年处理5万吨含油污水装置设计.docx

本科毕业设计论文题目：年处理5万吨含油污水装置设计在工业生产和居民生活中，含油污水排放量不断增加，对环境和生态系统造成了严重的污染和破坏。因此，高效地处理和回收油气生产中的含油污水是目前环境保护中的一个热点问题。根据设计基础数据以及相关要求，在分析污水处理技术的基础上，确定该装置污水处理的技术为：沉淀法、过滤法、离心法、絮凝法和气浮法。制定了该装置的污水处理工艺流程，本设计以物理化学法相结合的含油污水处理工艺，按“含油污水f隔油池f水力旋流器f破乳剂混合反应器f絮凝混合反应器/微气泡发生器f气浮池一达标回水”流程进行。选定了设计所用到的主要设备及设施，主要有水力旋流器、破乳剂混合反应器、絮凝剂混合反应器、微气泡发生器、蜂窝斜管、气浮池和管道等并对这些设备合理的进行平面布置。主要辅助设备有刮渣机、截止阀、流量表、计量泵和多相混合泵。对刮渣机进行工作原理设计。绘制了含油污水处理工艺流程图、平面布置图和刮渣机结构原理图。关键词：含油污水；沉淀；离心；絮凝；气浮论文类型：工程设计AbstractInindustrialproductionandresidents1life,thedischargeofoilysewageisincreasing,whichhascausedseriouspollutionanddestructiontotheenvironmentandecosystem.Therefore,efficienttreatmentandrecoveryofoilysewageinoilandgasproductionisahotissueinenvironmentalprotectionatpresent.Accordingtothebasicdesigndataandrelatedrequirements,basedontheanalysisofsewagetreatmenttechnology,thesewagetreatmenttechnologyofthisdeviceisdeterminedasfollows:precipitationmethod,filtrationmethod,centrifugationmethod,flocculationmethodandairflotationmethod.Thesewagetreatmentprocessflowofthedeviceisformulated.Theoilysewagetreatmentprocesscombinedwithphysicalandchemicalmethodsiscarriedoutinthisdesignaccordingtotheflowof"oilysewage-*oilseparationtank-*hydrocyclonedemulsifiermixingreactor-*flocculationmixingreactor/microbubblegenerator-*airflotationtank-*standardbackwater".Themainequipmentandfacilitiesusedinthedesignareselected,mainlyincludinghydrocyclone,demulsifiermixingreactor,flocculantmixingreactor,microbubblegenerator,honeycombinclinedtube,airflotationtankandpipeline,etc.,andtheseequipmentarerationallyarrangedontheplane.Themainauxiliaryequipmentareslagscraper,stopvalve,flowmeter,meteringpumpandmultiphasemixingpump.Theworkingprincipleofslagscraperisdesigned.Theprocessflowchart,planelayoutandstructuralschematicdiagramofslagscraperaredrawn.KeyWords:OilySewage;Deposit；Centrifugation；Flocculate;AirFlotation摘要IAbstractI1绪论11.1 