隔油池設計計算

如何進行水處理？

衡美水處理為您介紹一種經久耐用、性能卓越的水處理設備——隔油池，並向您介紹隔油池的設計及計算方法。

第一章  文獻綜述

一、含油廢水

1、含油廢水的來源

含油廢水的來源很廣，凡是直接與油接觸的廢水都含有油類。含油廢水的含油量及其特征，隨生產行業的不同變化極大，同一種工業也因生產工藝流程、設備和操作條件的不同而相差較大。例如：在石油煉廠，石油化工行業的蒸餾、裂化、疊和，焦化等工段排出的含油廢水除含油外還有硫化物、酚、氰等毒性物質。瀝青生產中產生的廢水具有很高的粘性。  

機械製造業中的切削、研磨、壓延等工程，需用乳化液進行冷卻，而排出的乳化廢液，其中含有較多的油類及表麵活性劑。洗滌零部件會產生乳化油廢水。在軋鋼廠，軋輥需潤滑和冷卻，從而排出大量的含油廢水，這種廢水除含油外，還含有大量的氧化鐵皮。在船舶，車輛，飛機等交通運輸主業的發動機清洗廢水含有油分。油輪壓艙水，油罐衝洗水均含有較高濃度的油分。此外，在餐飲業以及生活汙水的排放中除含有油外含含有脂類；在纖維生產，使皮製造和其它許多行業或多或少的排出各類含油廢水。  

含油廢水主要來源是石油，石油開采，石油化工，鋼鐵，焦化，煤氣發生站，機械加工等工業企業。

2、含油廢水的危害及汙染特征  

含油汙水排放到水體的主要危害表現在油滴覆蓋水麵，阻止空氣中的氧溶解在水中，使水中溶解氧減少，導致水生生物死亡，妨礙水生植物的光和作用，甚至水質變臭，破壞水資源的利用價值。因此，含油汙水必須經過適當的處理後才可排放。  

油類對環境的汙染主要表現在生態係統及自然環境(土壤、水體)的嚴重影響。流到水體中的可浮油，形成油膜後會阻礙大氣複氧，斷絕水體氧的來源；而水體中的乳化油和溶解油，由於需氧微生物的作用，在分解過程中消耗水中的溶解氧(生成CO2和H2O)，使水體形成缺氧狀態；水體中的二氧化碳濃度增高，使水體PH值降低到正常的範圍以下，以致魚類和水生生物不能生存。含油廢水流到土壤，由於土層對油汙的吸附和過濾作用，也會在土壤形成油膜，使空氣難於滲透，阻礙土壤微生物的繁殖，破壞土層團粒結構。含油廢水排入城市排水管道，對排水設備和城市汙水處理廠都會造成影響，流入到生物處理構築物的混合汙水的含油濃度，通常不大於30-50mg/L，否則將影響活性汙泥和生物膜的正常代謝過程。

3、油類在水中的存在形式  

含油廢水根據來源的不同和油類在水中的存在形式可以分為浮油、分散油，乳化油和溶解油四類：

（1）浮油，浮油是廢水中含油量的主要組成部分。煉油廠廢水中這種狀態的油含量約占60%到80%，以連續相漂浮於水麵，形成油膜或油層。浮油在廢水中的分散顆粒較大，一般大於100μm. 易於從廢水中分離出來，上浮於水麵被破壞。

（2）分散油,以微小油滴懸浮於水中，不穩定，經靜止一段時間後往往變成浮油，其油滴的粒徑為10-100μm。

（3）乳化油，水中往往含有表麵活性劑，使油成為穩定的乳化油，這種油品分散的粒徑很小，一般小於10μm，大部分為0.1-2μm。呈乳化狀態存在，不易從水中上浮去除。

