加压溶气气浮改造方案.docx

茂名石化含油废水射流气浮处理改造方案2012 年 10 月 12 号到茂石化练油厂和乙烯厂现场观察两 处地方 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，在溶气罐内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内接至罐外， 水泵启动后，空气从罐外的进 气管吸入罐内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范围内平衡， 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，气泡直径大，气泡 密度小等许多 缺点据现场观察，茂石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 用插入液封管的方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方式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方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 全溶气方式是对全部废水进行溶气， 如图 7-3 所示与其他两流程相比，全溶气方式电耗高，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 部分溶气加压方式是只对部分废水 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 74 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 回流溶气方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 分散度高且比较均匀的优点，但气浮池容积比较大2.溶气方式溶气方式可分为水泵吸水管吸气溶气方式、水泵压水管射流 溶气方 式和水泵-空压机溶气方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内的负压作用，在吸水管上 开一小孔，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方式设备简单，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，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方式 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 罐内外压力差增大，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-空压机溶气方式 溶解的空气由空压机泵入供给， 如图7-8 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 耗较前两种方式少但该法的缺点是，除产生噪声与油污 染外，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方式能耗高的缺点， 开发出了 自动液位平衡控制无油空压机加压溶气方式， 如图 B 所示它采 用了降低罐内水位，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方法是利用的是气体压缩的原理进行自动控制， 我们使 从上部进入罐内的空气压力高于回流水泵的压力 O.OIOMPa 至0.02MPa，刚开始工作时，溶气罐内充满空气，回流水慢慢进入溶气罐，调节出水阀使出水量小于进水量，罐内水位升高，空气 被压缩，并逐渐溶入水中当溶气罐内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内打入空 气因为我们已设定进 气的压力高于回流水进水在压力， 所以罐内的水气压力会升高，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，这时溶气罐内压力逐渐上 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等二）、空气溶解设备 空气溶解设备主要包括加压水泵、 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 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 气效率最咼,可达 90%以上从罐体顶部进水、进气是工程中最 常用的方式,这种方式能 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三八 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 较多四八 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：V=KTP（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,PaKt――溶解常数，不同温度条件下 Kt值如表7-1所示设计空气量应考虑为溶气量的 1.25 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 0/ C 4010502030Kt 0.038 0.029 0.024 0.0210.018 0.016溶气罐总高度一般为2〜3m,直径与高度的比值为1 ： (2〜 4)1 )溶气罐容积计算W(7-10)式中W——溶气罐容积，m3 ;Qr 进溶气罐的废水流量，m 3h ;T 水在溶气罐内停留(溶气)时间，min,—般取35min (2)进溶气罐的废水流量的确定 Cs(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彳曰 温空气密度溶解度/空气度Pa/(mg/L)(mg/L)在水/ C中的溶解常数0125229.20.03810120622.80.02920116418.70.024彳曰 温空气密度溶解度/空气度Pa/(mg/L)(mg/L)在水/ C中的溶解常数30112715.70.02140109214.20.018A/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，一般为 0.005〜0.006。

六.平流式气浮池（1 ）气浮池表面积G(6-1)式中 A ——气浮池表面积， m3 ;Q 进入气浮池的流量， m印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4〜7 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(6 - 2)或 W=60Q t(6 - 3)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 10mi n 计算；h——工作水深，m,—般取1.5〜2.0m ；A , Q—符号意义同前6 - 4 )其他各部分尺寸池宽(单格)宜为 6m 左右，深宽比不小于 0.3，长宽比建议取(1.5:1 ) 〜(1:1 )(七八最后总结 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 上经过 ， 配精心设计的液位控制器， 是最好的改造方案用该方案改 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（附两种方式流程图）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内接DN15只29弯头DN80只210螺丝M12*35。