So verwenden Sie den Stokes Rise & Coalescing Plate-Rechner für den industriellen Öl-Wasser-Abscheider
- Geben Sie den geplanten Abwasserdurchfluss (m³/h) ein und passen Sie die Optionen nach Bedarf an.
- Führen Sie das Tool aus und überprüfen Sie seine Ergebnisse, Beweise und Einschränkungen.
- Kopieren oder laden Sie das Ergebnis herunter und vergleichen Sie es dann mit der tatsächlichen Website, den Quelldaten oder den Geschäftsunterlagen.
Versuchen Sie es mit einem konkreten Beispiel
Der Standarddurchfluss beträgt 25 m³/h bei 20 °C, Öl-SG 0,88, 40 μm Tröpfchen, 1500 ppm Einlassöl und CPI-Konfiguration. Die ungefähren Wassereigenschaften und das Stokes-Gesetz ergeben eine freie Aufstiegsgeschwindigkeit von etwa 0,359 m/h. Eine angenommene 14-fache CPI-Verstärkung ergibt eine projizierte Fläche von etwa 4,97 m², angezeigt als 5,0 m². Die Probenabmessungen betragen 1,4 m Breite, 3,5 m Länge und 1,4 m Tiefe, etwa 6,9 m³ und eine Retention von 16,6 Minuten. Bei einer angenommenen Entfernung von 98 % beträgt der Auslassölgehalt 30 ppm. Diese Annahme stellt keine Aufbereitungsleistung oder Einleitungskonformität für echtes emulgiertes Abwasser dar.
So interpretieren Sie Ergebnisse
Industrielle Öl-Wasser-Abscheider (einschließlich API-Schwerkraftbecken, CPI-Wellplattenabscheidern, TPI-Abscheidern mit geneigter Platte und DAF-Einheiten zur Flotation gelöster Luft) dienen als wesentliche primäre Umweltbehandlungseinheiten für petrochemische Raffinerien, Meeresballastwasser, Bearbeitungswaschstraßen und Stahlwerke. Ölhaltiges Abwasser enthält frei schwebendes Öl (>150 μm, schwimmt beim Stehen schnell), dispergierte Öltröpfchen (20 bis 150 μm, suspendiert durch viskosen Wasserwiderstand) und chemisch emulgiertes Öl (<20 μm, stabilisiert durch Tenside). Die Trennungsphysik beruht auf Auftriebsunterschieden, die durch das Stokes-Gesetz beschrieben werden. Während herkömmliche API-Schwerkraftbecken enorme zivile Stellflächen erfordern und Schwierigkeiten beim Auffangen von Tröpfchen unter 150 μm haben, verkürzen moderne CPI-Plattenpakete die vertikalen Aufstiegsstrecken von Metern auf Millimeter, wodurch feine Tröpfchen auf oleophilen Oberflächen zu großen Kügelchen zusammenwachsen und die Stellfläche der Ausrüstung um über 80 % reduziert wird.
Häufig gestellte Fragen
Welche physikalische Bedeutung hat das Stokessche Gesetz bei der Öl-Wasser-Trennung und welche Parameter sind für die Trenneffizienz am empfindlichsten?
Die Endanstiegsgeschwindigkeitsformel von Stokes lautet Vt = (g · (rho_w - rho_o) · d²) / (18 · mu). Wichtige physikalische Erkenntnisse: Erstens der Effekt des quadratischen Tropfendurchmessers (d²): Die Aufstiegsgeschwindigkeit skaliert mit dem Quadrat des Tropfendurchmessers. Ein 40-μm-Tröpfchen steigt viermal schneller auf als ein 20-μm-Tröpfchen und 16-mal schneller als ein 10-μm-Tröpfchen. Daher dürfen Zentrifugalpumpen mit hoher Scherung niemals vor Separatoren eingesetzt werden. Verwenden Sie Exzenterschnecken- oder Membranpumpen mit niedriger Scherung, um eine mechanische Emulgierung zu verhindern. Zweitens, Dichteunterschied: Die Auftriebsgeschwindigkeit hängt direkt von (rho_w – rho_o) ab; Schweröle nahe der Dichte des Wassers trennen sich sehr langsam. Drittens Temperatur und Viskosität: Wärmeres Wasser verringert die dynamische Viskosität mu; Kalte Winterbetriebe verschlechtern die Trennleistung erheblich.
