4.8混凝气浮池
4.8.1设计说明
在经过前面构筑物的生化处理的出水中投加混凝剂，经混凝反应后进入混凝气浮池分离，进一步降低有机物悬浮物的浓度，保证有良好的出水。

混凝气浮法分为加药反应和气浮两个部分，加药反应通过添加合适的混凝剂和絮凝剂以形成较大的絮体，再通入气浮分离设备后与大量密集的细气泡相互粘附，形成比重小于水的絮体，依靠浮力上浮到水面，从而完成固液分离。

整个混凝气浮的工艺流程为将配制好的混凝剂通过定量投加的方式加入到原水中，并通过一定方式实现水和药剂的快速均匀混合，然后进入气浮池进行固液分离，混凝气浮由混凝与气浮两个工艺组成。

（1）混凝工艺
向污水中投入某种化学药剂（常称之为混凝剂），使在水中难以沉淀的胶体状悬浮颗粒或乳状污染物失去稳定后，由于互相碰撞而聚集或聚合、搭接而形成较大的颗粒或絮状物，从而使污染物更易于自然下沉或上浮而被除去。

混凝剂可降低污水的浊度、色度，除去多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物和放射性物质[19]。

混凝剂的投加分为干投法和湿投法，本设计采用湿投法，相对于干投法，湿投法更容易与水充分混合，投量易于调节，且运行方便。

（2）气浮工艺
气浮过程中，细微气泡首先与水中的悬浮粒子相粘附，形成整体密度小于水的“气泡——颗粒”复合体，使悬浮粒子随气泡一起浮升到水面。

由于部分回流水加压气浮在工程实践中应用较多，并且节省能源、操作稳定、资源利用较充分，所以本次设计采用部分回流水加压气浮流程。

4.8.2设计参数
混凝气浮池进出水水质见表4-8-1：
表4-8-1 混凝气浮池进出水质表
SS 水质指标COD BOD
5
进水水质（mg/L）247 58.1 312.1
出水水质(mg/L) 123.5 29 68.7
去除率（%）50 50 78
①设计流量Q= 125m3/h = 0.035m3/s
②反应池停留时间T = 15min
③反应池水深与直径之比H:D = 10:9
④接触室上升流速Vc = 10mm/s
⑤ 气浮分离速度V s = 2.0mm/s ⑥ 分离室停留时间t s = 20min ⑦ 溶气水量占处理水量的比值R = 30% ⑧ 溶气压力，取0.3MPa
⑨ 填料罐过流密度，取3000m 3
/（d ·m 2
） 4.8.3设计计算
（1）加药池的容积
311541.0417125204171000100010024m n AQ n AQ V =⨯⨯⨯==⨯⨯=ωω
式中：Q —处理的水量，m 3
A —混凝剂的最大投加量，取20mg/l ω—溶液质量分数，一般10%—20%，取10% n —每天配制次数，一般为2—6次，取4次 （2）反应池的计算
①反应池的容积
33.31601512560m QT W =⨯==
式中：Q —设计水量，m 3/h
T —反应时间，min
②池子直径与池深
m n W D 2.4225
.316.36.333
=⨯⨯==π
π 式中：n —池子个数，取2个
反应池水深与直径之比H:D = 10:9，则池深为 H = 10D/9 = 10×2.3/9 = 4.7m
③喷嘴直径
m nv Q
d 094.05.22035
.044=⨯⨯⨯==
π
π
式中：Q —设计水量，m/s
v —喷嘴出口流速，一般采用2—3m/s ，取2.5m/s 喷嘴设置在池底，水流沿切线方向进入。

④水头损失
h 1 = 0.06v 2 = 0.06×2.52 = 0.375m h = h 1+h 2 = 0.375+0.15 = 0.525m
式中：h 1—喷嘴水头损失，m
h 2—池内水头损失，一般为0.1—0.2m ，取0.15m (3)气浮池的计算
气浮池的类型选用竖流式，竖流式气浮池池底设有小型的污泥斗，以排除颗粒相对密度较大、没有与气泡黏附上浮的沉淀污泥，泥斗高度取h = 0.6m 。

