气浮法设计计算

气浮法设计计算一．气浮法分类及原理处理方法按产气方式分类常用方式原理气浮法气浮法压力溶气全溶气气浮法部分回流溶气气浮法用水泵将废水提升到溶气罐，加压至0.3~0.55MPa（表压）同时注入压缩空气，使之过饱和。然后瞬间减压，骤然释放出大量密集的微细气泡，从而使气泡和被去除物质的结合体迅速分离，上浮至水面。气浮法细碎空气喷射气浮法叶轮气浮法（韦姆科气浮法）利用高速喷射的水流或高速旋转的叶轮，将吸入水中的空气剪切成微细气泡，从而使气泡与被去除物质的结合体迅速上浮与水分离。二．气浮法设计参数全溶气气浮法部分回流溶气气浮法1流程示意图2进水水质pH=6.5~8.5含油量100mg/lpH=6.5~8.5含油量100mg/l3投加药剂（品种和数量根据实际水质筛选决定）聚合铝25~35mg/l或硫酸铝60~80mg/l或聚合铁15~30mg/l或有机高分子凝聚剂1~10mg/l聚合铝15~25mg/l或硫酸铝40~60mg/l或聚合铁10~20mg/l或有机高分子凝聚剂1~8mg/l4混凝反应管道和水泵混合无反应室管道混合，阻力损失≥0.3m或机械混合，搅拌浆叶线速度0.5m/s左右，混合时间气浮方式参数序号全溶气气浮法部分回流溶气气浮法4混凝反应管道和水泵混合无反应室2~3min；机械反应室（一级机械搅拌）或平流反应室或旋流反应室或涡流反应室，水流线速度从1.0~1.5m/s降至0.3~0.5m/s，反应时间10~20min5释放器前管道流速1m/s出流口流速0.4~0.5m/s工作直径3~110cm6溶气罐宜一间气浮池配一个溶气罐，溶气压力0.3~0.55MPa（表压），溶气时间1~3min，高度：直径=2~4，压缩空气压力0.5MPa（表压）宜一间气浮池配一个溶气罐高2.5~3.5m，溶气压力0.3~0.55MPa（表压），溶气时间1~3min，高度：直径2~4，压缩空气压力0.5MPa（表压）断面负荷100~200m3/m2h7气泡粒径30~100μm30~100μm8混合室为使溶气水和絮凝水充分混合而设置，底部直段15~20mm/s，上端扩散口5~10mm/s，混合室停留时间≤3min，高度1.5~2m9气浮分离停留时间60~90min水平流速4~6mm/s，有效水深1.5~2.5，池宽一般为4.5m,3m,2m。长宽比=3左右，间数≮2，池顶宜加盖。水流下向流速1.5~3mm/s，给水浊度100度，废水浊度100度，深度1.5~2.5m，2~3mm/s停留时间10~15min，1~2mm/s停留时间20~30min。停留时间40~60min水平流速4~6mm/s，有效水深1.5~2.5，池宽一般为4.5m,3m,2m。长宽比=3左右，间数≮2，池顶宜加盖。水流下向流速1.5~3mm/s，给水浊度100度，废水浊度100度，深度1.5~2.5m，2~3mm/s停留时间10~15min，1~2mm/s停留时间20~30min。10刮渣机链条链板式或行车式，刮板进行速度50~100mm/s，推荐逆刮，也可顺刮。链条链板式或行车式，刮板进行速度50~100mm/s，推荐逆刮，也可顺刮。11出水堰活动调节堰或薄壁堰活动调节堰或薄壁堰12集水管流速0.5m/s气浮方式参数序号三．气浮法设计计算序号项目计算公式符号说明1药剂耗量G=MQ·10-3G—每小时药剂（工业品）耗量，kg/hM—投药量（根据筛选试验确定或按经验数据选用）,mg/lQ—处理废水量,m3/h2药液量G1=G／cG1—药液量，即每小时投加药剂溶液量,kg/hG—每小时药剂耗量，kg/hc—药液重量百分浓度3药剂溶解池容积（一般药剂溶解池≥2间）W=8KG1·10-38—取每班配制药液一次，即每次配制量供一个班（8小时）使用K—安全系数，一般取K=1.1~1.15G1—每小时投加药液量,kg/hW—药剂溶解池容积，m3/间4溶气罐容积（一般每间气浮池宜配一个溶气罐）W=qt/60W—溶气罐有效容积,m3