隔油池的设计

1隔油池的设计——处理5万吨/天的炼油废水炼油废水一般都是以含油废水为主，隔油是处理含油废水的必要步骤，隔油的设备很多，可以根据含油废水的性质不同选择不同的隔油设备，而隔油池是处理炼油厂排放的含油废水的主要构筑物。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。隔油池的一般分为平流式隔油池，斜管斜板式隔油池(平行板式隔油池和波纹板式隔油池)，吸油插板式隔油池，下水道式隔油池，排洪沟式隔油池等。处理炼油废水常应用平流式隔油池和斜管斜板式隔油池，其中平流式隔油池是处理炼油厂废水的标准设备，它是美国石油协会的API制定的定定性标准而设计的。平流式隔油池相对于其他类型的隔油池具有结构简单，运行管理方便，除油效果稳定等特点。在本次设计通过比较依然选用平流式隔油池处理流量为5万吨/天的炼油废水。通过油滴上浮速度法计算得出平流式隔油池的构筑尺寸，画出结构示意图。前言……………………………………………………………81、文献综诉…………………………………………………101.1、含油废水……………………………………………101.1.1含油废水的来源…………………………………101.1.2含油废水的危害及污染特征……………………111.1.3油类在水中的存在形态…………………………111.1.4含油废水的处理方法……………………………121.2炼油废水………………………………………………1521.2.1炼油废水的来源、分类及性质…………………151.2.2炼油废水的处理方法……………………………161.2.3连油废水的处理工艺……………………………171.3除油装置………………………………………………221.3.1隔油池……………………………………………221.3.2隔油池的类型及特征……………………………232、设计部分…………………………………………………302.1设计方案的选择………………………………………302.2平流式隔油池设计常用数据…………………………312.3设计计算………………………………………………322.3.1已知条件…………………………………………322.3.2计算方法及过程…………………………………322.3.3设计计算结果……………………………………403、结论………………………………………………………404、谢辞………………………………………………………425、参考文献…………………………………………………43前言随着社会经济的发展和人口的不断增加，水资源的短缺已经成为目前人类社会面临的一个很严重的环境问题，甚至是未来人的生存为题。我国的缺水形势更为严重，人均水资源占有量仅相当于世界人均占有量的1/4。同时水环境污染日益严重，特别是工业水污染对水环境的污染尤为严重，随着工业的发展，工业水的处理迫在眉睫。水体的污染破坏了生态环境的平衡，违背了社会的可持续发展规律，影响了人们的正常生活。水体污染的来源广泛，污染物种类繁多，其中，含油废水3是水体污染的主要来源。油类漂浮于水体表面，阻止空气中的氧溶解在水中，导致水体溶解氧缺乏，水生生物死亡，妨碍水生植物的光和作用，甚至水质变臭，水体生态平衡被破坏，破坏水资源的利用价值。因此，含油污水必须经过适当的处理后才可排放。随着石油、机械、冶炼、交通等行业设迅速发展，含油废水的排放量不断增大，对环境的威胁也越来越大。因此，含有废水的处理是保护水资源，防治水污染，改善水环境的必不可少的重要一环。炼油废水是含油废水的主要来源，因此，净化处理炼油废水是防治油类污染的关键。含油废水的处理方法很多，处理设备类型也多种多样，可以根据含油种类的不同选择不同的处理方法及设备。目前，处理炼油厂排出的含油废水多采用隔油池进行隔油，隔油池是利用油水间的密度差异，利用重力进行油水分离的，是处理含油废水的主要构筑物，它广泛的应用与全国各大炼油厂的水处理工艺中，对去除炼油废水中的油类起到了相当重要的作用。