气浮法工艺原理及参数设计

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水处理气浮工艺分类及参数设计

处理方法	按产气方式分类	馈线卡 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。

一．气浮法分类及原理

       

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/l	pH=6.5~8.5含油量<100mg/l
3	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 怎样自制橡皮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/l
4	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
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10~20min
5	释放器	前管道流速<1m/s  出流口流速0.4~0.5m/s   工作直径3~110cm
6	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/m2h
7	气泡粒径	30~100μm		30~100μm
8	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1.5~2m
9	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≮粘尘滚轮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

三．气浮法设计计算

高压水冲深度时空

序号	项  目	计算公式	符号说明
1	药剂耗量	G=MQ·10-3	G—每小时药剂（工业品）耗量，kg/h M—投药量（根据筛选试验确定或按经验数据选用）,mg/l Q—处理废水量,m3/h
2	药液量	G1=G／c	G1—药液量，即每小时投加药剂溶液量,kg/h G—每小时药剂耗量，kg/h c—药液重量百分浓度
3	电工工具包药剂溶解池容积（一般药剂溶解池≥2间）	W=8KG1·10-3	8—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=1.1~1.15 G1—每小时投加药液量,kg/h W—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/60	W—溶气罐有效容积,m3 q—单个溶气罐进水量，m3/h t—溶气罐停留时间，一般为1~3min
5	溶气罐直径	D=（4W/πH）0.5	D—溶气罐直径,m W—溶气罐有效容积,m3 π—圆周率 H—溶气罐圆柱部分高度，m一般H≧2m
6	理论溶解空气量	c=736KTP	c—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）=736KTp	c1—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/1000η	q1—溶气罐所需空气量，m3/h c1—理论需要溶气量，ml/L水 η—溶气效率，一般为0.6~0.9 q—溶气罐进水量，m3/h
9	供风量	q2=2n q1	q1—每个溶气罐所需空气量，m3/h n—溶气罐个数 q2—供风量，即供给的空气量，m3/h 2—富裕系数
10	风压，为保证风压稳定，一般采用自备空压机供风	p2=p+p阻	p2—供风风压，MPa p—溶气罐表压，一般为0.35~0.55MPa p阻—空气管道总阻力,MPa
11	反应室容积	W=QT1/60	W—反应室有效容积,m3 Q—处理水量，m3/h T1—反应室停留时间，一般为3~10min
12	分离池容积	W=Q2T2/60	W—分离池有效容积，m3 Q2—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+Q1 Q—处理水量，m3/h Q1—回流溶气的废水量，m3/h     一般Q1=（0.3~0.5）Q T2—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=40min
13	分离池有效长度	L=W/nBH	L—分离池有效长度，m W—分离池有效容积，m3 n—分离池间数n≥2 B—分离池单间池宽,m    一般B=4.5m H—分离池有效水深,m   H=1.5~2.5m常取2m
14	出水堰堰上水头	h0=[ (Q2/1.86B)2]1/3	h0—堰上水头，m Q2—分离池进水量/间,m3/s B—分离池每间池宽，m
15	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
0	0.0377	27.75
10	0.0295	21.71
20	0.0243	17.88
30	0.0206	15.16
40	0.0179	13.17
50	0.0145	11.70

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=6

02×400×425mm

●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

本文发布于:2023-06-22 18:27:30，感谢您对本站的认可！

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