q—单个溶气罐进水量，m3/ht—溶气罐停留时间，一般为1~3min5溶气罐直径D=（4W/πH）0.5D—溶气罐直径,mW—溶气罐有效容积,m3π—圆周率H—溶气罐圆柱部分高度，m一般H≧2m6理论溶解空气量c=736KTPc—理论溶解空气量，ml/L水P—溶气罐绝对压力KT—溶解系数见下表7理论需气量c1=736KT（p-1）=736KTpc1—理论需要空气量,ml/L水p—溶气罐表压，at其他符号同上8实际所需空气量q1=c1q/1000ηq1—溶气罐所需空气量，m3/hc1—理论需要溶气量，ml/L水η—溶气效率，一般为0.6~0.9q—溶气罐进水量，m3/h9供风量q2=2nq1q1—每个溶气罐所需空气量，m3/hn—溶气罐个数q2—供风量，即供给的空气量，m3/h2—富裕系数10风压，为保证风压稳定，一般采用自备空压机供p2=p+p阻p2—供风风压，MPap—溶气罐表压，一般为0.35~0.55MPa风p阻—空气管道总阻力,MPa11反应室容积W=QT1/60W—反应室有效容积,m3Q—处理水量，m3/hT1—反应室停留时间，一般为3~10min12分离池容积W=Q2T2/60W—分离池有效容积，m3Q2—进入分离池的废水流量，m3/h全溶气流程Q2=Q部分回流溶气流程Q2=Q+Q1Q—处理水量，m3/hQ1—回流溶气的废水量，m3/h一般Q1=（0.3~0.5）QT2—分离池停留时间，min一般全溶气流程T2=60min部分回流溶气流程T2=40min13分离池有效长度L=W/nBHL—分离池有效长度，mW—分离池有效容积，m3n—分离池间数n≥2B—分离池单间池宽,m一般B=4.5mH—分离池有效水深,mH=1.5~2.5m常取2m14出水堰堰上水头h0=[(Q2/1.86B)2]1/3h0—堰上水头，mQ2—分离池进水量/间,m3/sB—分离池每间池宽，m15集渣槽上缘标高取堰上水头再高出3~5cm为省略堰上水头计算，可近似取高出堰顶6cm左右四．不同温度下的KT值和736KT值温度,℃KT值736KT值00.037727.75100.029521.71200.024317.88300.020615.16400.017913.17500.014511.70例：2×75m3/h气浮池气浮池设置在絮凝池侧旁，沉淀池上方。气浮类型较多，有全部压力溶气气浮、分散空气气浮、电解凝聚气浮、内循环射流气浮等，这里选择适用于城镇给水处理的部分回流压力溶气气浮。气浮适用于含藻类及有机杂质、水温较低、常年浊度低于100NTU的原水；它依靠微气泡粘附絮粒，实现絮粒强制性上浮，达到固、液分离，由于气泡的重度远小于水，浮力很大，促使絮粒迅速上浮，提高固、液分离速度。气浮依靠无数微气泡去粘附絮粒，对絮粒的重度、大小要求不高，能减少絮凝时间，节约混凝剂量；带气絮粒与水的分离速度快，单位面积产水量高，池容及占地减少，造价降低；气泡捕足絮粒的机率很高，跑矾花现象很少，有利于后级滤池延长冲洗周期，节约水耗；排渣方便，浮渣含水率低，耗水量小；池深浅，构造简单，可随时开、停，而不影响出水水质，管理方便。●结构尺寸：取回流比R=20%，气浮池处理水量：Q3=（1＋R）Q2=1.2×75=90m3/h接触区底部上升段纵截面为矩形，上升流速10~20mm/s，取UJ1=18mm/s=64.8m/h接触区底部通水平面面积：FJ1=90/64.8=1.389≈1.4m2接触区宽与絮凝池相同，B=2m，接触区底部平面池长方向尺寸：LJ1=1.4/2=0.7m接触区上端扩散段纵截面为倒直角梯形，出口流速5~10mm/s，取UJ2=7.5mm/s=27m/h接触区上端扩散出口通水平面面积：FJ2=90/27=3.333m2接触区宽与絮凝池相同，B=2m，接触区上端扩散出口平面池长方向尺寸：LJ2=3.333/2=1.6665≈1.7m扩散段水平倾角α=35°，扩散段高：hK=（1.7－0.7）tan35°=0.7