Расчет нефтеловушки

Нефтеловушки являются основными сооружениями, предназначенными для отстаивания нефтесодержащих сточных вод. Нефтеловушки работают по принципу разности плотностей воды и отделяемых частиц. В процессе отстаивания происходит всплывание нефти и нефтепродуктов и выпадение осадка. Нефтеловушки обеспечивают очистку сточных вод до остаточного содержания нефти и нефтепродуктов не более 50-100 мг/л.

Рис.36 Расчетная схема нефтеловушки

Процесс разделения нефти и сточной воды при отстаивании происходит неравномерно во времени. Основная масса всплывает в течение первых 30 ÷ 40 мин., а затем процесс замедляется. В нефтеловушке при нормальной эксплуатации задерживаются частицы величиной более 100 мкм.

Теория расчета нефтеловушек допускает, что скорость движения воды во всех точках поперечного сечения нефтеловушки одинакова, а скорость всплытия частиц нефти постоянна в течение всего времени всплывания.

Скорость перемещения частиц нефти в нефтеловушке представляет собой равнодействующую w вертикальной скорости осаждения частиц u₀ и горизонтальной скорости движения воды вдоль нефтеловушки v. Таким образом, при длине нефтеловушки L и высоте рабочего слоя воды в ней (глубине) Н возможность задержания частиц нефти будет зависеть от соотношения величин u₀ и v.

1 Определяется по формуле Стокса скорость всплытия частиц нефти

u₀ = g·(d ²/18·ν)·[(ρв – ρ)ρ] , м/с,

где g – ускорение свободного падения, м/с²; g = 9,81 м/с²

d – диаметр всплывающих частиц нефти, м;

ν – кинематическая вязкость воды, м²/с;

ρ_в – плотность воды, кг/м³;

ρ – плотность нефти, кг/м³.

2 Определяется необходимая секундная производительность отстоя

Q = V_ч / 3600, м³/с или Q = V_сут / 24·3600, м³/с

где V_ч – часовой объем стоков, м³;

V_сут – суточный объем стоков, м³;

24 – число часов в сутках;

3600 – число секунд в часе.

3 Определяется наименьшая длина нефтеловушки

L_min = T·v, м

где Т – время отстоя, с;

v– скорость движения воды в нефтеловушке, м/с. Рекомендуется v = 0,005 ÷ 0,01 м/с ([5], стр.357)

4 Определяется наибольшая высота камеры отстоя

5 Практически наилучшие гидравлические условия работы нефтеловушки будут при соотношении H/L = 1/10 ÷ 1/20. Проверяется это соотношение. Если H/L >1/10 ÷ 1/20, то задаются высотой камеры отстоя (глубиной нефтеловушки) Н = 2 ÷ 3 м и определяют L из соотношения H/L = 1/10 ÷ 1/20. Должно соблюдаться условия L > L_min.

6 Определяется минимальная ширина нефтеловушки

B_min = Q/(v·H), м.

7 Принимается ширина нефтеловушки из конструктивных соображений. Рекомендуется принимать ширину нефтеловушки В обычно больше расчетной B_min). Принятая больше расчетной ширина нефтеловушки способствует уменьшению скорости движения воды в нефтеловушке, а также обеспечивает лучшие условия отстаивания. Принимается ширина нефтеловушки В = м.

Для уменьшения длины нефтеловушки ее можно выполнить двухсекционной с длиной каждой секции равной половине расчетной. Принимается длина нефтеловушки L = м, число секций n = .

Принимается высота камеры отстоя (глубина нефтеловушки) H = м.