加压溶气气浮改造方案.docx

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1、茂名化含油废水射流气浮处理改造案2012年10月12号到茂化练油厂和乙烯厂现场观察。两处 地使 用的都是九十年代生产的气浮设备，该设备采用的是处理后 污水部分回 流进溶气罐，用循环泵从溶气罐下部抽水打入溶气罐上部，在溶气罐的 水泵的出水管上安装有射流器，射流器的吸进气管从溶气罐接至罐外， 水泵启动后，空气从罐外的进气管吸入罐后在压力状态中溶解在水中， 停留数分钟后再通过释放器在气 浮池中释放。因为射流气浮对回流水进水压力、射流循环泵和射流器的要求很 高，三者之间的压力差一定要在一个很小的围平衡，当这一平衡得不 到满足时，气浮设备便不能正常运行。多年的运行实践证明，这种气 浮存在着管理难，能耗高

2、，气泡直径大，气泡密度小等多缺点。据现场 观察，茂化的工人师傅们已想了很多办法对 之改造，如乙烯厂的气浮 已被改造成外加压缩空气，再用插入液封管的法封闭气水保持气水界 面，但是效果都不是很理想。溶气气浮法有加压溶气气浮法和真空溶气气浮法两种。加压溶气 气浮法是将空气在压力下送入水中，然后在常压下析出；真 空溶气气 浮是将空气在压力或常压下送入，然后在压力或常压下送入，然后再在 负压条件下析出。（一）加压溶气气浮工艺流程与溶气式1.加压溶气气浮工艺流程加压溶气气浮根据加压空气与水的混合式不 同分为全溶气加压气浮、部分溶气加压气浮、回流溶气加压气浮3种流 程。（1）全溶气加压气浮全溶气式是对全部废

3、水进行溶气，如图7-3所示。与其他两流程相比，全溶气式电耗高，但因不另加溶气 水，所以其气浮池容积小。（2）部分溶气加压气浮部分溶气加压式是只对部分废水进行溶气，然后溶气的废水与未溶气的废水混合后进入气浮池，如 图7- 4所示。由于用于加压溶气的水量仅占总水量的15%40%。故溶气罐的容积较小。在电耗相同时，溶气压力可提高，因而形 成压力下提供空气量较少，因此，若想提供同样的空气量，必须加大溶 气罐的压力。（3） 回流溶气加压气浮回流溶气式是将气浮池的部分出水（总水量15%40%）回流加压溶气后与进水混合进入气浮池，如图 7-5所示。回流溶气气浮与部分溶气气浮一样具有溶气罐容积小、气泡 分散度

4、高且比较均匀的优点，但气浮池容积比较大。2.溶气式溶气式可分为水泵吸水管吸气溶气式、水泵压水管射流溶气式和 水泵-空压机溶气式。水泵吸水管吸气可分为两种溶气形式。（1）一种是利用水泵吸水管的负压作用，在吸水管上开一小，空气经气量调节和计量设备被吸入，并在 水泵叶轮高速搅动形成水汽混合体后送入溶气 罐，如图（a）所 示。（2）另一种是在水泵压水管上接一支管，支管上安装一射流器，支管 中的压力水通过射流器时把空气吸入并送入吸水管，再进水泵送入溶气 罐，如图（b）所示。水泵吸水管吸气溶气式设备简单，不需空压机， 没空压机带来的噪声，当吸气量控制适当（一般为饱和溶解量的70%左 右）以及压力不太 高时

5、，尽管水泵压力降低约10%15%，运行上 稳定 可靠。当吸气量过大，超过水泵流量的7%8% （体积比）时，会造成 水泵工作不正常并产生振动，同时水泵压力下降约25%30%，长期运 行会发生水泵气蚀。（3）水泵压水管射流溶气式主要是利用在水泵压水管上安装的射流器抽吸空气，如图7-7所示。缺点是射流器本身能量损失大，一般约 30%，当所需溶气水压力为0.3MPa时，水泵出口处压力约为0.5MPa。因为 大气压为一定值，当需进一步增大溶气水压力时，溶气罐外压力差增大，当超过 0.35 MPa时，射 流器的吸气效率会直线下降甚至完全不能工作。（4）水泵-空压机溶气式 溶解的空气由空压机泵入供给，如图7

6、-8所 示.压力水可以分别进入溶气罐，也有将压缩空气管接在水泵压水管上一起进入溶 气罐（为防止因操作不当是压缩空气或压力水倒流入水泵或空压机，目前常采 用自上而下的同流进入溶气罐）。由于在一定压力下需空气量较少，空压机的功 率较小，能耗较前两种式少。但该法的缺点是，除产生噪声与油污染夕卜，操作 也较复杂，特别是要控制好水泵与空压机的压力，并使其达到平衡状态。为了克服水泵压水管射流溶气式能耗高的缺点，开发出了自动液位平衡控 制无油空压机加压溶气式，如图B所示。它采用了降低罐水位，分散水流，增 加水的流程，增大水气接触时面积和时间，保持低液位平衡。这一法是利用的是气体压缩的原理进行自动控制，我们使