含油污水的来源11.2 含油污水的危害21.3 含油污水处理的意义21.4 设计基础31.4.1 设计目的31.4.2 设计任务31.4.3 设计初始条件31.4.4 设计原则32含油污水处理技术52.1 常用含油污水处理技术简介52.1.1 物理法52.1.2 化学法52.1.3 物理化学法62.1.4 生物法72.1.5 超声法72.1.6 超临界水法82.2 装置采用的污水处理技术82.3 本章小结83装置工艺流程及设计计算93.1 含油污水处理工艺流程93.2 装置设计计算93.2.1 平流式隔油池103.2.2 气浮池133.2.3 污水泵设计153.2.4 管径设计163.3 本章小结174主要设备及助剂的确定194.1 水力旋流器194.2 管道混合器204.3 微气泡发生器214.4 污水泵的确定224.5 助剂224.5.1 破乳剂234.5.2 絮凝剂234.6 本章小结245主要辅助设备255.1 刮渣机255.2 截止阀255.3 流量表265.4 计量泵265.4.1 破乳剂计量泵265.4.2 絮凝剂计量泵275.5 多相混合泵275.6 本章小结28结论29参考文献30致谢31附录321绪论在现代工业生产、交通运输、居民生活等过程中，产生了大量的污水，污水的排放已经成为了一个严重的环境问题。含油污水是一种常见的污水类型，因其含有大量的油类物质，对环境和人类健康造成了严重的污染和危害。十八大报告在“五位一体”整体建设中，提出了生态文明建设的新要求。生态文明建设是一项事关民生、事关国家前途的长期事业。水是一切生命的源泉，也是人类生存与发展不可或缺的重要物质资源。在这个星球上，只要有水，就会有生命存在。没有了水，生物没有生存条件，何谈什么人类社会发展、生态文明。因此，水环境治理是生态文明建设的首要任务。急需采取有效的技术措施，研制相应的设备设施来处理含油污水,从而保护人类生存环境和人们的身体健康。1.1含油污水的来源在工业污水中，含油污水占有较大比例，我国已有许多城市和乡镇受到了含油污水的影响。含油污水中的油类成分主要是由原油、润滑油、沥青等石油产品及含油污泥等组成。含油污水来源十分广泛，主要有以下三个方面：(1)首先是油气生产。石油是当今世界的主要能源，但油气开采过程中必然产生含油污水，含油污水是油气生产过程中所产出的含有一定量原油和其它杂质的伴生水。含油污水的来源十分广泛，这就导致了含油污水的治理是一项巨大的工程，在石油和天然气的生产过程中，从最初的开发到最终的输送，几乎每一个环节都会产生含油污水。石油开采技术一直都在进行创新发展，例如三次采油技术在目前更为广泛，虽然三次采油技术在石油开采中不断拓展其适用范围，也确实改善了驱油效果，但是造成了大量的含油污水。(2)其次是钢铁生产。含油污水产生的途径主要有冶炼炉排放、冷却水排放、洗涤废水排放、油漆废水排放、废弃物处理、设备维护时的清洗液、工人洗手时的废水等。这些途径都会产生大量的含油污水，对环境造成严重的污染。因此，在金属冶炼的污染排放治理方面，需要采取有效的措施，对含油污水进行处理后排放，对减少环境的影响和人们的生活潜在隐患方面有重要意义。(3)最后是人们的日常生活。我国幅员广阔，人口众多，产生了大量的含油污水，在水资源的浪费中也占有一定的比重，生活中含油污水产生的途径主要有洗涤废水、油漆废水、汽车洗涤废水、垃圾处理、医疗废水、化粪池清理等。所以对于这方面的污水处理也是不能忽略的。1.2含油污水的危害我国是世界上人口最多的国家，虽然我国有黄河和长江这样的大河，但是平均分配率却很低，我国属于缺水的国家，因此对水的要求也将高于其他国家，与大量的用水需求相伴而来的是污水排放量的上升，特别是含油污水，造成的危害十分严重，主要体现在以下几个方面：(1)如果对含油污水进行任意的排放，没有经过任何的处理，就会对我们日常饮用的水资源造成污染。