氣浮池設(shè)計 詳細...doc

目錄第一章設(shè)計任務(wù)書31.1 設(shè)計題目31.2 設(shè)計資料31.3 設(shè)計內(nèi)容31.4設(shè)計成果3第二章設(shè)計說明與計算書32.1 設(shè)計原理及方案選擇32.1.1設(shè)計原理32.1.2方案選擇32.2設(shè)計工藝計算32.2.1供氣量與空壓機選型32.2.2溶氣罐32.2.3氣浮池32.2.4附屬設(shè)備3第三章參考文獻3第四章設(shè)計心得體會3第五章附圖3氣浮池的設(shè)計計算第一章 設(shè)計任務(wù)書1.1 設(shè)計題目加壓溶氣氣浮設(shè)備的設(shè)計（平流式）1.2 設(shè)計資料某工廠污水工程擬用氣浮設(shè)備代替二沉池，經(jīng)氣浮實驗取得以下參數(shù)：溶氣水采用凈化后處理水進行部分回流，回流比0.2，氣浮池內(nèi)接觸時間為5min，溶氣罐內(nèi)停留時間為3min，分離時間為15min，溶氣罐壓力為0.4Mpa，氣固比0.02，溫度30。設(shè)計水量850m3/d。1.3 設(shè)計內(nèi)容（1）確定設(shè)計方案；（2）氣浮設(shè)備的設(shè)計計算；（3）系統(tǒng)設(shè)備選型，包括水泵、溶氣釋放器、溶氣壓力罐、空壓機及刮渣機等；（4）計算書編寫，計算機繪圖。1.4設(shè)計成果（1）設(shè)備工藝設(shè)計計算說明書；要求參數(shù)選擇合理，條理清楚，計算準確，并附設(shè)計計算示意圖；提交電子版和A4打印稿一份。（2）氣浮系統(tǒng)圖和氣浮設(shè)備結(jié)構(gòu)詳圖（包括平面圖、剖面圖）；要求表達準確規(guī)范；提交電子版和A3打印稿一份。第二章 設(shè)計說明與計算書2.1 設(shè)計原理及方案選擇2.1.1設(shè)計原理加壓氣浮法是在加壓情況下，將空氣溶解在廢水中達飽和狀態(tài)，然后突然減至常壓，這時溶解在水中的空氣就成了過飽和狀態(tài)，以極微小的氣泡釋放出來，乳化油和懸浮顆粒就粘附于氣泡周圍而隨其上浮，在水面上形成泡沫層，然后由刮泡器清除，使廢水得到凈化。根據(jù)廢水中所含懸浮物的種類、性質(zhì)、處理水凈化程度和加壓方式的不同，基本流程有以下三種。1、全部廢水溶氣氣浮法全部廢水溶氣氣浮法是將全部廢水用水泵加壓，在泵前或泵后注入空氣。如圖1、圖2所示。在溶氣罐內(nèi)空氣溶解于廢水中，然后通過減壓閥將廢水送入氣浮池，廢水中形成許多小氣泡粘附廢水中的乳化油或懸浮物而浮出水面，在水面上形成浮渣。用刮板將浮渣連續(xù)排入浮渣槽，經(jīng)浮渣管排出池外，處理后的廢水通過溢流堰和出水管排出。圖1 全部的廢水加壓容器氣浮（泵前加氣）圖2 全部廢水加壓溶氣氣?。ū煤蠹託猓┤鞒倘軞鈿飧》ǖ膬?yōu)點是：（a）溶氣量大，增加了油?；驊腋☆w粒與氣泡的接觸機會；（b）在處理水量相同的條件下，它較部分回流溶氣氣浮法所需的氣浮池小，從而減少了基建投資。但由于全部廢水經(jīng)過壓力泵，所以增加了含油廢水的乳化程度，而且所需的壓力泵和溶罐均較其它兩種流程大，因此投資和運轉(zhuǎn)動力消耗較大。2、部分溶氣氣浮法部分溶氣氣浮法是取部分廢水加壓和溶氣，其余廢水直接進入氣浮池并在池中與溶氣廢水混合，如圖3所示。其特點為：（a）較全流程溶氣氣浮法所需的壓力泵小，故動力消耗低；（b）壓力泵所造成的乳化油量較全部溶氣法低；（c）氣浮池的大小與全部溶氣法相同，但較部分回流溶氣法小。圖3 部分進水加壓溶氣氣浮法流程3、部分回流溶氣氣浮法部分回流溶氣氣浮法是取一部分除油后的出水回流進行加壓和溶氣，減壓后直接進入氣浮池，與來自絮凝池的含油廢水混合后氣浮，如圖4所示?；亓髁恳话銥楹蛷U水的2550。其特點為：（a）加壓的水量少，動力消耗??；（b）氣浮過程中不促進乳化；（c）礬花形成好，后絮凝也少；（d）缺點是氣浮池的容積較前兩種流程大。為了提高氣浮的處理效果，往往向廢水中加入混凝劑或浮選劑，投加量因水質(zhì)不同而異，一般由試驗確定。圖4 部分回流溶氣氣浮流程2.1.2方案選擇本設(shè)計采用平流式氣浮池,以下來平流式氣浮池分析帶氣絮凝體上浮分離過程的運動狀態(tài)。 