（4）溶解油，是一種以化學方式溶解的微粒分散油，油滴的直徑比乳化油還要細，有時可小到幾納米。石油可以溶於水的量很少，一般為5-10mg/L。

由此可以看出，浮油和乳化油的分離是處理含油廢水的關鍵。

4、含油廢水的處理方法      

含油廢水的處理方法很多，處理設備類型也多種多樣，可以根據含油種類的不同選擇不同的處理方法及設備。除油工藝流程也需要根據廢水的水質水量、工藝條件和淨化要求來決定。      

生產裝置排出的含油廢水，應按其所含的汙染物性質和數量來分類匯集處理。除油方法宜采用重力分離法除重油和浮油，采用氣浮法、電解法、混凝沉澱法除去乳化油。在乳化劑存在的情況下，乳化劑會在油滴和水滴的表麵形成一層穩定的薄膜，這樣形成的乳狀液非常穩定。當分散相是油滴時，稱為油包水乳狀液；當分散相是水滴時，稱為油包水乳狀液。由於乳化油廢水的狀態穩定，在自然條件下不容易分層，因此，進行油水分離前須先破壞其穩定性，即破乳。破乳的原理是破壞油珠界麵上的穩定的界膜，使油珠相互接近並聚集成大的油滴，從而浮升於水麵，使油水得以分離。      

浮油易於上浮，可以通過隔油池去除。乳化油比較穩定，不易上浮，用一般的隔油池無法去除，常用氣浮，過濾和粗粒化等方法去除。

（1）重力分離法  

重力分離法是一種利用水的密度差進行分離的方法。此法可用於去除60μm以上的油粒和廢水中的大部分固體顆粒。采用重力分離法最常用的設備是隔油池。它是利用油滴比水輕的特性，將油分離與水麵並撇除。隔油池主要用於去除浮油或破乳後的乳化油。

（2）氣浮法      

氣浮法是利用大量微細氣泡吸附在預去除的顆粒(油滴)上，利用其體本身的浮力將汙染物帶出水麵，達到分離目的的方法。氣浮法按氣泡產生的發式不同分鼓泡氣浮，加壓氣浮和電解氣浮等。

（3）吸附法  

吸附法是利用親油性材料吸附水中的油。   

（4）粗粒化法  

粗粒化法(亦叫聚結法)是含油廢水通過一種填入粗粒化材料的裝置，使汙水中的微細油滴聚集成大的顆粒，達到油水分離的目的。   

（5）膜過濾法  

膜過濾法除油主要是利用微孔膜攔截油滴，主要用於去除乳化油和溶解油。   

（6）電磁吸附法      

將磁性顆粒與含油廢水混合，油滴被磁性粒子吸附，然後，用磁分離裝置將含油磁粒分離，汙水得到淨化。含油磁粒再作進一步處理，且即為電磁吸附法。這種方法應用很少。

（7）生物氧化法      

油類是一種烴類有機物，可用微生物將其分解氧化為二氧化碳和水。

     二、煉油廢水

1、煉油廢水的來源、分類及性質  

煉油廢水實造成水汙染的主要汙染源，在石油開采、煉製和石油化工生產中，含油廢水的排放量是很大的。例如，一個年產25萬噸的煉油廠，每小時排出的廢水可達500-600㎡。這種廢水中的油品，其密度一般都小於1，他們在廢水中以浮油，溶解油和乳化油三種存在形態。     

煉油廠的主要加工方法是直接蒸餾，重質油的裂化與蒸餾，某些餾分的精致等。煉油裝置一般有常減壓蒸餾，催化裂化，鉑重整，加氧精致，脫瀝青裝置等。煉油廠的主要產品是汽油，煤油，柴油，潤滑油，瀝青和石蠟等。其生產廢水一般是根據廢水的水質進行分類分流的，主要是冷卻水，含硫廢水，含油廢水，含堿廢水有時還排出含酸廢水。

（1）冷卻廢水：是冷卻餾分時的間接冷卻水，溫度較高，有時由於設備滲漏等原因，冷卻廢水經常含油，但汙染程度較輕。

（2）含油廢水：它直接與石油及油品接觸，廢水量在煉油廠中是最大的。主要汙染物是油品，其中大部分是浮油，還有少量的硫，酚等。含油廢水大部分來源於油品與油氣的冷凝油，油氣洗滌水，機泵冷卻水，油罐洗滌水以及車間地麵的衝洗水。

