隔油池设计计算书
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三、设计容
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。
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,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 。
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,集油管应设有直径为25mm的加热管,隔油池也可设蒸汽加热管。
3、设计计算 (1)已知条件
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=
()20y d 18g
ρρμϕ
β- 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=2
42
4c 1048c .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/s 2; 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/cm 3;
假设要去除的油滴最小粒径为d 0=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/cm 3·s 。又知25℃时油的密度为0.920g/cm 3;所以可以根据上式计算油珠的上浮速度为:
()()()23
3322001.0920g/cm .0cm /0098g .0s
cm /0098g .018s /981cm 95.018⨯-⨯⨯=-=d g u y ρρμϕβ
=0.04cm/s=40μm/s
②隔油池的表面面积:
(ⅰ)池水流的水平流速ν:
一般可以去池水平流速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