2024-06-05

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溶气气浮池的设计说明

加压溶气气浮设计说明---台州市璟航环保科技有限公司

气浮工艺按照气泡产生的方式,一般分为电解气浮法、散气气浮法和溶气气浮法三类。其中溶气气浮法中根据气泡析出时所受的压力,又可以分为溶气真空气浮和加压溶气气浮。

我们今天至着重介绍一下目前应用最为广泛的加压溶气气浮工艺,其它的类型有机会再介绍。
工艺组成
加压溶气气浮再运行的过程中,先在加压的条件下让空气溶于水中,再将压力降低至常压,使过饱和的空气以微小气泡的形式释放出来。
溶气气浮工艺组成
加压溶气气浮主要由空气释放设备、压力溶气系统以及气浮池组成。
部分处理后的回流水被加压泵送入压力溶气罐,空压机将空气也送入压力溶气罐,使空气充分溶于水中。压力溶气水经释放器进入气浮池,并与原水混合,溶于水中的过饱和空气从水中逸出,形成许多微小气泡,从而产生气浮作用。
溶气气浮进水流向
累积在气浮池表面的浮渣,由刮渣机刮到浮渣槽中排出池外,处理水从气浮池的中下部排出。
作为水和废水处理中应用最为广泛的气浮工艺,加压溶气气浮工艺可以使空气在水中有比较大的溶解度,能够提供足够多的且粒径比较小(20~100μm)的均匀气泡,而且设备整体的流程比较简单。
基本流程
加压溶气气浮有全溶气流程、部分溶气流程和回流加压溶气流程,共三种基本流程。
气浮机全溶气流程
全溶气流程中,全部的原水被送入加压溶气罐,然后再经减压释放装置进入气浮池,释放出微小气泡,产生气浮作用。由于全溶气流程没有回流水,所以气浮池容积会比较小,但是因为需要对全部原水进行加压,耗电量会比较高。
部分溶气流程中,只需要将部分原水送入加压溶气罐,其余的原水直接进入气浮池。由于只有部分原水进入加压溶气罐,加压泵的水量和溶气罐的容积就变的比较小,就可以节省部分设备投资。
而且由于部分原水加压,与全溶气流程相比,耗电的问题也得到了一定程度的解决。但是由于溶气水的量减少了,只能通过增大溶气罐的压力来提高水的溶气量,对溶气罐的要求又提高了。
最后说一下回流加压溶气气浮流程,就是我们在文章开篇已经初步的介绍过了,是加压溶气气浮中应用最为广泛的工艺流程。适用于处理悬浮物浓度比较高的原水,可以避免原水直接进入加压溶气罐,导致堵塞。在气浮池的容积设计中由于回流水的影响,气浮池的容积较其它两种流程都要大。
主要设备组成
加压溶气气浮的三大组成部分我们开头的时候已经介绍过了。我们先来看一下压力溶气系统,主要由空气供给设备、加压水泵、压力溶气罐以及其他附属设备组成。
气浮机压力溶气系统
空气供给设备种类比较多,最为常用的还是空压机,通过空压机把空气直接加入到溶气罐中;
加压水泵的压力决定了空气在水中的溶解程度。原水经过加压泵进入到溶气罐中,与空气进行混合,使空气溶于水中,产生溶气水后再送往气浮池。
压力溶气罐的主要功能是使水与空气充分接触,促进空气在水中的溶解。为了加强水与空气的充分接触,发展出了多种类型的溶气罐,如下图所示:
容器罐分类
不同形式的溶气罐都是为了通过不断的更新液体和空气的接触面,来提高空气在水中的溶解量。
然后我们再看一下第二部分—空气释放设备。
释放设备的主要功能就是把溶气水中的空气以极细小的气泡释放出来。
空气释放设备
上图就是空气释放设备的一种。压力溶气水在通过释放器的过程中,水流反复地经过收缩、扩散和撞击,消耗了能量,使溶气水的压力降低,最后释放出比较均匀并细小的气泡。
然后是气浮池,是气浮体和水发生固液分离的地方。与沉淀池类似,根据水流方向的不同,气浮池也分为平流式和竖流式,其中平流式是目前最为常用的一种形式。
气浮机固液分离系统
气浮池的浮渣一般是从上部排出的。
另外,如果原水中含有不易气浮且密度较大的悬浮物时,也可以采用气浮与沉淀联合处理的方式进行处理。
气浮机+斜管沉淀
原水经过混凝后,首先通过同向流斜板沉淀池,先将部分密度较大的杂质去除。然后再流入上部气浮池,与溶气水混合,通过气浮进一步去除水中较轻的杂质。通过气浮和沉淀工艺的组合,就可以去除水中易沉淀和不易沉淀的杂质了。
工艺计算
最后我们再介绍一下加压溶气气浮法的工艺计算。
对于加压溶气气浮,首先我们需要考虑的一个重要问题就是针对需要去除的悬浮固体量,到底需要加入多少空气,这个就涉及到气浮工艺中的一个最基本的参数,也就是气固比。
气固比(a)就是经减压释放的溶解空气的量(A)与原水中带入的悬浮固体总量(S)的比值,即a=A/S,通常我们用的是其两者质量的比值。
其中溶气量A计算公式如下:
气浮机溶气量计算
其中(fP-1)表示在压力为P时溶于水中的空气,减压到一个大气压条件时,从水中释放出的空气量。
原水中带入的悬浮固体总量S=QCS。
整理后可得:
气固比是影响气浮效果的重要工艺参数,影响到气浮出水水质和泥渣浓度,其数值除计算外,也可以通过实验来确定。下图就是三种水样在不同气固比下的实验结果,可以看出气固比越高,出水悬浮物固体浓度就越低,同时气浮浮渣的固体浓度就越高。

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