竖流式气浮池课设

精品文档 1欢迎下载 环保设备设计与应用环保设备设计与应用 加压溶气气浮设备课程设计 学 院 环境与化学工程学院 专业班级 环境工程 01 班 姓 名 张 浩 学 号 41304040110 指导老师 王理明 精品文档 2欢迎下载 目录目录 第一章设计任务书 1 1 1 设计题目 1 1 2 设计资料 1 1 3 设计内容 1 1 4 设计成果 1 第二章设计说明与计算书 2 2 1 设计原理及方案选择 2 2 1 1 设计原理 2 2 1 2 方案选择 3 2 2 设计工艺计算 4 2 2 1 供气量与空压机选型 4 2 2 2 溶气罐 5 2 2 3 气浮池 6 2 2 4 附属设备 7 第三章参考文献 9 第四章设计心得 9 精品文档 11欢迎下载 第一章第一章设计任务书设计任务书 1 1 设计题目 加压溶气气浮设备的设计 竖流式 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 520m3 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 气浮系统平面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 精品文档 22欢迎下载 第二章第二章 设计说明与计算书设计说明与计算书 2 12 1 设计原理及方案选择设计原理及方案选择 2 1 12 1 1 设计原理设计原理 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 精品文档 33欢迎下载 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 精品文档 44欢迎下载 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 22 1 2 方案选择方案选择 本设计采用竖流式气浮池 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 22 2 设计工艺计算设计工艺计算 2 2 12 2 1 供气量与空压机选型供气量与空压机选型 1 设计流量 Q Q设 24 520 24 21 7m h 2 加压溶气水量 Qp Q R h m34 4 2 0 7 21 3 式中 Qp 加压溶气水量 m h R 实验条件下的回流比 3 气浮所需空气量 hL aQpQg c 32 208 2 14034 4 精品文档 55欢迎下载 式中 Qg 气浮所需空气量 L h 实验条件下的释气量 L m c a 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 4 空压机额定气量 100060 Qg gQ 60000 32 208 4 1 min m0049 0 3 式中 安全与空压机效率系数 一般取 1 2 1 5 本设计取 1 4 故选用 Z 0 025 6 型空气压缩机 2 2 22 2 2 溶气罐溶气罐 1 溶气罐直径 内径 I Qp Dd 4 m19 0 15014 3 34 4 4 式中 溶气罐内径 m d D I 过流密度 m m2 h 填料罐 I 一般取 100 200m m2 h 这里取填料罐 I 150m m2 h 2 溶气罐高度 43212HHHHH 式中 罐顶 底封头高 m 目前多采用以内径为公称直径的 1 H 椭圆形封头 按 JB1154 73 规定 封头高度与公称直径的关系 211 hhH 式中 h1 曲面高度 h2 直边高度 壁厚 精品文档 66欢迎下载 由 0 19 m d D 查表取 h1 125 h2 25 8mmmm mm 则mmH1588251251 H2 布水区高度 一般取 0 2 0 3m 取 0 25 3 Hm H3 贮水区高度 一般取 1 2 1 4m 取 1 2 4 Hm H4 填料层高度 当采用阶梯环时 可取 1 0 1 3m 本次取 H4 1 1m 则43212HHHHH 1 12 125 0 158 0 2 2 866m 符合高径比应大于 2 5 4 1 15 19 0 866 2 Dd H 故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 2 型溶气罐 采 用阶梯环填料 2 2 32 2 3 气浮池气浮池 气浮池用挡板分为接触室和分离室 1 接触区 接触区直径dcdc 2 3 72 0 10103600 2 01 7 21 1 m v RQ Ac c m Ac dc96 0 72 0 44 Vc 水流平均速度 取 10mm s 接触池容积VcVc 3 868 0 602 2 01 7 21 1 m TRQVc c 精品文档 77欢迎下载 Tc 分离室内停留时间 Tc 5 min 接触区高度 m Ac Vc Hc2 1 72 0 868 0 2 分离区 分离区直径 ds 3 3 62 3 1023600 2 01 7 21 1 m v RQ As s Vs 分离区的水流速度 取 2mm s m As ds2 2 62 3 44 分离区容积 Vs 3 51 6 6015 2 01 7 21 1 m TsRQVs 分离区高度 Hs m As Vs Hs8 1 62 3 51 6 3 气浮池直径 D m AsAc D4 2 62 3 72 0 4 4 4 气浮池容积 W 3 8 7 8 1 62 3 72 0 m HsAsAcW 5 气浮池总高 H H h1 h2 h3 0 4 1 8 0 3 2 5m 保护高度 取 0 3 0 4m 本设计中取 0 4m 1 h 1 h 有效水深 取 2 5m 2 h 精品文档 88欢迎下载 池底安装出水管所需高度 取 0 3 3 h 图 1 气浮池计算草图 2 2 42 2 4 附属设备附属设备 1 刮渣机选型 气浮池直径为2 4m 气浮池壁厚度取400mm 则刮渣机跨度应为1 2 0 4 1 6m 此设计为圆柱形气浮池 所以采用TQ 2行星式刮渣机刮渣 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 u 1 2 4 520 4 34 24 1 5 86400 1 2 117mm 取进水管径为 200mm 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 集水管中心线局池底 200mm 相邻两管中心距为 0 5m 沿池径方向排列 取 6 根3 5 5 0 65 2 5 0 2 L n 核算中心距 m44 0 6 65 2 精品文档 99欢迎下载 气浮池集水管根数取 6 根 这每个集水管的集水量 q0 Qmax q 6 520 104 2 86400 6 0 0012m3 s 集水孔孔口流速 取25 0 96 0 h smgh 13 2 5 08 9296 02 0 每个集水管的孔口总面积 取63 0 W q0 v0 0 0012 0 63 2 13 0 0009m2 单个孔眼面积 取 d0 18mm 0 018m 2422 00 1054 2 018 0 44 mdw 则每根集水管的孔眼数 n0 w w0 0 0009 2 54 10 4 3 5 取 4 个 由于孔眼沿管长开两排 两排孔的中心线呈夹角 45 集水管的有效长度 L 2 62m 则孔距 l0 L n0 2 1 2 62 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 型高 效溶气释放器 第三章第三章参考文献参考文献 1 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 2 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 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 精品文档 1010欢迎下载 第四章第四章设计心得体会设计心得体会 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 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 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