（3）含硫廢水：主要來源於催化及焦化裝置，精餾塔塔頂分離器，油氣洗滌水及加氫精致等。主要汙染物是硫化物，油，酚等。

（4）含堿廢水：主要來自汽油、柴油等餾分的堿精致過程。主要含過量的堿、硫、酚、油、有機酸等。

（5）含酸廢水：主要來自水處理裝置，加酸泵房等。主要含硫酸和硫酸鈣等。含鹽廢水：主要來自原有脫鹽脫水裝置，除含大量鹽分外，還有一定量的原油。

2、煉油廢水的處理方法   

煉油廢水的處理一般都是以含油廢水為主，處理對象主要是浮油、乳化油、揮發酚、COD、BOD及硫化物等。對於其它一些廢水(如含硫廢水、含堿廢水)一般都是進行預處理，然後匯集到含油廢水係統進行集中處理。集中處理的方法仍然以生化方法為主。其中，含油廢水要先通過上浮、氣浮、粗粒化附聚等方法進行預處理，除去廢水中的浮油和乳化油後在進行生化處理；含硫廢水要先通過空氣氧化、蒸汽氣提等方法，除去廢水中的硫和氨等在進行生化處理。  

煉油廠排放的廢水是水體汙染的重要來源，煉油廢水具有排放量大、成分複雜、處理難度大的特點。處理煉油廢水的傳統方法是俗稱的所謂“老三套”工藝，它主要由三部分組成，即：隔油、氣浮和生物處理。目前我國大多數的煉油企業采用的就是這套處理流程。“老三套”工藝存在的缺點主要在於：氣浮除油耗藥量大，運行費用高，穩定性差，而且伴生大量難以處理的汙泥，造成二次汙染；傳統活性汙泥法對N的去除率較低，抗衝擊能力差，易於發生汙泥膨脹。

 3、煉油廠廢水處理工藝

（1）某煉油廠煉油廢水處理工藝流程如圖所示：

工藝流程主要為隔油工序，一，二級浮選工序和生化處理工序。汙水經沉澱處理後，進入曝氣係統；曝氣出水經壓力管道排放。設有隔油、浮選、曝氣、泵房、空氣壓縮機等崗位。按照處理功能可分為以下四個部分。

A、隔油係統  

含油廢水由廠區自流入廢水處理裝置內，經過水封井、格柵、沉砂池、計量槽、配水井，自流入隔油池。廢水中的可浮油在隔油池停留過程中，經處理後浮於水麵，收油時通過集油管流入集油間，再用汙油泵打入汙油脫水罐，經加溫沉降脫水，合格汙油再用汙油泵送往  接收罐區。隔油池處理後的水進入一級浮選泵。在隔油池前設有事故調解池，用於水質和水量的調節。

B、浮選係統                                

隔油池出水仍含油部分浮油及乳化油，采用加壓溶氣浮選法去除。     

隔油池出水通過泵進入溶氣罐，溶氣罐加入壓縮空氣使其溶於水中，再經過減壓後，水腫過飽和的空氣形成許多極微小的氣泡釋放出來，在上升至水麵的過程中，由於氣泡的表麵張力作用，將乳化與水中的油滴帶到水麵，然後，將浮油刮至集沫槽中，讓其自流入油泥池，再用泵打入油泥幹化廠。  

為了進一步提高浮選效果，在一，二級浮選泵入口分別投加絮凝劑。  

C、曝氣係統      

經過二級浮選處理後的水，自流至曝氣係統配水井，從曝氣池的底部進入池內，在表麵曝氣葉輪旋轉產生的離心力的作用下，通過導流筒，將活性汙泥和汙水組成的混合液提升上來，同時吸入空氣，強烈攪動將氣泡打碎，使氣水充分混合，並將水由葉輪向四周甩出，形成水躍，增加水和氣的接觸機會，從而增加水中的溶解氧。混合液在曝氣區內循環後，經過導流區流入澄清區。在澄清區內，活性汙泥和淨化水進行分離，活性汙泥沉降到沿池底回流縫回到曝氣區，剩餘汙泥由排泥閥排出，淨化水則經曝氣池周圍的出水槽流出排放。