帶氣絮粒在接觸室內(nèi)通過浮力、重力與水流阻力的平衡作用后，取得了向上的升速U上。進入分離區(qū)后，又受到兩個力的作用：一是水流擴散后由水平推力所產(chǎn)生的水平向流速U推；二是由于底部出流所產(chǎn)生的向下流速U下。這兩種流速的合速度大小及方向決定了帶氣絮凝體或是上浮去除，或是隨水流挾出。至于其中上升或下降的速度則視合成速度U合在縱軸上投影的大小。 該速度影響了氣浮的處理效果。絮凝體的大小，氣泡的大小，氣浮池體中水流向下的速度三者直接影響合成向上速度。合成向上的速度越大，氣浮的去除效率越高，氣浮池體的就越小，整個工程造價越低。要使上浮效果好，首先在池體中盡量降低U下。它可用擴大底部出流面積或提高出水的均勻度實現(xiàn)，隨著底部的均勻集流、出流，水流到池未端U平約為零，這有利于上浮力較小的帶氣絮凝體的分離； 如要提前實現(xiàn)上浮去除，應(yīng)盡量降低u平，這可用擴大氣浮池橫斷面的方式來實現(xiàn)。接著要處理好絮凝體的大小，通過加藥混合，和絮凝反應(yīng)來完成，應(yīng)注意控制以下幾個點，藥劑的品種，投藥量，藥劑和污水的混合時間和混合強度，藥劑的投加點，藥劑和污水的反應(yīng)時間和反應(yīng)強度，產(chǎn)生的絮凝體的大小。另外還要控制溶氣系統(tǒng)中氣泡的大小。 本設(shè)計采用空壓機供氣，而且采用部分回流水加壓工藝，因而采用溶氣效果較好的填料罐。2.2設(shè)計工藝計算2.2.1供氣量與空壓機選型1 氣浮所需空氣量 Qg=QRac =8500.02401.224 =34L/h式中 Qg-氣浮所需空氣量 ，L/h Q-氣浮池設(shè)計水量，m3/h R-實驗條件下的回流比，% ac-實驗條件下的釋氣量，L/m3 -水溫校正系數(shù)，取1.11.3 （主要考慮水的粘度影響，試驗時水溫與冬季水溫相差大者取高值）本設(shè)計取1.2.2 加壓溶氣水量 Qp=Qg736pKT =3473698%2.0610(-2)0.4 =5.72m3/h式中 Qp-加壓溶氣水量，m3/h P-選定的溶氣壓力，MPa KT -溶解度系數(shù)，可根據(jù)水溫查表 n-溶氣效率，對裝階梯環(huán)填料的溶氣罐可查表3 空壓機額定氣量 Qg=Qg601000 =1.434601000 =0.000793m3/min選用Z-0.036/7型空氣壓縮機。2.2.2溶氣罐按過流密度計算：取過流密度I=3000m3/(m2d)1） 溶氣罐直徑（內(nèi)徑）Dd=4QpI =45.72243.143000 =0.241m 式中：-溶氣罐內(nèi)徑，mI-過流密度，這里取填料罐L30002） 溶氣罐高度 H=2H1+H2+H3+H4式中：-罐頂 底封頭高，m .目前多采用以內(nèi)徑為公稱直徑的橢圓形封頭。按【JB115473】規(guī)定，封頭高度與公稱直徑的關(guān)系： h1 ：曲面高度 ；h2:直邊高度：壁厚 由0.241 m 查表取 h125 h2=75 =6 則H1=25+75+6=106mm -布水區(qū)高度，取0.25 -貯水區(qū)高度，取1.0 -填料層高度，當采用階梯環(huán)時，可取1.01.3m。本次取1.2m則 H=2H1+H2+H3+H4 =20.106+0.25+1.0+1.2 =2.662mHD=11，符合高徑比應(yīng)大于2.54選用上海同濟大學(xué)水處理技術(shù)開發(fā)中心附屬工廠生產(chǎn)的TR300型溶氣罐，采用階梯環(huán)填料。