加压溶气气浮改造方案

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0.010MPa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、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=K T P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）、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：V=K T P （7-9）式中V——溶入水中的空气量，L/m³水；P——溶气罐中绝对压力，PaK T——溶解常数，不同温度条件下K T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K T值（2～4）。

溶气罐总高度一般为2～3m，直径与高度的比值为1：（1）溶气罐容积计算（7-10） W=QRT60式中W——溶气罐容积，m³；Q R——进溶气罐的废水流量，m³/h；T——水在溶气罐内停留（溶气）时间，min，一般取3～5min。

（2）进溶气罐的废水流量的确定C sQR=CQ(A/S)×1000PaCsf(P−1)（7-11）式中Q R——溶气罐加压的废水流量，m³/d；Pa——空气密度，g/L，参见表7-2；Cs——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/m³；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，一般为0.005～0.006。

六.平流式气浮池（1）气浮池表面积A=QG（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10min计算；h——工作水深，m，一般取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）、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（九）、制造和验收的主要标准（十）、所供设备的总规范6.1 设备的进、出口法兰方位、外型尺寸，经双方确认后开工生产。

6.2 溶气罐包括塔体、封头、内件、支座、人孔、窥视镜、各接口法兰等。

6.3 溶气罐内部管部件，发货前在塔内安装固定好。

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范，并是新的和优质的。

6.7 在设备制造过程中实施严格质量管理，包括必要的处理、检验和试验。

6.8 在技术规范书中提到的均属乙方的供货范围。

从技术角度出发，均满足技术要求的供货范围。

6.9 对设备的审核、验收并不取代乙方对各供货设备应该承担的责任。

6.10 乙方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 乙方制造的设备以生产工艺和质量著称，乙方对所制造产品的可靠性、可用率和性能保证负责，甲方的批准并不解除乙方在这些方面的责任。