在饮用水源受到污染的情况下，不仅会传染疾病，还会造成食物中毒。除此之外，含油污水中还存在着一定的致癌物，所以，在污染地区，含油污水有可能会提高癌症的发病率，对人民的身体健康造成很大的危害。(2)如果把这些油污直接排入到河流、湖泊之中，这些油污会浮于河流、湖泊之上，造成水体与大气之间的物质交换不畅，水体中的氧含量也会降低，使得水体中的生物难以生存。(3)含油污水中有大量的油类化合物，这些油类化合物可吸附于粮食作物根部，如果用含油乳化废液浇灌耕地，会使泥土油质化，严重危害粮食作物对营养的吸收，从而造成粮食作物减产乃至枯死。若水受到污染，这会大大降低了水资源的利用率。如果将含油污水用于农作物灌溉，油脂会覆盖在农作物的表面，使农作物不能与外面的空气进行交换，从而使农作物的新陈代谢变慢，影响作物生长，甚至导致作物死亡。综上所述，对含油污水的处理十分必要。1.3 含油污水处理的意义针对我国水环境日趋恶化的现状，结合污水处理在生态文明建设中的重要作用，我国制定了关于加快推进水生态文明建设工作的意见，提出了“水生态文明建设”的八项重点工作，旨在从源头遏制水生态环境日趋恶化，向更深、更广、更高层次推进水生态文明建设，推动人水和谐，推动社会生态文明建设，推动”四化同步发展”，建设美丽中国。在污水处理过程中，水从原本的污染状态，经过一次又一次的过滤和消除，水的污染程度大大降低，使水资源得以重复利用，经过处理后的水质能够达到国家和地方环保标准，对环境和人类健康的影响得到有效控制，具有十分重要的现实意义：(1)减少水体污染：含油污水处理后，去除了其中的油脂、悬浮物和有害物质，处理出的水质清澈透明，不会对水体造成污染。(2)保护水生生物：合油污水处理后，降低了水中油的含量，恢复水体与大气之间的物质交换，处理后的水质对水生生物的生长和繁殖不会造成影响，保护了水生生物的生态环境。(3)保障人类健康：含油污水处理后，去除了其中的有害物质，经处理后的水达到了国家及当地环境保护标准，减少对人体的危害。(4)促进可持续发展：含油污水经过处理后，人体有害物质及生态环境污染物质含量降低，提高了水资源的利用率，促进了人与自然和谐发展。1.4 设计基础1.4.1 设计目的年处理五万吨含油污水处理装置的目的是将含油污水经过一系列的物理化学处理,去除其中的油脂、悬浮物等其他污染物，让其达到排放要求，保护环境，维护生态平衡。1.4.2 设计任务根据任务书所给基础数据，待处理的含油污水来自于油气生产，污水中石油类小于350mg1.o该设计的任务有：(1)确定该装置含油污水处理技术；(2)确定含油污水处理工艺流程；(3)确定含油污水处理主要设备；(4)绘制含油污水处理工艺流程图等。1.4.3 设计初始条件根据任务书所给基础数据，待处理的含油污水来自于油气生产，污水中含有沙子等固体杂质，含油污水状况及工作要求如下：(1)含油污水装置进水：石油类小于350mg1.,油类物质存在多种状态，压力0.8-1.0MPO(2)含油污水装置出水：石油类小于10mg1.;常压。(3)含油污水处理能力：年处理5万吨。(4)污水处理应选用：污油常压回收。(5)含油污水处理技术的确定。(6)污水处理装置工艺流程的确定。(7)部分设备设施确定。1.4.4 设计原则(1)为了设备装置处理效果稳定得到保证，出水水质可以达到排放的要求；石油类小于1OmgZ1.o(2)污水处理装置应采用最有效的处理技术，多种技术共同协同使用。(3)根据不同水质和出水要求调整运行方式和工艺参数。(4)污水处理装置可以最大限度的发挥装置的处理能力。(5)考虑设备使用的便捷性，节省占地面积，节约建设成本，污水处理装置应该布置紧凑。2含油污水处理技术含油污水中的油类物质一般存在悬浮油、乳化油和溶解油三种状态。粒径大于10m的悬浮油通常漂浮于污水中。易溶于污水的油滴是污水中含油量的主要组成部分，约占水中总含油量的60%80%粒径一般小于10m的乳化油在污水中呈乳化状态，很难从含油污水中分离出来。溶解油含量较少，一般为燃类物质，易溶于水。通常情况下，含油污水的处理技术可以被划分为：物理法、化学法、物理化学法、生物法等。