沈阳鑫华膜环保设备有限公司

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高超的气浮技术

2019-04-09 03:55:44  1167 次浏览

有利皆有弊,这句话被流传至今,可见是有道理的。在物产丰富的今天,污染已经成为社会的一大难题,就以水源为例,已经影响到了我们的生活。因此水处理设备逐渐被我们熟知并使用,其中气浮设备更是治理污水中发挥了巨大的作用。关于气浮设备的知识总是说不完,每次去深入探索时似乎总能得到新的知识。

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。

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。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。

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。

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。

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)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。

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。

设计工艺计算

供气量与空压机选型

气浮所需空气量

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.

加压溶气水量

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

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)

------溶气罐内径,m

I--------过流密度, ,这里取填料罐L=3000

2) 溶气罐高度

--------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 :曲面高度 ;h2:直边高度

:壁厚 由 =0.241 m

查表取 h1=25 h2=75 =6

---------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1.0~1.3m。本次取 =1.2m

则 =2.662m

,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

接触区容积Vc

-------气浮池内接触时间,T2=5 min

分离区容积Vs

-------分离室内停留时间,Ts=15 min

气浮池有效水深 =1.35m

νs------水流上升速度,取1.5~3.0mm/s,本设计取2 mm/s

分离区面积As和长度L2

取池宽B=1.5m,则分离区长度

接触区面积Ac和长度L1

取池宽B=1m,则接触区长度

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,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

气浮池总高:

——保护高度,取0.3~0.4m。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。

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(Qmax+Qp)/πu]1/2=[4×(850+137.28)/86400×π×1.5]1/2=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。

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)/(86400×6)=0.0019m3/s

集水孔孔口流速:取

每个集水管的孔口总面积:

取 W=q0/εv0=0.0019/(0.63×2.13)=0.0014m2

单个孔眼面积:取d0=21mm=0.021m

则每根集水管的孔眼数:

n=w/w0=0.0014/3.5×10-4=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,则孔距:

l0=L/(n0/2+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SS≤10mg/L,故选用TS-78-Ⅴ型溶气释放器。

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