222溶气罐
按过流密度计算：
取过流密度I=3000m3/（m2•d）
1）溶气罐直径（内径）
4X572X24
3-14X3000
=0.241m
式中：
Dd——溶气罐内径，m
I过流密度，m3/m2h，这里取填料罐L=3000m3/m2h
2）溶气罐高度
El=2HI+H2+H3+H^l
式中：
Hi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。
按【JB1154-73】规定，封头高度与公称直径的关系：
H1=h|h27
hi:
曲面高度；h2：
直边高度:
.:
壁厚由Dd=0.241m
查表取hi=25mmh2=75mm:
.=6mm
则｝11"-i"-i
H3布水区高度，取H3=0.25m
H4贮水区高度，取H4=1.0m
H5填料层高度，当采用阶梯环时，可取1.0~1.3m。
本
次取H5=1.2m
贝qII'<1；：
':
I
=2XOJ06+0.25+1.0+1.2
=2.662m
H
7?
=1]
D，符合高径比应大于2.5〜4
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
1接触区容积Vc
Vc=[^+Qp）T2/60
850
=（--+5.72）XS/60
=3.43m3
T2气浮池内接触时间，T2=5min
2分离区容积Vs
Vs=+Qp）Ts/60
=10,28tii3
Ts分离室内停留时间，Ts=15min
3气浮池有效水深h2h2二vsTs=1.35m
vs水流上升速度，取1.5〜3.0mm/s，本设计取2mm/s
4分离区面积A和长度L2
As=Vs/H
1O._28"2.662
=3,86m2
取池宽B=i.5m则分离区长度
As
L2=—=2*6ni
1.5
5接触区面积A和长度Li
Vc
\c-—-L29m2
n
取池宽B=im则接触区长度
Ar
LI=—=1.3m
L>
6浮选池进水管：
Dg=200mm,v=0.9947m/s
7浮选池出水管：
Dg=150mm
8集水管小孔面积S取小孔流速w=1m/s
8505+72
Q+Qp86400+3600
S=—==0.（Hlni2
门二4X=645
取小孔直径D=0.015m则孔数•…I个孔数取整数,
孔口向下，与水平成45。
角，分二排交错排列
9气浮池总高：
fl=h]|h2|h3=0+-Ii2+0.3=2+7m
hi保护高度，取0.3〜0.4m。
本设计中取h1=0.4m
h2——有效水深，取2m
h3――池底安装出水管所需高度，取0.3m。
图1气浮池计算草图
224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，在接
触室中停留时间应大于60s。
进水管内径：
D=[4（Qma+Qp）/nu]1/2=[4X（850+137.28）/86400XnX1.5]"2=0.46m=460mm
（2）集水装置
本设计中气浮池的集水装置采用200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。
1.22、6
n=—=—=5.2
{].50.5
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：
q°=（Qmax+Qp）/6=（850+137.28）/（86400X6）=0.0019m3/s
集水孔孔口流速：
取丄-0.96,^0.25
2gh=0.9629.80.5=2.13m/s
每个集水管的孔口总面积：
取.-0.63W=q0&Vo=0.0019/（0.63X2.13）=0.0014m2
单个孔眼面积：
取do=21mm=0.021m
wO=—X0,021X0021=0+00035m2
■1
则每根集水管的孔眼数：
n=w/w）=0.0014/3.5X10-4=4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：
10=L/（nq/2+1）=2.6/3=0.87m
3.溶气释放器
由于本设计采用回流水加压系统，回流水SSC10mg/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----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.《环保设备设计与应用》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，2007。
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与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。
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。
在整个过程中,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,它需要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，对属于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。
感谢这次课程设计赋予我们检验知识的机会！
第五章附图
第六章
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