隔油池设计计算书

三、设计内容1、隔油池隔油池是分离废水中的浮油及泥沙的构筑物，它是利用油于水之间的密度差异进行油水分离的。隔油池也是用上浮方法去除废水中相对密度小于1的浮油的构筑物。在隔油池中，相对密度小于1，粒径较大的油品杂质上浮于水面，与水分离；相对密度大于1的杂质则沉入池底。所以，隔油池同时又是沉淀池，但主要起隔油作用。和沉淀池类似，它也有平流式，竖流式及斜板斜管式。我国目前多采用的是平流式隔油池，个别地方采用斜板斜管或其它形式的隔油池。重力型隔油池是处理含油废水的最常用的设备，其处理过程是将含油废水置于池中进行油水重力分离，然后，撇除废水表面的油脂。理论上重力分离过程可以用斯托克斯公式表示。但是由于常发生紊流和短循环，重力分离器的实际效率依赖于合理的水利设计和废水停留时间。停留时间越长，漂浮油与水的分离效果越好。停留时间小于20min时，油水的分离效率低于50%，如果延长停留时间可以改善分离情况。隔油池水面的浮油可以用集油管排出，，也可采用机械撇除，小隔油池也可采用人工撇油。平流式隔油池（API）由池体，刮油刮泥机和集油管等几部分组成，普通平流隔油池的构造如图3所示。废水从一端进入，从另一端流出，由于池内水平流速很小，相对密度小于1.0而粒径较大的油品杂质在浮力的作用下上浮，并且，聚集在池的表面，通过设在池表面的集油管和刮油机收集浮油。而相对密度大于1.0的杂质沉于池底。集油管设于出水口一侧的水面上。集油管一般直径为200-300mm的钢管制成。沿管的长度在管壁的一侧开有切口，其宽度一般是对应中心角为60°，集油管可以绕管轴转动，由螺杆控制。平时切口向上并位于水面以上，当水面浮油达到一定厚度时(一般不大于0.25m)，转动集油管，使切口浸入水面油层一下，浮油即自行进入管内，并沿集油管流向池外。刮油机通常是由链条或钢丝绳牵引的。在用链条牵引时，隔油机在池面上起刮油作用，将浮油刮向池的末端；而在池的底部可以起刮泥机作用，将下沉的油泥刮向池出口端的泥斗中，通过排泥管适时排出，排泥管一般直径为200mm，池底向污泥斗的坡度为0.01-0.02，污泥斗深度一般为0.5m，底宽不小于0.4m，倾面倾角不小于45°-60°。隔油池的进水一端一般采用穿孔墙进水，出水端采用溢流堰。由于受到刮油机规格的限制，隔油池的每格间的宽度一般为6.0，4.5，3.0，2.5，2.0几种。这种隔油池的优点是构造简单，这种隔油池占地面积大，停留时间长(1.5-2h),水平流速为2-5mm/s。由于操作维护容易，运行管理方便，除油效果稳定，因此应用比较广泛；缺点是池的容积较大，排泥困难，其可能取出的粒径最小为100-150μm。2进水管配水槽进水阀链带式刮油刮泥机集油管出水槽出水管图1-2平流式隔油池结构示意图2、平流隔油池设计中常用的数据和措施（1）停留时间T，一般采用1.5-2h；（2）水平流速v，一般采用2-5mm/s；（3）隔油池每格宽度B采用2m，2.5m，3m，4.5m，6m。当采用人工清除浮油时，每格宽≤3m。国内各大炼厂一般采用4.5m，且已有定型设计。（4）隔油池超高h1，一般不小于0.4m，工作水深为h2为1.5-2.0m。人工排泥时，池深应包括污泥层厚度。（5）隔油池尺寸比例：单格长宽比(L/B)≧4,深宽比(h2/B)≧0.4。（6）刮板间距不小于4m，高度150-200mm，移动速度0.01m/s.（7）在隔油池的出口处及进水间浮油聚集，对大型隔油池可设集油管收集和排除。集油管管径为200-300mm，纵缝开度为60°，管轴线在水平面下0-50mm，小型池装有集油环。（8）采用机械刮泥时，集泥坑深度一般采用0.5m，底宽不小于0.4m，侧面倾角为45°-60°。（9）池底坡度i，当人工排泥时池底坡度为0.01-0.02，坡向集泥坑；机械刮泥时，采用平底，即i=0。（10）隔油池水面以上的油层厚度不大于0.25m。（11）隔油池的除油效率一般在60%以上，出水含油量为100-200mg/L。若后续浮选法，出水含油量小于50mg/L。（12）为了安全，防火、防寒、防风沙，隔油池可设活动盖板。（13）在寒冷地区，集油管内应设有直径为25mm的加热管，隔油池内也可设蒸汽加热管。3、设计计算(1)已知条件3炼油厂含油废水流量为Q=130m3/h，浓度为100mg/l采用平流式隔油池。