D、汙泥處理及處置係統     

隔油池及沉砂池所產生的汙泥及曝氣池所產生的剩餘活性汙泥經濃縮池濃縮後，采用離心機進行離心脫水，在進行焚燒處理，也可直接送固體廢棄物堆埋場作填埋處理。隔油池所產生的輕質油送脫水罐，經加熱使油水分層進而得以分離。有脫水後再回收利用，在乳選產生乳化油，因含有絮凝劑，又不易脫水，故送幹化廠自然晾幹，晾幹後進行焚燒處理或直接送填埋場作填埋處理。

（2）主要構築物     

沉砂池，隔油池，曝氣池，浮選池，豎流式沉澱池，事故調解池，活性汙泥幹化池，油泥幹化池，貯砂池，油泥池，活化池，生活汙水池，循環水池，溶藥池，排入水池，回流水池。

（3）運行中的管理

A、保證含油廢水的預處理效果為後續工藝創造良好的水質條件。進水中如硫、酚、輕油突然增加或PH值大幅度變化，將直接影響浮選效果。同時預處理達不到設計的要求，將影響生化係統的運行，嚴重時會破壞活性汙泥係統的汙泥活性。尤其乳化油和重油進入生化係統後，活性汙泥顆粒被油黏附並包裹，微生物的呼吸，新陳代謝和生長繁殖受到限製，生化處理效果下降，有時會出現汙泥上浮，大量死亡等現象，嚴重影響生產的正常運行。因此，在生產運行中，要嚴格監控進水水質的變化情況，保證生產平穩受控。其主要手段是在完成正常操作的同時，加強水質監測，以便及時準確地分析判斷係統的工藝運行狀況，及時調整工藝運行方式。運行中，一般對水中的油、COD、揮發酚、氫化物、磷酸根、氨氮等每日分析一次，對PH值則兩小時分析一次(PH值得變化可能在某種程度上反映水質的變化)，同時注意進行直觀檢查，遇有異常情況立即增加分析項目與頻次。根據分析與判斷，對因操作原因造成的水質波動要從操作上予以完善。如水質惡化，要立即切換調解池予以緩衝。以防生化係統受到衝擊，待水質好轉後再緩慢少量逐步送回。

B、做好浮油回收，防止二次汙染。浮油脫水前要先靜止12h以上，並采用蒸汽加熱至60-80℃，溫度要嚴格控製在此範圍內。采用罐底排水的方式除去油中水分，保證脫水處理後，油中含水量不大於5%。同時脫水操作必須嚴防汙油流入下水道造成再次汙染。進油和向外送油前後，汙油管線必須及時用蒸汽吹掃，防止汙油粘持管線內壁或閥門及設備內，再乘堵塞，影響生產正常運行。

C、處理好油泥，創造良好的環境效益。油泥是煉油廢水處理的產物，也是含油廢水去除汙染物效果的最終體現。但油泥又是比較難於處理的，最徹底的方法是局部焚燒，但是焚燒前要進行濃縮和脫水，多種油泥匯合到一起可以達到預期的濃縮效果。脫水設備比較難以選擇。實踐證明，采用轉鼓式離心機對油泥進行脫水可以基本上滿足油泥脫水的要求。脫水後油泥含水率在10%左右，大大減輕了油泥焚燒的負擔。

D、保持活性汙泥係統的汙泥活性和數量是維持係統長期穩定運行的關鍵。煉油廢水水質變化頻繁，極易對活性汙泥造成危害，同時營養源比例也滿足不了BOD5/N/P的需要。運行中一般投加磷酸氫二鈉作為磷源來補充係統對磷的需求，但是如果係統中有生活汙水，作補充營養源的話，則不必投加任何營養物。運行中遇有水質衝擊時可以暫停部分曝氣池進水，進行充氧悶曝，使活性汙泥得以再馴化，待活性汙泥恢複後再進水運行，然後再對另一部分曝氣池進行同樣的恢複馴化。保證全係統的連續穩定運行。另外，通過提高進水質量，加強鼓風曝氣，並加大剩餘汙泥排放量，使係統活性汙泥快速繁殖。曝氣池 內微生物得以置換，這樣，汙泥也會很快恢複其活性。   

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