物理法包括沉淀、离心、过滤、膜分离等；化学法包括絮凝法、化学氧化法、电化学法等；物理化学法包括气浮法、吸附法、磁吸附分离法等；生物法包括生物膜法和活性污泥法等；此外还有最新的超声波法和超临界水氧化法。2.1 常用含油污水处理技术简介2.1.1 物理法物理法包括沉淀、离心、过滤、膜分离等。主要介绍沉淀法、过滤法和离心法。(1)沉淀法又叫重力分离法，重力分离法是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性，水中的油类物质会在浮力的作用下向上运动，与水形成分层。这种方法是分离油和水的最早采用的方法，该方法比较简单，容易操作，但是该方法只能去密度大于水的固体颗粒。(2)过滤法是含油污水处理中常用的一种方法。它是将含油污水通过过滤材料过滤，实现油水分离的一种方法。相较于其他处理方法，过滤法的成本较低，适用于处理少量或低浓度的含油污水。过滤法是含油污水处理中相对成熟和广泛应用的一种方法，其工艺流程简单，在操作上相对简单和易于控制。虽然过滤法较成熟，但是其处理效率相对比较低，相对复杂的含油污水很难达到很高的分离效果。(3)离心法就是混合物在仪器中，利用高速转动产生的离心力将大颗粒杂质从污水中分离出来。含悬浮颗粒的含油污水在进行高速旋转时，由于质量较大的悬浮颗粒所受到的离心力比较大，就会被抛到仪器的外圈，沿着仪器的外壁向下滑出。那些质量较小的水将停在内圈向上运动，使得污水中较大悬浮颗粒达到分离的效果。这种方法使用最多的设备是水力旋流器，其分离原理是：通过产生高速旋转的流体，使混入在流体中杂质产生离心力，达到分离目的。粒径大于50m的油，可采用离心技术。分离速度快，效率高，操作简便，但耗能较大。2.1.2 化学法化学法包括絮凝法、化学氧化法、电化学法。主要介绍絮凝法和化学氧化法。(1)絮凝法是一种重要的污水处理方法，通过向污水中加入合适的絮凝剂，使其在污水中形成大分子絮团，再通过吸附、架桥、中和、包埋等工艺，达到去除污水中污染物的目的。由于絮凝法可以处理较难处理的乳化油、溶解油和某些高分子有机物，且适应性很强，因此在含油污水处理中得到了广泛应用。最近几年，使用含油污水处理的絮凝法，其效果较为理想，具有较强的适用性，并能进一步除去含油污水中的乳化油，对含油污水中难降解的物质进行降解。絮凝法主要借助无机絮凝剂和复合絮凝剂的作用，其中，无机絮凝剂的应用效果很好，用量少，应用效果较好，但使用后会产生絮渣，不能进行有效的处理。复合絮凝剂的价格较贵，如果大量推广，会带来很高的成本。在处理含油污水时，还可以将有机和无机絮凝剂进行混合使用，从而达到更好的使用效果。有机絮凝剂中的阳离子能够中和电荷，使含油污水中的乳化油进一步絮凝。生成的长链分子起到了关键的作用，形成絮凝体，从而提高除油效果。对复合絮凝剂进行优化，提高复合絮凝剂对含油污水的处理效果，并进一步降低生产成本。絮凝技术是一种经济实用，操作简单，效果显著的方法，已被广泛的用于污水处理工业。(2)化学氧化法是一种常用的预处理方法。通常采用一种化学氧化剂，如臭氧等。通过催化剂的作用，来改善污水的可生物降解性。因此，将污水中的有机物质氧化降解，使污水达到稳定状态。化学氧化法的基本原理是利用化学氧化剂将水中的有机污染物氧化成Co2、H2O等对环境无害的小分子物质。实验证明，采用化学氧化法可快速有效地去除污水中的有毒、有害的物质。2.1.3 物理化学法物理化学法包括气浮法、吸附法、磁吸附分离法等。主要介绍气浮法和吸附法。(1)气浮法除油，是指向含油污水中通入大量的高度分散气泡，这些气泡作为载体，与污水中的悬浮油滴相互接触，形成整体密度比水小的共聚体，从而快速上浮，达到油水分离的最终目的网。气浮法一般根据气泡产生方式的不同，可以把气浮分为：溶气性气浮、诱导性气浮、生物性气浮以及其他气浮法。溶气性气浮：利用气体在压力下溶解于水中形成饱和溶液，然后通过减压释放气体形成微小气泡附着于悬浮颗粒上，使其浮出水面而实现固液分离的目的。按照气泡析出于水时所处的压力情况，溶气气浮法可分为两种类型：压力溶气气浮法、部分回流式溶气气浮法。