EDUR气液多相溶气泵在气浮装置中使用说明

EDUR气液多相溶气泵在气浮装置中使用说明

一、基本原理

空气在水中的最大溶解度主要取决于压力、水温和水质，压力越高、水温越低，则空气在水中的饱和溶解度越大。对气浮而言，希望得到尽可能多的溶解空气，即达到饱和状态，但要避免过饱和。

在气浮装置中采用EDUR气液多相泵作为溶气泵。气体在泵进口管道利用自身的真空直接吸入。EDUR气液多相泵特殊的叶轮结构，使得泵在建立压力的过程中产生气液两相充分的溶解并达到高压饱和。在减压释放时，溶解的气体以微气泡的形式逸出并弥散在气浮装置。通过这种方式产生的气泡直径可以小于30微米。

根据气体和液体的性质，及其温度压力的变化，气体在液体中的饱和溶解度各不相同。除了溶解空气以外，也可以溶解氯气、二氧化碳等。EDUR气液多相泵的最大含气量可以达到30％。

泵的性能在流量变化和气量波动时十分稳定，为泵的调节和气浮工艺的控制提供了良好的操作条件。

传统气浮装置通过溶气罐静压溶气，必须配有一系列相关设备，如空压机、溶气罐、水泵、控制系统、释放器、阀等。由于不能做到气体在水中的饱和溶解，减压释放后容易产生大气泡，影响气浮处理效果。采用气液多相泵溶气，不但可省去其中的多数设备，降低投资和运行费用，而且由于气泡细微、弥散均匀，气浮处理效果得到大幅度改善。

与射流泵溶气系统管道溶气相比，EDUR多相流泵的溶气是在泵的多级升压过程中完成的，气体溶解度容易控制，溶解效果更理想。采用EDUR多相流泵的气浮处理效率远远优于射流泵溶气系统。

二、EDUR泵的性能参数

为了最多地俘获悬浮物，气浮中的气泡应尽可能小，并分布均匀。EDUR多相泵能产生小于30微米的气泡，达到了最理想的效果。下图为减压后的气泡大小和饱和压力的关系（介质：空气和水，温度20 ºC）。

EDUR泵的选用原则如下：

1、流量可根据工艺要求确定溶气

水流量，一般可按气浮处理水量

的25%-35%考虑。

2、压力参照右图。介质减压后的

气泡大小和饱和压力的关系图。为保

证释放气泡直径≤30 μm，一般所选

压力≥4.0bar（表压），具体视工艺设

计而定。

3.气液比气（空气）在水中的饱和溶解度取决于水的温度和压力，在不同温度和压力条件下的气（空气）在水中的饱和溶解度可以从介质的物性参数图表中得出。下图为空气在水中的饱和溶解度。在得出水的饱和溶解度后，取泵的气液比与水的饱和溶解度相同或相近。一般情况下（溶气水压力5bar，水温20ºC）取气液比为：10%。

下图为型号为LBU603E162L的EDUR多相流泵的特性曲线。图中各曲线为不同气液比下泵的性能。

三、用多相流泵的气浮装置溶气系统结构布置

1、溶气系统结构及作用

如EDUR多相流泵溶气系统结构示意图所示，部分经气浮装置处理后的清水回流至多相流泵产生溶气水。溶气泵产生的溶气水的流量和压力可以通过序号2，11两个截止阀来进行调节。由序号1玻璃管流量计，可读出回流水的流量；序号8压力表，指示溶气水的压力，溶气水的压力一般调节到≥4.5 bar，以保证溶气水中的气泡直径≤30微米。

运行时，通过调节序号2截止阀，使序号3真空表显示溶气泵进口真空度为－0.01Mpa～－0.02 Mpa。由于泵入口真空的存在使空气自动吸入泵前管道，与水一起进入泵内。

调节序号5截止阀，可控制泵的空气吸入量。在常规气浮装置中（水温200C，溶气水压力4.5bar 条件下，空气饱和溶解度为10%）控制气液比为10%（气液比为=吸入空气量/泵吸入的回水水量）。吸气管的高度h可略高于气浮池液面，这样当溶气泵停车时，气浮池内的污水不会从空气管反流溢出。

序号7 为稳压管，其直径和长度根据泵的溶气水量及现场结构位置确定，应使溶气水从泵出口流至序号11截止阀处的滞留时间约为1分钟，目的是使泵出口后的流动状态进一步稳定。稳定管上的序号8角阀，用于排气（当泵前吸入空气量大于饱和溶解度时）和采集溶气样水。

序号9止回阀，在停车时溶气水管与清水区的泵进水管如存在位差情况下，阻止污水从污水区流入清水区。

四、多相流泵选择和溶气系统结构布置举例

多相流泵选择

某气浮装置处理水量200 m3/h，水温20 0C。工艺设计确定回流溶气水水量为处理水量的27%，即选设计点54 m3/h。

多相流泵的参数确定如下：

1）为确保释放的气泡直径≤30μm，泵的出口压力应≥4bar（表压），选设计点5bar（表压）。

2）查水温20 0C、压力5 bar条件下，空气饱和溶解度为11%。选设计点气液比11%。

3）考虑泵操作点的可调节性，选择泵的流量调节范围54±10% m3/h。

4）根据要求流量、压力，确定泵的型号：LBU603E162L。

5）根据该型号泵的性能曲线，可在如下范围满足气浮运行要求：

流量Q=50～60 m3/h

压力P=4～7 bar

气液比=7.5～13%

泵的连接尺寸：

进口法兰 DN80

出口法兰 DN65

电机功率： 18.5 kw

溶气系统结构布置

如EDUR多相流泵溶气系统结构示意图所示，

1）根据多相流泵进口法兰DN80，选择泵进水管为DN80。

2）选择序号1流量计为玻璃管水流量计，量程为0～80m3/h。

3）选择序号2和序号11，分别为DN80和DN60调节阀。

4）选择序号3为真空表，量程0～-0.1Mpa。序号10 压力表，量程0～1Mpa。

5）选择泵前吸气管为DN8或DN10管，序号4为玻璃管气流量计，量程0～10 m3/h （根据所选择的气液比，实际工作最大气量=最大水量×气液比=60m3/h×11%=6.6m3/h）

序号5为DN8或DN10角阀。

6）序号7稳定管，其作用使溶气水从泵出口流至序号11截止阀处的时间约为1分钟。