(2)计算方法及过程：按油滴的上浮速度计算①污水中油珠的设计上浮速度：斯托克斯公式：u=20yd18g式中—v为静水中相应于直径为d的油珠的上浮流速(一般不大于3m/h)，cm/s；β—水中悬浮杂质碰撞引起的阻力系数，当悬浮物浓度为c时，β=2424c1048c.0104，一般可取β=0.95；d—油滴粒径(可以上浮的油滴的最小粒径)，cm；g—重力加速度，g=981cm/s2；μ—水的绝对粘度，Pa·s;φ—实际油珠非球形的形状修正系数，一般可取φ=1.0；ρy，ρ0—水和油珠的密度，g/cm3；假设要去除的油滴最小粒径为d0=100μm，假设温度为25℃，则可由图1和图2分别查出25℃是水的密度以及水的绝对粘度，得：ρy=0.998g/cm3，μ=0.0098g/cm3·s。又知25℃时油的密度为0.920g/cm3；所以可以根据上式计算油珠的上浮速度为：233322001.0920g/cm.0cm/0098g.0scm/0098g.018s/981cm95.018dguy=0.04cm/s=40μm/s表1水的密度与温度的关系0.9910.9920.9930.9940.9950.9960.9970.9980.99911.00101020304050摄氏温度水的密度（g/cm）4表2水的绝对粘度与温度的关系0.0060.0080.010.0120.0140.0160.0180510152025303540摄氏温度水的绝对粘度（g/cms）②隔油池的表面面积：(ⅰ)池内水流的水平流速ν：一般可以去池内水平流速ν≤15u，而且不宜大于0.9m/min(15mm/s)，在本次设计中取ν=3mm/s,(ⅱ)隔油池表面修正系数α按照一般公式求出的隔油池表面面积一般往往偏小，这是因为实际的隔油池容积利用率不是100%，而且又要受水流紊动的影响，因此要乘如一个大于1的系数α。予以矫正。Α值与系数ν/u有关，可由表1查得。今u==7.5，由下表表面积修正系数α与速度比ν/u的关系ν/u20151063α1.741.641.441.371.28取α=1.44所以，根据隔油池表面面积公式A=αQ/u式中：A—隔油池表面面积，m2；Q—设计中的含油废水流量，m3/h。求得，隔油池的表面面积为：A===130m2③隔油池水流横断面面积根据公式A0=Q/ν，式中：A0—隔油池水流横断面面积，m2。求得隔油池水流横断面面积为：5A0===12.04m2④隔油池有效水深本次设计采用机械清除浮油，设隔油池每格宽为B=4m，格数为n=2个，则根据公式h2=A0/nB，式中h2—隔油池有效水深，m；n—隔油池分格数，个；B—隔油池每格宽，m。求得隔油池有效水深为：h2==1.51m1.5m2h=1.51m2m(符合要求)⑤隔油池有效池长根据公式L=,hu2式中：L—隔油池的有效池长，m；—上浮速度修正系数，一般取0.9；已知h2=1.51m，则求得隔油池的有效池长为：L=,hu2=1.51=13m由另一种方法也可求得有效池长，即根据公式L=则求得隔油池的有效池长为：L=,nBA==16.25m平流式隔油池尺寸要求h2:B=0.3～0.4，L:B4;今已知h2=1.51m，B=4m，则h2:B=1.51:4=0.38(符合要求)但是由上面两种方法求得的有效池长分别为13m和16.25m，其中按照长宽比计=3.25，=所以根据L:B4,应取有效池长L=16.25m。⑥隔油池总高度本设计中隔油池设有机械刮油，除渣机，所以池底坡度为i=0，而且池底无积泥。根据公式H=h1+h2式中：H—隔油池总高度，m；h1—隔油池超高，(一般不小于0.4m)，m。今取隔油池超高h1=0.5m，所以，求得隔油池的总高度为：H=h1+h2=0.5m+1.51m=2.01m6⑦出水含油浓度取平流式隔油池的一般除油效率为E=84%，所以根据公式：式中：C—出水含油浓度，mg/L；C0—入水含油浓度，mg/L；E—隔油池除油效率，%。求得出水含油浓度为：C=(1-E)C0=(1-84%)*100=16mg/L⑧采用链带式刮油刮泥机马岭炼油厂的含油废水处理的实践表明，以前采用的钢丝绳刮油刮泥机收油速度慢、效率低，且可靠性差，设备利用率低，无法清除沉于池底的油泥。链带式刮油刮泥机在平流隔油池中应用效果良好，机械结构合理，运行稳定，操作简单，安装方便除油效果显著。图3为链带式刮油刮泥机结构图[9]。采用链带式刮油机刮油，并将浮油推向池末端，而在池的底部可起到刮泥的作用(将下沉的油泥刮向池的进口端污泥斗)[8]。图1-4刮油刮泥机结构⑨为了保证隔油池正常工作，池表面通常用盖板覆盖，覆盖的作用包括防火、防雨、保温及防止油气散发污染大气。在冬季，为了增大油的流动性，隔油池内设有蒸汽加温措施。(3)平流式隔油池的设计结果四、绘图根据设计所得数据利用计算机CAD绘制隔油池平、剖面图。项目表面面积水流横断面面积有效水深有效池长总高度每隔宽分隔数数值130m212.04m21.51m12.54m2.01m4m2