诱导性气浮：通过机械剪切将混合在水中的空气破碎为微小的气泡，并经微小的孔洞及扩散器将压缩空气送入气浮池，使其直接充气。所生成的气泡与悬浮物质一起移动，以达到对污水进行处理的目的。生物性气浮：这种方法是通过微生物的呼吸作用，产生气体。这种气体与水体中的悬浮絮状物相接触，使得这些絮状物附着在气泡上，随着气泡向上移动，就会携带着这些絮状物，最终形成浮渣并将浮渣刮掉，从而对含油污水进行处理。气浮法是靠无数的气泡去黏附絮粒，对絮粒的重量和大小并没有太高的要求，所以一般情况下它可以减少絮凝的时间，并且可以节省絮凝剂的用量。池容和占地面积小，成本较低。这种技术轻松便捷，操作十分简单，效果显著，是目前较为普遍而又快速高效的处理技术。（2）吸附法就是利用吸附性能较好的吸油材料，对含油污水中的油滴进行吸附。它是利用吸附剂与污染物之间的物理和化学的相互作用来去除污染物。目前，国内外对吸附剂的研究主要集中在活性炭、无机和有机三个方面。在多种吸附剂中，活性炭的应用范围是比较广泛的，它是对含油污水进行处理的一种比较好的材料，但活性炭本身作为能量的一种，它的能量含量是固定不变的。其次，使用活性炭处理含油污水，会增加成本。因此，吸附技术在实际使用中会遇到很多困难。针对吸附法的这些特点，当前及以后吸附法的发展趋势主要有两个方面：一是创新更高效的吸附材料，二是进一步降低新型吸附材料的经济成本"°1.2.1.4 生物法生物法是利用微生物本身的新陈代谢作用，使污水中的有机污染物得以降解和氧化,达到净水的作用。该方法具有成本低、便于操作、效率高、无二次污染的特点。生物法可分为好氧和厌氧处理法两大类，根据微生物在污水中的存在状态，又可分为活性污泥法和生物膜法U1.在生物法中，微生物是关键因素，它们能够将有机污染物转化为无机物，并且通过供氧等方式消耗氧气进行代谢。在含油污水处理中，可以采用生物技术引进特定的细菌和真菌，它们可以降解含油物质，生产具有降解性能的酶，加速含油污染物的分解，从而实现油水分离和水的净化。2.1.5 超声法超声波具有低成本、加速化学反应、无二次污染等特点，被广泛应用到污水的处理领域。采用超声波法来处理有机污水，可以提高污水中难降解有机物的可生化性，便于后续的生化处理过程，而且降解速度快，降解条件较温和，适用的范围也较广I1文利用超声波法处理含油污水，不仅能够裂解油分子来降低污水含油量，还可以与其它的污水处理技术联合使用，发挥协同增效作用。超声波法对生物法处理污水起到一个强化的作用网。在超声辐射下，含有微粒的原油会随着微粒的运动而发生振动。不同尺寸的油滴，由于其相对振动速率的差异，会发生碰撞、粘连，其体积与质量都会增加。较大的油滴则不会随着介质的运动而运动，而是会相互吸引、碰撞、粘连，从而形成更大的油滴，最终沉淀、分离。2.1.6 超临界水法超临界水氧化法是一种新型、高效、快速的含油污水处理技术，目前在国内对其研究尚处在起步阶段。污水中的污染物在富氧的超临界介质中能与羟基自由基发生反应，转化为CO2、HzO和无机盐等小分子化合物，并且相间没有传热传质的阻力，因此极大地提高了反应的速率。虽然超临界水氧化法对污水的处理效率较高、应用前景很广阔，但在氧化反应过程中产生的酸性物质以及高温高压的反应条件会对设备产生较为严重的腐蚀。此外，在超临界介质中不溶解的无机盐很可能会沉淀到反应器中，造成反应器和管线的堵塞。所以，应对超临界水氧化装置进行优化和改进。一般情况下，选择适当的耐压耐蚀材料来处理反应堆的腐蚀问题，如锲基的合金涂层，来减轻酸性物质对设备的腐蚀。2.2 装置采用的污水处理技术油田含油污水成分比较复杂，油分在水中的形式比较多样。目前，油田中含油污水难以处理的成分以乳化油、溶解油含量最多1。大多数情况与其它废水相混合。同时，每种方法都有其局限性。因此，应用某一项技术，使用单一的方法，污水处理的效果往往并不理想。在实际应用中，通常是两三种方法联合使用，以保证处理后的水质达到排放要求。本装置就采用了物理、化学和物理化学三种技术方法，对含油污水进行处理。在隔油池中使用沉淀技术处理含油污水。在蜂窝斜管中使用过滤技术处理含油污水。在水力旋流器中采用离心技术去除粒径大于50m的油。在气浮池中采用絮凝技术和气浮技术处理溶解油和乳化油。