7、从 上部进入罐的 空气压力高于回流水泵的压力0.010MPa至0.02MPa，刚开始工作时，溶气罐 充满空气，回流水慢慢进入溶 气罐，调节出水阀使出水量小于进水量，罐水位升 高，空气被压缩，并逐渐溶入水中。当溶气罐水位升高到我们设定的最高液位 时水位控制开关发出信号，启动空气压缩机向罐打入空气。因为我们已设定进 气的压力高于回流水进水在压力，所以罐的水气压力会升高，出水流的出水流 量略为增加，压力长高后，溶气量也会增加。因为压缩空气进入，这时溶气罐压 力逐渐上升，出水流量略增。随着空气的不断吸入和出水量的增加，罐中水位 不断下降，当降到某一指定水位时，水位自动控制装置指令循环水泵停止工 作。如

8、此循环往复。3.加压溶气气浮主要设备加压溶气气浮系统的主要设备有空气溶解设备、空气释放设备和气浮池 寺。(二) 、空气溶解设备空气溶解设备主要包括加压水泵、空气压缩机、溶 气罐，液位控制器。(1) 加压泵 加压水泵的作用是供给一定压力的水量。水泵 的压力应根据 溶气罐的溶气压力确定，具体就是溶气罐的溶气压力加上相应的水头损失。水 泵的压力不宜过高，过高会使溶气过多，经减压后释放出的气泡过多，气泡合 并，对气浮不利；压力过低，为保证所需的溶气量，就需增加溶气水量，相应也 需要加 大气浮池的容积。加压水泵及空气压缩机的压力要相互匹配，为 防止 压力水与压缩空气因压力不匹配而倒流，目前常采用自上而

9、下的通向流进入溶 气罐。（2）空气压缩机空气压缩机是压力溶气气浮的关键设备，要求出气速度 快，出气压力高，运行噪音低，少维护，停机和启动的压力差值小于 0.002MPa。根据V=KtP公式计算，空压机产气量为30L/M，最高压力为0.8 MPa。（3）溶气罐 溶气罐的作用是实现水和空气的接触，加速 空气的溶解。压 力溶气罐形式较多，宜采用能耗低、溶气效率高的喷淋式填料罐。溶气罐中的 填料有多种类型，其中阶梯环的溶气效率最高，可达90%以上。从罐体顶部 进水、进气是工程中最常用的式，这种式能够最大限度地避免压力水倒流入空 压机以及排出的溶气水中带有较大气泡。（4） 液位控制装置液位控制装置也是泵

10、送空气溶气气浮的关键设备，要求防爆，户外安装，上下限位控制间距小，特别是稳定可靠，抗 油污染和铁锈污染。（三）、溶气水的减压释放装置减压释放装置的作用是将溶气罐的溶气水 减压，迅速使溶于 水中的空气以微气泡形式释放出来，从而达到气浮的目的。 目前 生产中采用的减压释放装置有减压阀和释放器，其中释放器使用 较多。（四）、气浮池 包括混合反应池，浮选池，出渣槽，刮渣机，出 水节流阀等（五）加压溶气气浮系统设计与计算1.设计空气量根据亨利定律，溶入水中的空气量为：(7-9)式中V溶入水中的空气量，L/m 3水;P溶气罐中绝对压力，Pav=ktpKt溶解常数，不同温度条件下Kt值如表7-1所示。设计空

11、气量应考虑为溶气量的125倍供给，以留有余地。通常，空气的实际用量为处理水量的1%5% （按体积计）。2.溶气罐表7-1不同温度条件下的Kt值温度厂C1020304050Kt0.0380.0.0.0.0180.016溶气罐总高度一般为23m ,直径与高度的比值为1 ： 24）（1）溶气罐容积计算(7-10)式中W溶气罐容积，m3;Qr进溶气罐的废水流量，m3/h ;T水在溶气罐停留（溶气）时间，min，一般取35min(2)进溶气罐的废水流量的确定Css(7-11)式中Qr溶气罐加压的废水流量，m3/d ；空气密度，g/L，参见表7-2 ；当压力为10Pa时空气在水中的饱和溶解量，mg/L,参

12、见表7-2；f溶气效率，一般为50 80% ;C原水中悬浮物浓度，kg/m 3；P溶气绝对压力，105Pa；A/S气固比，即减压释放后溶解的空气量(kg/d )与原水带入的悬浮固体总量(kg/d )的比值表7-2空气在水中的溶解度与溶解常熟温空气密度溶解度/空气温空气密度溶解度/空气度Pa/(mg/L)(mg/L)在水度Pa/(mg/L)(mg/L)在水厂C中的/ C中的溶解溶解常数常数0125229.20.03830112715.70.10120622.80.40109214.20.01820116418.70.A/S值与出水水质、分离效果、设备等有关，可以通过实验确定，也可以按经验 确定，