Warum erreichen Corrugated Plate Interceptors (CPI) im Vergleich zu herkömmlichen Schwerkraftbecken eine so drastische Reduzierung der Stellfläche?
Herkömmliche API-Schwerkraftbecken halten Wassertiefen von 1,5 bis 2,5 Metern aufrecht; Kleine Öltröpfchen müssen die gesamte vertikale Tiefe durchqueren, um Oberflächenskimmer zu erreichen, was lange Verweilzeiten von 1 bis 2 Stunden erfordert. Im Gegensatz dazu stapeln CPI-Pakete oleophile Wellplatten in 45°- oder 60°-Winkeln mit einem Abstand von nur 20 bis 40 mm. Die Tröpfchen steigen nur wenige Millimeter hoch, bevor sie auf die Unterseite der Platte auftreffen und sich zu kontinuierlichen Ölschichten zusammenfügen, die entlang des Hangs nach oben kriechen. Dies vervielfacht die effektive Planabsetzfläche mit der Anzahl der gestapelten Platten und verkürzt die hydraulischen Verweilzeiten von 90 Minuten auf 15 bis 20 Minuten.
Wie verhindern Ingenieure hydraulische Kurzschlüsse und turbulente Wiedereinschlüsse in Öl-Wasser-Abscheidern und wie werden die Reynolds- und Froude-Zahlen kontrolliert?
Die Schwerkrafttrennung erfordert streng laminare, nicht turbulente Bedingungen: Erstens müssen die Reynolds-Zahlen (Re) des Wassers deutlich unter 500 bleiben (idealerweise < 200); Turbulente Wirbelströme zerreißen verschmelzende Tröpfchen und reißen sie wieder in den Abwasserstrom mit. Zweitens installieren Sie Einlassverteilungsleitbleche: Perforierte Strömungsverteilungswände mit 15 % bis 20 % offener Fläche sorgen für eine gleichmäßige hydraulische Verteilung über den gesamten Tankquerschnitt und verhindern so Hochgeschwindigkeitsstrahlen, tote Zonen und Kurzschlusskanäle. Drittens sollten am Abfluss über die gesamte Breite verstellbare Überlaufwehre verwendet werden, um einen gleichmäßigen Wasserstand aufrechtzuerhalten.
Reicht bei tensidreichen emulgierten Bearbeitungskühlmitteln die physikalische Koaleszenz aus und welcher Behandlungsstrang ist erforderlich?
Physikalische Schwerkraft und koaleszierende Medien können nur frei schwebendes und nicht emulgiertes dispergiertes Öl einfangen; Gegenüber chemisch emulgierten, milchigen, durch Tenside stabilisierten Emulsionen versagen sie gänzlich. Eine ordnungsgemäße Behandlung erfordert eine chemische Demulgierung, gefolgt von einer Flotation mit gelöster Luft (DAF): Schritt eins dosiert Gerinnungsmittel (PAC) oder organische Demulgatoren, um Oberflächen-Zeta-Potentiale zu neutralisieren und Öltröpfchen zu Flocken zu destabilisieren. In Schritt zwei wird unter Druck stehendes, mit Luft gesättigtes Recyclingwasser (3 bis 5 bar) eingespritzt, wodurch 20 bis 40 μm große Mikroblasen entstehen, die sich an destabilisierten Ölstiftflocken festsetzen und diese als entrahmten Schlamm an die Oberfläche schwimmen lassen, wodurch der Abwasserölgehalt auf unter 5 ppm reduziert wird.