2.3 本章小结常用含油污水处理技术主要有沉淀法、过滤法、离心法、絮凝法、气浮法、化学氧化法、吸附法、生物法、超声法、超临界水法。沉淀法和过滤法主要去除与水不相溶的油。离心法主要去除粒径大于50m的油。絮凝法、气浮法、化学氧化法、吸附法、生物法、超声法、超临界水法这些方法主要去除溶解油和乳化油。本装置采用的技术是：沉淀技术、离心技术、过滤技术、絮凝技术和气浮技术。3装置工艺流程及设计计算3.1 含油污水处理工艺流程含油污水处理工艺按“含油污水一隔油池一水力旋流器一破乳剂混合反应器/絮凝混合反应器微气泡发生器气浮池斜管过滤f达标回水”流程进行。具体内容如下：（1）含油污水首先在隔油池进行沉降处理，根据油水两相的相对密度，对污水中的大粒径悬浮物进行分离处理。（2）经过在隔油池沉降的含油污水经泵增压进入水力旋流分离器1,该装置高速旋转，由于油水密度不同，受到的离心力也就不同，从而除去大部分50m以上的油滴。（3）含细小油滴的乳化态污水由破乳剂计量泵3加入破乳剂在反应器4中快速充分混合破乳后，由微气泡发生器13注入含有絮凝剂的微气泡溶解气，在反应器5中缓慢而充分的混合。（4）用泵将含油污水提升到一级气浮池6,溶气水中大量的微气泡（5m）因压力而释放。在上浮同时吸附一部分聚集的大油滴至溢流槽内，从引流管中排出此部分污油。污水经一级气浮池6沉降后进入二级气浮池7,并在二级气浮池7进口部位再次进行微气泡二级吸附气浮。二级气浮的浮油由刮渣机8清除后汇入污油回收管路。为了进一步提高油水分离效果，在二级气浮池7的污水沉降段加设了蜂窝斜管。二级气浮后的污水从溢流箱排出，其中小部分（10%）则作为微气泡、絮凝剂溶液的回用水。净化后的污水中含石油类达到小于10mg1.的排放标准。（5）多相混合泵10将回用水和空气按设定比例吸入并混合成为溶气水后，絮凝剂计量泵8在管线中再注入絮凝剂，在微气泡发生器13将空气、水、絮凝剂三相充分混合并且使溶解气切割成5m的微气泡。过饱和的大气泡从微气泡发生器13顶部排出到气浮池顶部空间，而微气泡溶气水则分成两部分（约1：2）分别作为一级、二级气浮的絮凝剂浮选剂。含油污水处理工艺流程图见附录Ao3.2 装置设计计算因为含油污水一直产生，考虑到该装置的设备检修，根据任务书要求一年5万吨含油污水处理，所以假设每年工作350天一天工作24小时。计算可知一小时流量为：50000÷350÷24=5.95m3h设计取为：=6m3h3.2.1平流式隔油池隔油池是根据油滴和水的密度不同，油滴附着在水面上，重质油会下沉到隔油池的底部，上面的小油滴可以在隔油池的上部刮走，重质油从池子底部去除。在隔离油池中，可以将其划分为三种类型，分别是平流式隔离油池、斜板式隔离油池、组合式隔油池。原理是含油污水进入隔油池，沿池长缓慢流动，在这个过程中油经过隔油板上浮，由设置的刮渣机刮去。被分流到隔油池底部较重分子量的油滴和含油污泥等，通过底部排出管进入油污泥浓缩池。平流式隔离油池主要特点：(1)高效分离：平流式隔油池采用平流分离原理，使油水分离效率高，从而保持水质的澄清度。(2)占地面积小：平流式隔油池结构紧凑，占地面积小，适合安装在空间有限的场所。(3)维护方便：平流式隔油池无需电源，维护简单，只需定期清理沉淀物即可。(4)适用范围广：平流式隔油池适用于各种工业废水、雨水、道路排水等场合，有广泛的应用前景。(5)环保节能：平流式隔油池无需使用化学药剂，不会对环境造成污染，同时也节约能源消耗。本设计采用平流式隔油池。(1)污水中油珠上浮设计速度网2(pv-pjU111(3.1)由斯托克斯公式可得：18式中：一为静水中相应于直径为d的油珠的上浮流速，cm/s；P水中悬浮杂质碰撞引起的阻力系数，一般可取0=0.95；d油滴粒径(上浮的油滴的最小粒径)，取d=80m；g一重力加速度，=981cms2;一水的绝对粘度，Pas,=0.0098gcm3S;实际油珠非球形的形状修正系数，一般可取=1.0;PV水的密度，gcm3,取PV=O.998g/C?