m扩散段容积：VK=〔（1.7＋0.7）/2〕×0.7×2=1.68m3接触区停留时间需大于60s，取tJ=90s=1.5min，接触区容积：VJ=90×1.5/60=2.25m3接触区底部上升段高：hD=（VJ－VK）/FJ1=（2.25－1.68）/1.4=0.4m分离区清水下降流速1.5~2.5mm，取U3=2.5mm/s=9m/h分离区平面面积：FF=Q3/U3=90/9=10m2分离区平面池长方向尺寸：LF=10/2=5m（＜沉淀池长5.5m）气浮池长度方向尺寸：L=5.5m取分离区液深hY=1.5m，分离区容积：VF=5.5×2×1.5=16.5m3分离区清水下降时间：tF=hY/U3=1.5/9=0.167h=10min取分离区安全超高hA=0.5m，气浮池高HF=1.5＋0.5=2m复核分离停留时间：tF′=VF/Q3=16.5/90=0.183h=11min，满足停留10~15min的要求，并能满足清水到达池底所需时间。●溶气泵：溶气水量即回流水量，QR=RQ3=0.2×75=15m3/h，溶气压力P≈0.45MPa溶气泵选用不锈钢离心泵，数量3台，2用1备；型号：DFHW50－200/2/5.5，流量：8.8~12.5~16.3m3/h，扬程：51~50~48.5m，电机功率：5.5Kw，外形尺寸：长×宽×高=602×400×425mm●空压机：水中空气溶解量与温度和压力有关，水温20°C，压力0.1MPa（1bar）时空气在水中的饱和溶解度CK=0.0187L气/L水，溶气效率与溶气罐结构、气液传质填料、溶气压力和时间有关。溶气罐进水压力（表压）P=0.4MPa=4bar≈4Kg/cm2；水温变化校正系数一般为1.1~1.3，取校正系数m=1.2；安全和空压机效率系数一般为1.2~1.5，取效率系数k=1.5。气浮所需压缩空气量：QK2=mCKPQR=1.2×0.0187×4.5×15=1.515m3/h空压机额定排气量：QP=kQK/60=1.5×1.515/60=0.038m3/min选用无油空气压缩机，数量3台，2用1备；型号：ZW0.05/7，排气量：0.05m3/min，排气压力：0.7MPa，电机功率：0.75Kw，外形尺寸：长×宽×高=825×368×651mm。●溶气罐：溶气罐采用具有高效溶气效率的喷淋填料式，数量2台，碳钢制作；溶气接触停留时间2~4min，取TR=2.5min，溶气罐容积：VR=QRTR/60=15×2.5/60=0.625m3填料式溶气罐断面负荷一般为1000~2000m3/（m2d），即40~80m3/（m2h），取q=75m3/（m2h）溶气罐直径：DR=〔4×（15/75）/3.1416〕0.5=0.5m溶气罐有效高：h=0.625/（0.52×3.1416/4）=3.2m气液传质填料选用溶气效率较高的塑料阶梯环，规格：φ25（米字内筋），尺寸：外径×高×壁厚=25×17.5×1mm，装填高1.3m，容积0.25m3。溶气罐内设置浮球液位传感器，型号：UQK－02，数量2只，用于自动控制罐内最佳液位。溶气水制备采用强制内循环措施，溶气罐内达到高水位时，开始内循环，进气电磁阀和设在溶气罐循环管上的电磁阀同时开启，在正压作用下，设在溶气泵吸水管上的止回阀立刻关闭，清水暂停吸入，溶气罐内的溶气水除继续受溶气泵循环加压外，亦在水泵叶轮的高速搅拌作用下，使空气能更充分地溶解到水中，没有空气溶解不足的缺点。溶气罐内低水位时，进气电磁阀和溶气罐循环管上的电磁阀均关闭，溶气泵仍继续运行，这时吸水管路产生负压，止回阀开启，清水被吸入，此时依靠溶气罐内填料，使水与罐内足量空气长时间接触，使空气在水中的溶解仍很充分。正常水位时，进气、吸水同时进行。整个过程自动运行。●溶气释放器：溶气释放器选用TV－Ⅲ型，其特点是圆盘径向全方位释放，与含絮粒水的接触条件更佳，释放器受堵时，接通压缩空气，下盘体向下移动，增大盘间水流通道，使堵塞物排出