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氣浮法分類及原理

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氣浮法設計參數

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氣浮法設計計算

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不同溫度下的KT值和736KT值

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例：2×75m3 / h氣浮池

氣浮池設置在絮凝池側旁，沉淀池上方。氣浮類型較多，有全部壓力溶氣氣浮、分散空氣氣浮、電解凝聚氣浮、內循環射流氣浮等，這里選擇適用于城鎮給水處理的部分回流壓力溶氣氣浮。

氣浮適用于含藻類及有機雜質、水溫較低、常年濁度低于100NTU的原水；它依靠微氣泡粘附絮粒，實現絮粒強制性上浮，達到固、液分離，由于氣泡的重度遠小于水，浮力很大，促使絮粒迅速上浮，提高固、液分離速度。氣浮依靠無數微氣泡去粘附絮粒，對絮粒的重度、大小要求不高，能減少絮凝時間，節約混凝劑量；帶氣絮粒與水的分離速度快，單位面積產水量高，池容及占地減少，造價降低；氣泡捕足絮粒的機率很高，跑礬花現象很少，有利于后級濾池延長沖洗周期，節約水耗；排渣方便，浮渣含水率低，耗水量小；池深淺，構造簡單，可隨時開、停，而不影響出水水質，管理方便。

●結構尺寸：

取回流比R=20%，氣浮池處理水量：Q3=（1＋R）Q2=1.2×75=90m3/h

接觸區底部上升段縱截面為矩形，上升流速10~20mm/s，取UJ1=18mm/s=64.8m/h

接觸區底部通水平面面積：FJ1=90/64.8=1.389≈1.4m2

接觸區寬與絮凝池相同，B=2m，接觸區底部平面池長方向尺寸：LJ1=1.4/2=0.7m

接觸區上端擴散段縱截面為倒直角梯形，出口流速5~10mm/s，取UJ2=7.5mm/s=27m/h

接觸區上端擴散出口通水平面面積：FJ2=90/27=3.333m2

接觸區寬與絮凝池相同，B=2m，接觸區上端擴散出口平面池長方向尺寸：

LJ2=3.333/2=1.6665≈1.7m

擴散段水平傾角α=35°，擴散段高：hK=（1.7－0.7）tan35°=0.7m

擴散段容積：VK=〔（1.7＋0.7）/2〕×0.7×2=1.68m3

接觸區停留時間需大于60s，取tJ=90s=1.5min，接觸區容積：VJ=90×1.5/60=2.25m3

接觸區底部上升段高：hD=（VJ－VK）/FJ1=（2.25－1.68）/1.4=0.4m

分離區清水下降流速1.5~2.5mm，取U3=2.5mm/s=9m/h

分離區平面面積：FF=Q3/U3=90/9=10m2

分離區平面池長方向尺寸：LF=10/2=5m（＜沉淀池長5.5m）

氣浮池長度方向尺寸：L=5.5m

取分離區液深hY=1.5m，分離區容積：VF=5.5×2×1.5=16.5m3

分離區清水下降時間：tF=hY/U3=1.5/9=0.167h=10min

取分離區安全超高hA=0.5m，氣浮池高HF=1.5＋0.5=2m

復核分離停留時間：tF′=VF /Q3=16.5/90=0.183h=11min，滿足停留10~15min的要求，并能滿足清水到達池底所需時間。

●溶氣泵：

溶氣水量即回流水量，QR=RQ3=0.2×75=15m3/h，溶氣壓力P≈0.45MPa

溶氣泵選用不銹鋼離心泵，數量3臺，2用1備；型號：DFHW50－200/2/5.5，流量：8.8~12.5~16.3m3/h，揚程：51~50~48.5m，電機功率：5.5Kw，外形尺寸：長×寬×高=602×400×425mm

●空壓機：

水中空氣溶解量與溫度和壓力有關，水溫20°C，壓力0.1MPa（1bar）時空氣在水中的飽和溶解度CK=0.0187L氣/L水，溶氣效率與溶氣罐結構、氣液傳質填料、溶氣壓力和時間有關。溶氣罐進水壓力（表壓）P=0.4MPa=4bar≈4Kg/cm2；水溫變化校正系數一般為1.1~1.3，取校正系數m=1.2；安全和空壓機效率系數一般為1.2~1.5，取效率系數k=1.5。

氣浮所需壓縮空氣量：QK2=mCKPQR=1.2×0.0187×4.5×15=1.515m3/h

空壓機額定排氣量：QP=kQK/60=1.5×1.515/60=0.038m3/min

選用無油空氣壓縮機，數量3臺，2用1備；型號：ZW0.05/7，排氣量：0.05m3/min，排氣壓力：0.7MPa，電機功率：0.75Kw，外形尺寸：長×寬×高=825×368×651mm。

●溶氣罐：

溶氣罐采用具有高效溶氣效率的噴淋填料式，數量2臺，碳鋼制作；溶氣接觸停留時間2~4min，取TR=2.5min，溶氣罐容積：VR=QRTR/60=15×2.5/60=0.625m3

填料式溶氣罐斷面負荷一般為1000~2000m3/（m2d），即40~80m3/（m2h），取q=75m3/（m2h）

溶氣罐直徑：DR=〔4×（15/75）/3.1416〕0.5=0.5m

溶氣罐有效高：h=0.625/（0.52×3.1416/4）=3.2m

氣液傳質填料選用溶氣效率較高的塑料階梯環，規格：φ25（米字內筋），尺寸：外徑×高×壁厚=25×17.5×1mm，裝填高1.3m，容積0.25m3。

溶氣罐內設置浮球液位傳感器，型號：UQK－02，數量2只，用于自動控制罐內最佳液位。溶氣水制備采用強制內循環措施，溶氣罐內達到高水位時，開始內循環，進氣電磁閥和設在溶氣罐循環管上的電磁閥同時開啟，在正壓作用下，設在溶氣泵吸水管上的止回閥立刻關閉，清水暫停吸入，溶氣罐內的溶氣水除繼續受溶氣泵循環加壓外，亦在水泵葉輪的高速攪拌作用下，使空氣能更充分地溶解到水中，沒有空氣溶解不足的缺點。溶氣罐內低水位時，進氣電磁閥和溶氣罐循環管上的電磁閥均關閉，溶氣泵仍繼續運行，這時吸水管路產生負壓，止回閥開啟，清水被吸入，此時依靠溶氣罐內填料，使水與罐內足量空氣長時間接觸，使空氣在水中的溶解仍很充分。正常水位時，進氣、吸水同時進行。整個過程自動運行。

●溶氣釋放器：

溶氣釋放器選用TV－Ⅲ型，其特點是圓盤徑向全方位釋放，與含絮粒水的接觸條件更佳，釋放器受堵時，接通壓縮空氣，下盤體向下移動，增大盤間水流通道，使堵塞物排出。其作用直徑80cm，溶氣水0.4MPa時單個釋放器出流量q1=5.9m3/h

釋放器個數：n′=QR/q1=15/5.9=2.54個

溶氣水0.3MPa時單個釋放器出流量q2=5.2m3/h

釋放器個數：n″=15/5.2=2.88個，取n=3個，N=6個

●刮渣機：

采用逆向刮渣，行車行走速度3~5m/min，數量2臺；減速機型號：BWD11－71－0.55鏈條、鏈輪傳動，電機功率：0.55Kw。

●其它：

扶梯、平臺、閥門、瞬時流量計、水表等

●各項性能參數略（相關數據見計算結果）。

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不同溫度下的KT值和736KT值