；P0油的密度，gcm3,取PO=0.92Og/Cfn3根据公式(3.1)计算油珠的上浮速度u为：2(pr-pj18U_0.95×981×0.0082×(0.998-0.920)18×0.0098=0.026c"/s=26zw/s(2)隔油池的表面面积一般池内水平流速V：25mms,在本次设计中取v=2m11Vs。隔油池表面修正系数根据公式得到隔油池表面积往往是偏小的，因此要乘一个大于1的系数进行修正。a值与速度比WU有关口也可查表3.1得：表3.1表面修正系数a与速度比v/u的关系取表面修正系数a=1.44°隔油池表面面积公式：式中：Q最大设计流量，=6m3h;a一表面修正系数与水平流速V和油珠上浮速度的比值有关;u一油珠上浮速度，m/h；根据公式(3.2)计算平流式隔油池表面面积A为：(3)隔油池水流横断面面积隔油池水流横断面面积根据下式计算:式中：Ae一隔油池水流横断面面积，m2；Q最大设计流量，m½V水平流速，m/ho根据公式(3.3)计算隔油池水流横断面面积Ac为:a=q='V2×3600÷100O0.83/?2(4)平流式隔油池有效水深和宽度水深h一般在1.42.0m,取h=2.0mo隔油池宽度b不大于6.0m,深宽比0.40.5之间，则取隔油池宽度b=4.5m°(5)平流式隔油池长度1.1=KVt(3.4)1.=1.+1.?+J(3.5)式中：八一布水槽宽度，一般取0.50.8m0本设计取0.6m；心一油水分离区有效长度，m；1.3一集水槽的宽度，本设计取0.8m；K安全系数,本设计取2.0；V一水平流速，本设计取2mms;t一停留时间，本设计取20min0根据公式(3.4)计算油水分离区有效长度1.2为：1.2=KVm2×0.002×20×60=4.8m根据公式(3.5)计算平流式隔油池长度1.为：1.=jl+1.2+1.i=6.2m考虑溢流问题和经济成本，隔油池长度取6.5m(6)隔油池总高度H=h+hi(3.6)式中一隔油池总高度，m；hi-超高，本设计隔油池超高取h=0.50根据公式(3.6)计算隔油池的总高度H为：/=h+h,=2÷0.5=2.5m(7)平流式隔油池的设计结果见表3.2。表3.2平流式隔油池的设计结果表名称水流横断面面积有效水深池宽池长总高度参数0.83m22.0m4.5m6.5m2.5m3.2.2气浮池气浮池是一种水处理设施，通过利用气泡在水中形成浮力作用而实现液体中的固液分离，从而达到净化水质的目的。气浮池的工作原理是微气泡发生器当中的大量气泡与污水混合进入到设计的气浮池中，通过气泡的迅速通入，使得气泡与悬浮在液体当中的固体絮凝物迅速结合并上浮，再通过上部的刮渣机刮去这些杂质未找到引用科。(1)气浮池用挡板分为接触室和分离室接触室计算接触室表面积：(3.7)_Q+Q-,3600V1式中：Q设计用量，本设计用量是6m3h;5一回流水量，取设计用量的60%；口一接触室平均流速。接触室平均流速Vi一般在5mm/s10mm/s【2。】。本设计取6mms°根据公式(3.7)计算接触室表面积4为:.Q+Qr6÷3.62A=0.45"3600½3600x0.006分离室计算分离室表面积:(3.8)式中：%一分离室平均速度。分离室平均流速一般在2mms5mms"本设计取2mms°根据公式(3.8)计算分离室表面积A2为：A2=Q+QR6+3.63600匕3600x0.002=1.34/(2)气浮池计算气浮池有效水深:H=V2t(3.9)式中：Vi一分离室平均速度，m/s；t一分离区停留时间，WiOmin。根据公式(3.9)计算气浮池有效水深为：H=t=0.002×60×10=1.2m气浮池表面积:A=A+4(3.10)根据公式(3.10)计算气浮池表面积A为：A=A1+A2=0.45+1.34=1.79w2考虑溢流和建设成本，气浮池表面积取2.0m2气浮池有效容积：W=A×H(3.11)根据公式(3.11)计算气浮池有效容积W为：W=AX"=2xl.2=2.4nT由于一级气浮无法彻底去除油污，需要进行二级气浮。因此，气浮池个数：=2座，以串联方式运行。气浮池容积：HIn=H+%(3.12)式中：hi超高，本设计取0.5m；Hm气浮池总高度，m。根据公式(3.12)计算气浮池总高度Hm为:Hm=H+%=1.2+0.5=1.7m设计的气浮池容积：W,=Ax/(3.13)式中：A一气浮池表面积，m2；Hm-气浮池总高，m。