2.2.3氣浮池(1) 氣浮池用擋板分為接觸室和分離室 接觸區(qū)容積VcVc=Q24+QpT2/60 =(85024+5.72)5/60 =3.43m3-氣浮池內(nèi)接觸時間，T2=5 min 分離區(qū)容積Vs Vs=Q24+QpTs/60 =(85024+5.72)15/60 =10.28m3-分離室內(nèi)停留時間，Ts=15 min 氣浮池有效水深 =1.35m s-水流上升速度，取1.53.0mm/s，本設(shè)計取2 mm/s 分離區(qū)面積As和長度L2As=Vs/H =10.282.662 =3.86m2 取池寬B=1.5m，則分離區(qū)長度L2=As1.5=2.6m 接觸區(qū)面積Ac和長度L1Ac=VcH=1.29m2取池寬B=1m，則接觸區(qū)長度L1=AcB=1.3m 浮選池進水管：Dg=200mm,v=0.9947m/s 浮選池出水管：Dg=150mm 集水管小孔面積S取小孔流速v1=1m/sS=Q+QpV=85086400+5.7236001=0.011m2取小孔直徑D=0.015m，則孔數(shù)n=4S3.14D2=64.5個孔數(shù)取整數(shù)，孔口向下，與水平成45角，分二排交錯排列 氣浮池總高：H=h1+h2+h3=0.4+2+0.3=2.7m保護高度，取0.30.4m。本設(shè)計中取=0.4m有效水深，取2m；池底安裝出水管所需高度，取0.3m。圖1 氣浮池計算草圖2.2.4附屬設(shè)備1.刮渣機選型氣浮池寬度為1.5m，氣浮池壁厚度取400mm，則刮渣機跨度應(yīng)為 1.5+0.4=1.9m此設(shè)計為矩形氣浮池，所以采用橋式刮渣機刮渣，此類型的刮渣機適用范圍一般在跨度10m以下，集渣槽的位置在池的一端。2. 集水裝置（1）進水裝置氣浮池常用的進水方向為底部進水。廢水在接觸室中的上升流速較小，在接觸室中停留時間應(yīng)大于60s。進水管內(nèi)徑:D=4(Qmax+Qp)/u1/2=4(850+137.28)/864001.51/2=0.46m=460mm（2）集水裝置本設(shè)計中氣浮池的集水裝置采用200的鑄鐵穿孔管。集水管中心線距池底200mm，相鄰兩管中心距為0.5m，沿池長方向排列。n=L20.5=2.60.5=5.2取6根。核算中心距：2.6/6=0.43m氣浮池集水管根數(shù)取6根，這每個集水管的集水量：q0=(Qmax+ Qp)/6=(850+137.28)/(864006)=0.0019m3/s集水孔孔口流速：取每個集水管的孔口總面積：取 W=q0/v0=0.0019/(0.632.13)=0.0014m2單個孔眼面積：取d0=21mm=0.021mw0=40.0210.021=0.00035m2則每根集水管的孔眼數(shù)：n=w/w0=0.0014/3.510-4=4 取4個由于孔眼沿管長開兩排，兩排孔的中心線呈夾角。集水管的有效長度L=2.6m，則孔距：l0=L/(n0/2+1)=2.6/3 =0.87m3.溶氣釋放器由于本設(shè)計采用回流水加壓系統(tǒng)，回流水SS10mg/L，故選用TS78型高效溶氣釋放器。第三章 參考文獻1 給水排水設(shè)計手冊編寫組編.給排水設(shè)計手冊（第三冊）,北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002；2 鄭銘 環(huán)保設(shè)備-原理設(shè)計應(yīng)用 第二版 化學(xué)工業(yè)出版社,2006；3 三廢處理工程技術(shù)（廢水卷）,化學(xué)工業(yè)出版社, 2001；4 羅輝.環(huán)保設(shè)備設(shè)計與應(yīng)用高等教育出版社, 1997；5 高廷耀./顧國維.周琪.水污染控制工程（下冊），高等教育出版社，2007。第四章 設(shè)計心得體會通過這次對氣浮設(shè)備的設(shè)計，讓我不僅將所學(xué)的知識應(yīng)用到實際中來，而且也是對所學(xué)知識的一種鞏固和提升。經(jīng)過一個星期的努力,我終于將環(huán)保設(shè)備設(shè)計與應(yīng)用的課程設(shè)計做完了。在這個過程中,我遇到了許多困難,但在不斷地努力下，我順利的完成了設(shè)計。從確定設(shè)計方案，計算書編寫，附屬設(shè)備的選型設(shè)計，到氣浮系統(tǒng)圖和氣浮設(shè)備結(jié)構(gòu)詳圖的繪制，這次設(shè)計不僅僅讓我掌握了氣浮設(shè)備的設(shè)計步驟與方法;也使我對制圖有了更進一步的掌握，動手能力、觀察能力、綜合分析和處理問題的能力都有所提升?？傊@次的課程設(shè)計讓我受益非淺。在這一個星期里，在做課設(shè)的同時我認識到學(xué)