平流式隔油池工艺设计计算
工艺原理与功能
平流式隔油池是污水处理中常用的油水分离设备,通过重力分离原理实现油类污染物去除，其核心是利用油水密度差（油密度约0.9-0.95g/cm³，水约1.0g/cm³），使水中浮油上浮至水面，随后通过撇油装置收集，从而实现油水分离。
平流式隔油池的结构包括进水区、隔油区、出水区、集油槽及撇油装置等部分，污水从进水区进入后，以平流方式通过隔油区，油滴在重力作用下上浮至水面，形成油膜；随后通过撇油装置（如机械撇油机、浮筒式撇油器）将油膜收集至集油槽，最终排出，该工艺属于一级预处理环节，适用于含油污水（如石油化工、食品加工、餐饮废水等）的处理。
设计参数与依据
平流式隔油池的设计需遵循《室外排水设计规范》（GB 50014-2021）、《给水排水设计手册》等标准，主要设计参数包括：
- 设计流量：采用最大日平均时流量（Qmax），并考虑污水量总变化系数（Kz），即 ( Q{text{设计}} = Q{text{max}} times K_z )。
- 设计停留时间：通常取30-60分钟，具体根据油类浓度、水温调整（油类浓度高或水温低时取大值）。
- 表面负荷：指单位池表面积的处理流量，一般取5-10 m³/(m²·h)，油类浓度高时可适当降低。
- 有效水深：通常为0.6-1.5m，常用1.0-1.2m，需保证撇油装置安装空间。
- 温度修正：水温低于15℃时，因油水密度差减小，需延长停留时间或提高表面负荷。
主要设计计算步骤
设计流量确定
以某市政污水处理厂为例,设计最大日流量Qmax=5000 m³/d，根据规范查得Kz=1.3，则设计流量：
[ Q_{text{设计}} = 5000 , text{m}^3/text{d} times 1.3 = 6500 , text{m}^3/text{d} = 0.0278 , text{m}^3/text{s} ]
有效容积计算
设计停留时间取45分钟（0.75h），则有效容积：
[ V = Q_{text{设计}} times t = 0.0278 , text{m}^3/text{s} times 0.75 , text{h} times 3600 , text{s/h} = 742.2 , text{m}^3 ]
平面尺寸计算
有效水深取1.0m，则池表面积：
[ A = frac{V}{h} = frac{742.2 , text{m}^3}{1.0 , text{m}} = 742.2 , text{m}^2 ]
池宽一般不超过5m，取B=4.5m，则池长：
[ L = frac{A}{B} = frac{742.2 , text{m}^2}{4.5 , text{m}} = 164.92 , text{m} ]
长宽比L/B=164.92/4.5≈36.6（符合4-10的要求）。
集油槽容积计算
集油槽停留时间取2分钟（0.033h），则集油槽容积：
[ V{text{集}} = Q{text{设计}} times t_{text{集}} = 0.0278 , text{m}^3/text{s} times 0.033 , text{h} times 3600 , text{s/h} = 33.1 , text{m}^3 ]
集油槽尺寸：宽0.6m，深0.8m，长L集=V集/(宽×深)=33.1/(0.6×0.8)=69.4m，与池长匹配。
撇油装置选型
根据集油槽尺寸和撇油量（Q撇=Q设计×ρ油/ρ水×(1-ρ水/ρ油)，油≈0.92g/cm³，ρ水≈1g/cm³），计算撇油量约为Q设计×2%（即130 m³/d），选择机械撇油机，流量≥130 m³/d，动力功率≤1.5kW。
关键设计要点与注意事项
- 停留时间控制：需严格保证设计停留时间，可通过调整池长或有效水深实现，若停留时间不足，会导致油类无法充分分离。
- 表面负荷优化：表面负荷过高会缩短油滴上浮时间，降低分离效率；过低则增加池体容积，需根据油类浓度调整，一般工业废水表面负荷取5-7 m³/(m²·h)，生活污水取8-10 m³/(m²·h)。
- 温度补偿：低温环境下（<15℃），油水密度差减小，需延长停留时间20%-30%或增加表面负荷，可通过增加加热装置（如热水循环）提高水温。
- 排泥设计：隔油池底部需设排泥管，定期排泥（每周1-2次），防止沉泥积聚影响水流，排泥管直径≥150mm，坡度≥0.01。
- 防腐处理：油类对金属具有腐蚀性，池体材料可采用不锈钢（304/316）或玻璃钢，表面涂防腐涂层。
典型应用案例
某石油化工企业含油废水处理工程,设计流量300 m³/h，采用平流式隔油池，设计参数：停留时间60分钟，表面负荷5 m³/(m²·h)，有效水深1.2m，池长120m、宽5m、高1.5m，运行后，油类去除率可达90%以上，符合《石油炼制工业污染物排放标准》（GB 31571-2015）要求。
常见问题解答（FAQs）
平流式隔油池的设计停留时间如何确定？
答：根据《室外排水设计规范》GB 50014-2021，一般取30-60分钟，具体需结合油类浓度、水温调整：油类浓度＞100mg/L或水温＜15℃时，停留时间取上限（60分钟）；浓度低、水温高时，可取下限（30分钟）。
设计时如何考虑温度对油水分离的影响？
答：温度升高会减小油水密度差（如15℃时密度差约0.1g/cm³，30℃时约0.08g/cm³），导致分离效率降低，可通过以下方式补偿：
- 延长停留时间（如水温15℃时，停留时间延长20%-30%）；
- 提高表面负荷（如水温15℃时，表面负荷降低至5-6 m³/(m²·h)）；
- 安装加热装置（如热水循环系统），将水温提升至20℃以上，保证分离效果。
（全文约1307字）
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