根据公式(3.13)计算气浮池容积Wm为：Wm=A×Hltl=2×.7=3Am3(3)气浮池的设计结果见表3.3。表3.3气浮池设计结果名称接触室表面积Ai分离室表面积Az气浮池表面积A气浮池总高Hm气浮池容积Wm参数0.45m21.34m22.0m21.7m3.4m33.2.3污水泵设计泵可以增加流体的能量，使之可以克服流动阻力，从而把介质从低处输送到高处或远处的处理设备。泵的类型有很多种，当输送介质为清水的时候，就可以选择离心泵。当输送介质为污水的时候，就可以选择污水泵。当输送介质具有腐蚀性的时候，就要选择不锈钢材质。本设计选用污水泵。隔油池中的含油污水经泵进入到气浮池。设计处理流量：=6m3h水力旋流器处理含油污水的效果明显，对于进水含油浓度在100500ppm之间，水力旋流器的除油率超过80%O处理含油污水量：=6m3h=60001.h每升污水去除的石油量：Sm=SXo.8(3.14)式中：S一污水中的石油量，mg/1.o根据设计初始条件：石油类小于350mg1.0本设计取300mg1.根据公式(3.14)计算每升污水去除的石油量Sn为：Sm=S×0.8=300×0.8=240mg1.每小时去除的总石油量：SZ=QXSm(3.15)根据公式(3.15)计算每小时去除的总石油量SZ为：Sz=Q×Sm=6000×240=1.44×106mgh=1.441.h每小时进入气浮池的油水量：Qm=Q-Sz(3.16)根据公式(3.16)计算每小时进入气浮池的油水量Qm为：Qm=Q-Sz=6000-1.44=5998.561./h5.99m3/h通过计算可知：水力旋流器处理含油污水后，含油污水量变化不大，泵的流量为6m3h<j隔油池高程约为2.0m,该装置主要设备采用一体化撬装方式进行安装，撬装平台的高度约为0.5m,水力旋流器进水口离撬装平台的高度约为1.5m,破乳剂混合反应器、絮凝剂混合反应器和微气泡发生器进水口离撬装平台的总高度约为1.Om,气浮池高程约为1.Omo泵的扬程为6.0mo3.2.4管径设计隔油池到水力旋流器之间的管段I,管段I水流横断面面积:Aj(3.11)式中：。一设计处理流量，6m3h=1.7×103sJ管道流速，m/so该管道为低压管道，经济流速一般取3m/s5m/s【221。设计经济流速取3m/s。根据公式(3.17)计算管段I水流横断面面积4为：2=4.25x""V3管段I的管径：(3.18)根据公式(3.18)计算管径Oi为：展肾严萨=24*从水力旋流器到气浮池之间的管段11,由于管路是串联连接且含油污水没有排出,所以用同一管径的管段。通过之前的计算：进入气浮池的含油污水流量：m=5.99m3h=1.67×10'3m3s管段H的水流横断面积：A?=隼(3.19)根据公式(3.19)计算管段II的水流横断面积A2为：缢=0空=4.18xl(W-V3管段H的管径：D?=杵(3.20)根据公式(3.20)计算管段II的管径Di：八晒4x4.18×104ia.22Y34=2.42x10F为了考虑选材、安装以及维护方便，主管路从隔油池一水力旋流器一气浮池。其余管路选用新的管段。从溢流箱出来的回用水进入管段W回用水量约占气浮池含油污水的10%,回用水量:w=1.67×104m3s管段In的水流横断面积：(3.21)根据公式(3.21)计算管段In的水流横断面积A3为：0,=1.67x10-=418xl0_5m23V3管段m的管径：(3.22)杵根据公式(3.22)计算管段II的管径展肾产虾从装置制造经济方面考虑，管段I和管段II选择相同的管径。管段In选择不同于管子I的管径。根据计算和管子的规格，管段I和管段11选择公称直径25mm的管子，管段O选择公称直径15mm的管子。管子规格及有关数据见表3.4o表3.3管子规格及有关数据*!来IEMih序号公称直径mm外径mm近似内径mm壁厚mmI1521.25152.7522026.75202.7532533.50253.2543242.25323.255404840453.3本章小结工艺流程按“含油污水一