气浮池设计 详细doc

作者:菲律宾龙门赌场 | 2020-10-22 12:29

  目录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc281264681 第一章 设计任务书 PAGEREF _Toc281264681 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281264682 1.1 设计题目 PAGEREF _Toc281264682 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281264683 1.2 设计资料 PAGEREF _Toc281264683 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281264684 1.3 设计内容 PAGEREF _Toc281264684 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281264685 1.4设计成果 PAGEREF _Toc281264685 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281264686 第二章 设计说明与计算书 PAGEREF _Toc281264686 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281264687 2.1 设计原理及方案选择 PAGEREF _Toc281264687 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281264688 2.1.1设计原理 PAGEREF _Toc281264688 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281264689 2.1.2方案选择 PAGEREF _Toc281264689 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281264690 2.2设计工艺计算 PAGEREF _Toc281264690 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281264691 2.2.1供气量与空压机选型 PAGEREF _Toc281264691 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281264692 2.2.2溶气罐 PAGEREF _Toc281264692 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281264693 2.2.3气浮池 PAGEREF _Toc281264693 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281264694 2.2.4附属设备 PAGEREF _Toc281264694 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281264695 第三章 参考文献 PAGEREF _Toc281264695 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281264696 第四章 设计心得体会 PAGEREF _Toc281264696 \h 3 HYPERLINK \l _Toc281264697 第五章 附图 PAGEREF _Toc281264697 \h 3 气浮池的设计计算 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30℃。设计水量850m3/d。 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。 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)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。 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 气浮所需空气量 Qg=Q =850 =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. 加压溶气水量 Qp= = =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 空压机额定气量 Q`g=? =1.4 =0.000793m3/min 选用Z-0.036/7型空气压缩机。 2.2.2溶气罐 按过流密度计算:取过流密度I=3000m3/(m2·d) 溶气罐直径(内径) Dd= = =0.241m 式中:溶气罐内径,m I过流密度,,这里取填料罐L=3000 溶气罐高度 H=2H1+H2+H3+H4 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。 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 则H1=25+ 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 H= = =2.662m HD=11,符合高径比应大于 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 气浮池用挡板分为接触室和分离室 接触区容积Vc Vc= =( =3.43m3 气浮池内接触时间,T2=5 min 分离区容积Vs Vs= =( =10.28m3 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 As=Vs/H = =3.86m2 取池宽B=1.5m,则分离区长度 L2=As 接触区面积Ac和长度L1 Ac= 取池宽B=1m,则接触区长度 L1= 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 S= 取小孔直径D=0.015m,则孔数n=4×S3.14 气浮池总高: H=h1+h2+h3=0.4+2+0.3=2.7m ——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。 图1 气浮池计算草图 2.2.4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mm,相邻两管中心距为0.5m,沿池长方向排列。 n= 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 w0= 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型高效溶气释放器。 参考文献 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; 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. HYPERLINK /mn/searchApp?searchWord=%E7%BD%97%E8%BE%89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。 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! 附图


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