13、一般为0.0050.006。六.平流式气浮池(1)气浮池表面积(6-1)式中A气浮池表面积，m3；Q 进入气浮池的流量，m3/h；G 表面水力负荷，m3/ ( m2 h),处理含油废水气浮池的表面水力 负荷一般为47 m3/ (m2 h),造纸、纸浆废水气浮池一般为 3 8 m3/ ( m2 h)。(2)气浮池有效容积W=Ah(62)或 W=60Q t(63)式中w 气浮池有效容积，m3,进行混凝气浮时气浮池前端应增设废水反应室，容积按废水停留时间为10min计算；h工作水深，m，一般取1.52.0m ；A，Q 符号意义同前。(64)其他各部分尺寸池宽(单格)宜为6m左右，深宽比不小于03，长

14、宽比建议取(1.5:1) ( 1:1)(七)、最后总结综上所述，把射流吸气加压溶气罐改造成空压机加气溶气罐，配上经过精心设计的液位控制器，是最好的改造案。用该案改造气 浮设备，成功率为百分之百。根据多地，多年，多种废水处理的运行经验，保证改造后能长期无故障运行。（八）、材料清单（附两种式流程图）材料表序号名称型号单位数量1溶气罐(1000*2800)mm套1A3钢防腐2防爆开关M30-EX13套2液位开关3安全栅T38011-EX只2电子件4液位计65*80MM根1金属玻璃5安全阀15mm只26压力表Y150只27缓冲管DN15根28接DN15只29弯头DN80只210螺丝M12*35只151

15、1防爆柜JYZK-08只1DIICT412无油空压机JS-7580台113不锈钢环形填料$ 12只1000不锈钢14转子流量计DN80说明:溶气罐内水位升高至液位仪上开 关接通，空压机电源接通.空压机 启动后，溶气罐内压力增高，迫 使溶气罐内水位降低，使深气罐 下沙技仅开关接通，空压机电源 浙汗直即.荣别.吏压机的工作压力开美诚定应高 于水釜的最高压力0.01 MPA世、i!rf:神1?翎说明：溶气罐内水位升高至液位仪上开 关接通，空压机电源接通空压机 启动后，溶气罐内压力增高，迫 使溶气罐内水位降低，使深气罐 下液位仪开关接通，空压机电源 断开自动关闭.空压机的工作压力开关设定应高 于水泵的

16、最高压力0.01 MPA以 上，T 4医士七一空E号虎气第气糕管婕程示毋.:1.* fit1J : !1 itDN13J03-01（九）、制造和验收的主要标准序号规名称标准号1水处理设备制造技术条件TB2932-992钢制压力容器GB150-983钢制焊接常压容器技术条件JB2880-814不锈钢热扎钢板GB/T4237-925水处理设备油漆，包装技术条件ZBJ98003-976工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规HGJ229-917法兰标准SH/T3406-96（十）、所供设备的总规6.1设备的进、出口法兰位、外型尺寸，经双确认后开工生产。6.2溶气罐包括塔体、封头、件、支座、人、窥视镜、各

17、接口法兰等。6.3溶气罐部管部件，发货前在塔安装固定好。6.4设备的使用寿命为15年以上。6.5溶气罐设有安装或维修时便于起吊或搬运的措施，如吊耳、环形螺栓 等装 在所有的重型部件上。6.6所有的材料符合有关规，并是新的和优质的。6.7在设备制造过程中实施格质量管理，包括必要的处理、检验和试验。6.8在技术规书中提到的均属乙的供货围。从技术角度出发，均满足技术要求 的供货围。6.9对设备的审核、验收并不取代乙对各供货设备应该承担的责任。6.10乙随设备提供指导安装服务、运行操作和检维修的培训服务。6.11乙制造的设备以生产工艺和质量著称，乙对所制造产品的可靠性、可用率 和性能保证负责，甲的批准

18、并不解除乙在这些面的责任。（十一）、质量保证和现场服务10.1乙做好售前服务工作，推荐部件、设备产品应该是产品成熟、技术先进，具有制造经验的复制品，而不是试制品，并提供售前服务的资料完整性和及时性。10.2乙必须格按照交付进度提供技术资料和设备。10.3乙提供的产品应有质量保证的各项文件，文件应具有完整性和可靠性。10.4乙应及时提供甲所需要的技术图纸资料:1 产品使用维护说明1份/台2 产品检测报告1份/台3 设备总装图1份/台4 产品合格证（包括外购件合格证）1份/台5、电气原理图（包括控制说明）1份/台10.5乙应选派有经验技术人员做好售后服务工作，包括工程设计配合，施工安装 监督，发现问题应及时处理，指导设备调试和必要的培训工作等。10.6设备的质保期为设备投入运行168小时后1年，保证期设备出现质量问题， 乙免费为甲及时修理或更换。乙在接到书面通知后，24小时之给予书面答复，专业技 术人员48小时之抵达现场解决问题。（十二）、包装和运输8.1设备包装应适合于运输，装件均应用包装箱包装，并应标上相应的符号后 可发 运。设备运输应符合安全要求，以免在运输过程中变形和损坏。8.2所有管接头、法兰、螺栓等零部件都应有保护装置和措施，以防止在运输过程 中和保管期间发生损坏、腐蚀，防止杂物等进入零部件。