本次设计的内容是处理炼油厂5万吨/天的炼油废水，设计中介绍了含油废水的几种处理方法，并进行了比较，最终选定采用平流式隔油池设计处理炼油废水。设计中计算了隔油池的尺寸，并附有图示。1.1含油废水1.1.1含油废水的来源含油废水的来源很广，凡是直接与油接触的废水都含有油类。含油废水的含油量及其特征，随生产行业的不同变化极大，同一种工业也因生产工艺流程、设备和操作条件的不同而相差较大。例如：在石油炼厂，石油化工行业的蒸馏、裂化、叠和，焦化等工段排出的含油废水除含油外还有硫化物、酚、氰等毒性物质。沥青生产中产生的废水具有很高的粘性。机械制造业中的切削、研磨、压延等工程，需用乳化液进行冷却，而排出的乳化废液，其4中含有较多的油类及表面活性剂。洗涤零部件会产生乳化油废水。在轧钢厂，轧辊需润滑和冷却，从而排出大量的含油废水，这种废水除含油外，还含有大量的氧化铁皮。在船舶，车辆，飞机等交通运输主业的发动机清洗废水含有油分。油轮压舱水，油罐冲洗水均含有较高浓度的油分。此外，在餐饮业以及生活污水的排放中除含有油外含含有脂类；在纤维生产，使皮制造和其它许多行业或多或少的排出各类含油废水[5]。含油废水主要来源是石油，石油开采，石油化工，钢铁，焦化，煤气发生站，机械加工等工业企业。1.1.2含油废水的危害及污染特征含油污水排放到水体的主要危害表现在油滴覆盖水面，阻止空气中的氧溶解在水中，使水中溶解氧减少，导致水生生物死亡，妨碍水生植物的光和作用。，甚至水质变臭，破坏水资源的利用价值。因此，含油污水必须经过适当的处理后才可排放油类对环境的污染主要表现在生态系统及自然环境(土壤、水体)的严重影响。流到水体中的可浮油，形成油膜后会阻碍大气复氧，断绝水体氧的来源；而水体中的乳化油和溶解油，由于需氧微生物的作用，在分解过程中消耗水中的溶解氧(生成CO2和H2O)，使水体形成缺氧状态；水体中的二氧化碳浓度增高，使水体PH值降低到正常的范围以下，以致鱼类和水生生物不能生存。含油废水流到土壤，由于土层对油污的吸附和过滤作用，也会在土壤形成油膜，使空气难于渗透，阻碍土壤微生物的繁殖，破坏土层团粒结构。含油废水排入城市排水管道，对排水设备和城市污水处理厂都会造成影响，流入到生物处理构筑物的混合污水的含油浓度，通常不大于30-50mg/L，否则将影响活性污泥和生物膜的正常代谢过程[1]。51.1.3油类在水中的存在形式含油废水根据来源的不同和油类在水中的存在形式可以分为浮油、分散油，乳化油和溶解油四类：(1)浮油，浮油是废水中含油量的主要组成部分。炼油厂废水中这种状态的油含量约占60%到80%，以连续相漂浮于水面，形成油膜或油层。浮油在废水中的分散颗粒较大，一般大于100μm.易于从废水中分离出来，上浮于水面被破坏。(2)分散油,以微小油滴悬浮于水中，不稳定，经静止一段时间后往往变成浮油，其油滴的粒径为10-100μm。(3)乳化油，水中往往含有表面活性剂，使油成为稳定的乳化油，这种油品分散的粒径很小，一般小于10μm，大部分为0.1-2μm。呈乳化状态存在，不易从水中上浮去除。(4)溶解油，是一种以化学方式溶解的微粒分散油，油滴的直径比乳化油还要细，有时可小到几纳米。石油可以溶于水的量很少，一般为5-10mg/L。由此可以看出，浮油和乳化油的分离是处理含油废水的关键[1]。1.1.4含油废水的处理方法含油废水的处理方法很多，处理设备类型也多种多样，可以根据含油种类的不同选择不同的处理方法及设备。除油工艺流程也需要根据废水的水质水量、工艺条件和净化要求来决定[11]。生产装置排出的含油废水，应按其所含的污染物性质和数量来分类汇集处理。除油方法宜采用重力分离法除重油和浮油，采用气浮法、电解法、混凝沉淀法除去乳化油。在乳化剂存在的情况下，乳化剂会在油滴和水滴的表面形成一层稳定的薄膜，这样形成的乳状液非常稳定。当分散相是油滴时，称为油包水乳状液；当分散相是水滴时，称为油包水乳状液。