隔油池设计计算书.doc
《隔油池设计计算书.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《隔油池设计计算书.doc(6页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
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。
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
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=
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=,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:
=0.04cm/s=40μm/s
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==7.5,由下表
表面积修正系数α与速度比ν/u的关系
ν/u
20
15
10
6
3
α
1.74
1.64
1.44
1.37
1.28
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===130m2
③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:
A0===12.04m2
④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==1.51m
1.5m=1.51m(符合要求)
⑤隔油池有效池长
根据公式L=
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==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===16.25m
平流式隔油池尺寸要求h2:
B=0.3~0.4,L:
B>4;
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:
B>4,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=2.01m
⑦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/L
⑧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
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
130m2
12.04m2
1.51m
12.54m
2.01m
4m
2
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。
6