①接触室表面积
23
2.410
10)
2.01(035.0)1(m v R Q A c c =⨯+⨯=+=
- 式中：Q —设计水量，m 3/s
R —溶气水量占处理水量的比值，取20% v c —接触室上升流速，取10mm/s 则接触室直径为：
)5.2(3.22
.444m m A d c
c 取=⨯=
⨯=
π
π
②分离室表面积
2
3
2110
0.2)2.01(035.0)1(m v R Q A s s =⨯+⨯=+=
- 式中：v s —分离室上升流速，取2.0mm/s 则分离室直径为：
)6(7.5)
212.4(4)
(4m m A A d s c s 取=+⨯=
+⨯=
π
π
③分离室水深
H S = v s t s = 2.0×10-3×20×60 = 2.4m 式中：t s —分离室停留时间，取20min
则气浮池总高度为： H = H S +h = 2.4+0.6 = 3.0m 式中： h —泥斗高度，取0.60m ④气浮池容积
W = (A c +A S )H s = (4.2+21)×2.4 = 60m 3 ⑤集水系统
气浮池集水，采用穿孔集水管布置于池底，集水管总管与出水井连通。

⑥溶气释放器的选择
根据溶气压力0.3MPa 、溶气水量16.6m 3/h 及接触室直径.2.5m 的情况，可选用TJ —III 型释放器三只，释放器安置在距离接触室底约50mm 处，呈等边三角形
均匀布置[20]。

溶气释放器具体参数如下表3-3：
表3-3 TJ —III 型释放器
型号 规
格
容器水支管接口直径/mm
抽真空管接口直径/mm
0.3MPa 下的流量/m 3
·h
-1
作用直径/mm
TJ —III 8×(25)
50
15
5.60
900
⑦压力溶气罐的选择
m I
QR
D d 50.03000
24
2.012544=⨯⨯⨯⨯=⨯=
ππ
式中：D d —溶气罐直径，m
I —填料罐过流密度，取3000m 3/（d ·m 2）
选用标准直径D d = 500mm ，TR —V 型压力溶气罐，其具体参数如下表3-4：
表3-4 TR —V 型压力溶气罐
型号 罐直径/mm 流量适用范围/ m 3
·h -1
压力适用范围/MPa 进水管管径/mm 出水管管径/mm 罐总高/mm TR —V
500
20～30
0.2～0.5
100
125
3000
⑧空压机的选择 气浮池所需空气量为
h L QRa Q c g /42002.11402.0125=⨯⨯⨯==ϕ
式中：c a —气浮池的释气量，取140L/m 3 ϕ—水温校正系数，取1.2
空压机的额定气量为
m in /09.01000
604200
3.11000
603m Q Q g g
=⨯⨯
=⨯'='ϕ
式中：ϕ'—安全系数，取1.3
选用Z —0.08/7型空压机间歇工作，其具体参数如下表3-5：
表3-5 Z —0.08/7型空压机
型号 气量/m 3
·min -1
最大压力/MPa 电动机功率
/kw 配套使用气浮池范围
/m 3
·d
-1
Z —0.1/7
0.1
0.7
0.75
< 10000
⑨刮渣机的选择
选用JX —2行星式刮渣机，出渣槽位置在圆池的直径方向的一侧，排渣管管径取DN150mm 。

其具体参数如下表3-6：
表3-6 JX —2行星式刮渣机
型 号 池体直径/m 轨道中心圆直径/m 电机型号和功
率/kw 电机转速/ r ·min -1
行走速度/ m ·min -1
JX —2
4～6
D+0.16
AO —6314,0.18
1440
4～5
（4）污泥量
)
100(24
)(121max P K C C Q V z -⨯-=
γ
d m /5.36%)
981(100.10.110)7.681.312(2412533
3=-⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=- 式中：C 1－进水悬浮物浓度，mg/L C 2－出水悬浮物浓度，mg/L K z －污水流量总变化系数，取1.0 γ－污泥密度，取值约为1.0×103 kg/m 3 P 1－污泥含水率，取98%。