由于乳化油废6水的状态稳定，在自然条件下不容易分层，因此，进行油水分离前须先破坏其稳定性，即破乳。破乳的原理是破坏油珠界面上的稳定的界膜，使油珠相互接近并聚集成大的油滴，从而浮升于水面，使油水得以分离[10]。浮油易于上浮，可以通过隔油池去除。乳化油比较稳定，不易上浮，用一般的隔油池无法去除，常用气浮，过滤和粗粒化等方法去除[11]。(1)重力分离法重力分离法是一种利用水的密度差进行分离的方法。此法可用于去除60μm以上的油粒和废水中的大部分固体颗粒。采用重力分离法最常用的设备是隔油池。它是利用油滴比水轻的特性，将油分离与水面并撇除。隔油池主要用于去除浮油或破乳后的乳化油。(2)气浮法气浮法是利用大量微细气泡吸附在预去除的颗粒(油滴)上，利用其体本身的浮力将污染物带出水面，达到分离目的的方法。气浮法按气泡产生的发式不同分鼓泡气浮，加压气浮和电解气浮等。(3)吸附法吸附法是利用亲油性材料吸附水中的油。(4)粗粒化法粗粒化法(亦叫聚结法)是含油废水通过一种填入粗粒化材料的装置，使污水中的微细油滴聚集成大的颗粒，达到油水分离的目的。(5)膜过滤法膜过滤法除油主要是利用微孔膜拦截油滴，主要用于去除乳化油和溶解油。(6)电磁吸附法将磁性颗粒与含油废水混合，油滴被磁性粒子吸附，然后，用磁分离装置将含油磁粒分离，污水得到净化。含油磁粒再作进一步处理，且即为电磁7吸附法。这种方法应用很少。(7)生物氧化法油类是一种烃类有机物，可用微生物将其分解氧化为二氧化碳和水。1.2炼油废水1.2.1炼油废水的来源、分类及性质炼油废水实造成水污染的主要污染源，在石油开采、炼制和石油化工生产中，含油废水的排放量是很大的。例如，一个年产25万吨的炼油厂，每小时排出的废水可达500-600m2。这种废水中的油品，其密度一般都小于1，他们在废水中以浮油，溶解油和乳化油三种存在形态。炼油厂的主要加工方法是直接蒸馏，重质油的裂化与蒸馏，某些馏分的精致等。炼油装置一般有常减压蒸馏，催化裂化，铂重整，加氧精致，脱沥青装置等。炼油厂的主要产品是汽油，煤油，柴油，润滑油，沥青和石蜡等。其生产废水一般是根据废水的水质进行分类分流的，主要是冷却水，含硫废水，含油废水，含碱废水有时还排出含酸废水[4]。(1)冷却废水：是冷却馏分时的间接冷却水，温度较高，有时由于设备渗漏等原因，冷却废水经常含油，但污染程度较轻。(2)含油废水：它直接与石油及油品接触，废水量在炼油厂中是最大的。主要污染物是油品，其中大部分是浮油，还有少量的硫，酚等。含油废水大部分来源于油品与油气的冷凝油，油气洗涤水，机泵冷却水，油罐洗涤水以及车间地面的冲洗水。(3)含硫废水：主要来源于催化及焦化装置，精馏塔塔顶分离器，油气洗涤水及加氢精致等。主要污染物是硫化物，油，酚等。(4)含碱废水：主要来自汽油、柴油等馏分的碱精致过程。主要含过量的碱、硫、酚、油、有机酸等。8(5)含酸废水：主要来自水处理装置，加酸泵房等。主要含硫酸和硫酸钙等。含盐废水：主要来自原有脱盐脱水装置，除含大量盐分外，还有一定量的原油[4]。1.2.2炼油废水的处理方法炼油废水的处理一般都是以含油废水为主，处理对象主要是浮油、乳化油、挥发酚、COD、BOD及硫化物等。对于其它一些废水(如含硫废水、含碱废水)一般都是进行预处理，然后汇集到含油废水系统进行集中处理。集中处理的方法仍然以生化方法为主。其中，含油废水要先通过上浮、气浮、粗粒化附聚等方法进行预处理，除去废水中的浮油和乳化油后在进行生化处理；含硫废水要先通过空气氧化、蒸汽气提等方法，除去废水中的硫和氨等在进行生化处理[7]。炼油厂排放的废水是水体污染的重要来源，炼油废水具有排放量大、成分复杂、处理难度大的特点。处理炼油废水的传统方法是俗称的所谓“老三套”工艺，它主要由三部分组成，即：隔油、气浮和生物处理。目前我国大多数的炼油企业采用的就是这套处理流程。“老三套”工艺存在的缺点主要在于：气浮除油耗药量大，运行费用高，稳定性差，而且伴生大量难以处理的污