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1、-加压溶气气浮设备的设计目录第一章设计任务书31.1 设计题目31.2设计资料31.3 设计容31.4设计成果3第二章设计说明与计算书32.1 设计原理及方案选择3设计原理3方案选择32.2设计工艺计算3供气量与空压机选型3溶气罐3气浮池3附属设备3第三章参考文献3第四章设计心得体会3第五章附图3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展局部回流，回流比0.2，气浮池接触时间为5min，溶气罐停留时间为3min，别离时间为15min，溶气罐压力为0.4Mp
2、a，气固比0.02，温度30。设计水量850m3/d。1.3 设计容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构造详图包括平面图、剖面图；要求表达准确规；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
3、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，然后由刮泡器去除，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，根本流程有以下三种。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
4、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时机；b在处理水量一样的条件下，它较局部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、局部溶气气浮法局部溶气气浮法是取局部废水加压和溶气，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一样，但较局部回流溶气法小。图3 局部进水加压溶气气浮法流程3、局部回流溶气气浮法局部
5、回流溶气气浮法是取一局部除油后的出水回流进展加压和溶气，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2550。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，往往向废水中参加混凝剂或浮选剂，投加量因水质不同而异，一般由试验确定。图4 局部回流溶气气浮流程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别离过程的运动状态。 带气絮粒在接触室通过浮力、重力与水流阻力的平衡作用后，取得了向上的升速U上。进入别离区后，又受到两个力的作用：
6、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那么视合成速度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别离； 如要提前实现上浮去
7、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，和絮凝反响来完成，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，药剂和污水的反响时间和反响强度，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，而且采用局部回流水加压工艺，因而采用溶气效果较好的填料罐。2.2设计工艺计算供气量与空压机选型1 气浮所需空气量 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1.11.3 主要考虑水的
8、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 加压溶气水量式中 Qp-加压溶气水量，m3/hP-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 空压机额定气量选用Z-0.036/7型空气压缩机。溶气罐按过流密度计算：取过流密度I=3000m3/(m2d)1） 溶气罐直径径式中：-溶气罐径，mI-过流密度，这里取填料罐L30002） 溶气罐高度式中：-罐顶 底封头高，m .目前多采用以径为公称直径的椭圆形封头。按【115473】规定，封头高度与公称直径的关系：h1 ：曲面高度 ；h2:直边高度：壁厚 由0.241 m查表
9、取 h125h2=75=6 那么-布水区高度，取0.25-贮水区高度，取1.0-填料层高度，当采用阶梯环时，可取1.01.3m。本次取1.2m那么 =2.662m，符合高径比应大于2.54选用同济大学水处理技术开发中心附属工厂生产的TR300型溶气罐，采用阶梯环填料。气浮池(1) 气浮池用挡板分为接触室和别离室 接触区容积Vc-气浮池接触时间，T2=5 min 别离区容积Vs-别离室停留时间，Ts=15 min 气浮池有效水深 =1.35m s-水流上升速度，取1.53.0mm/s，本设计取2mm/s 别离区面积As和长度L2取池宽B=1.5m，那么别离区长度 接触区面积Ac和长度L1取池宽B
10、=1m，那么接触区长度 浮选池进水管：Dg=200mm,v=0.9947m/s 浮选池出水管：Dg=150mm 集水管小孔面积S取小孔流速v1=1m/s取小孔直径D=0.015m，那么孔数个孔数取整数，孔口向下，与水平成45角，分二排交织排列 气浮池总高：保护高度，取0.30.4m。本设计中取=0.4m有效水深，取2m；池底安装出水管所需高度，取0.3m。图1 气浮池计算草图附属设备1.刮渣机选型气浮池宽度为1.5m，气浮池壁厚度取400mm，那么刮渣机跨度应为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围一般在跨度10m以下，集渣槽的位置在池的一端。
11、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。进水管径:D=4(Qmax+Qp)/u1/2=4(850+137.28)/864001.51/2=0.46m=460mm2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。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：q0=(Qmax+ Qp)/6=(850+137.28)/(864006)=0.0019m3/s集水孔孔口流速：取每个集水管的孔口总面积：取W=
12、q0/v0=0.0019/(0.632.13)=0.0014m2单个孔眼面积：取d0=21mm=0.021m那么每根集水管的孔眼数：n=w/w0=0.0014/3.510-4=4 取4个由于孔眼沿管长开两排，两排孔的中心线呈夹角。集水管的有效长度L=2.6m，那么孔距：l0=L/(n0/2+1)=2.6/3 =0.87m3.溶气释放器由于本设计采用回流水加压系统，回流水SS10mg/L，应选用TS78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,:,2002；2 铭 环保设备-原理设计应用 第二版 化学工业,2006；3三废处理工程技术废水卷,化学工业,
13、 2001；4罗辉.环保设备设计与应用高等教育, 1997；5高廷耀./顾国维.周琪.水污染控制工程下册，高等教育，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稳固和提升。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构造详图的绘制，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缺乏的地方。在整个过程中,我发现像我们这些学生最最缺少的是经历,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,从中暴露出自身的缺乏,以待改良.虽然最后的设计结果可能还是会有许多缺乏，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。感这次课程设计赋予我们检验知识的时机！第五章 附图. z.
