[发明专利]一种提高餐厨垃圾油水分离的方法

权利要求书

1.一种提高餐厨垃圾油水分离的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、设定用于油水分离的固定罐体的结构参数和油水混合物的流体参数：

设定固定罐体内的长度为A₁、宽度为A₂，出油口高于出水口的高度差为h，且出油口为上宽下窄的梯形结构，其底边长为b、梯形腰倾斜角为θ；

设定一桶餐厨油水混合物的总质量为m，倾倒一桶餐厨油水混合物的时间为T；油水混合物中混合油的质量为m₁，混合水的质量为m₂＝m-m₁，混合油的密度为ρ₁，混合水的密度为ρ₂，出油口处混合油的流速为v，出油口处混合油的溢流高度为H；

S2、将餐厨桶内的油水混合物持续倒入用于油水分离的固定罐体内，在T₁时刻累积油层达到h时停止倒入，计算此时单位时间内出水口的流量Q₁：

在T₁时刻累积油层达到h时，混合油的厚度为h，此时混合油的质量为m₁＝A₁·A₂·h·ρ₁；根据单位时间内流量的计算公式得到单位时间内出水口的流量代入上述步骤S1中的m₂＝m-m₁，得到单位时间内出水口的流量

S3、继续将餐厨桶内剩余的油水混合物倒入油水分离的固定罐体内，油面继续上升，超过油层高度界限h后混合油从出油口溢出，在剩余的T₂时刻内结束溢流，计算单位时间内出油口的溢流量Q₂：

根据单位时间内流量的计算公式得到单位时间内出油口的流量其中T₂＝T-T₁；根据单位时间内流量的计算公式Q＝Av，得到单位时间内出油口的流量Q₂＝(bH+H²costθ)·v；

S4、针对上述步骤S2、S3中计算的出水口流量Q₁和出油口溢流量Q₂，采用控制变量法优化固定罐体的结构参数，满足最快油水分离速度：

油水分离速度与单位时间内油水混合物的分离流量Q相关等于单位时间内出水口溢流流量Q₁与出油口溢流量Q₂之和，在油水混合物的流体参数固定的情况下Q₁为常量，油水分离速度与梯形腰倾斜角θ有关；

根据固定罐体的长度A₁、宽度A₂，得到固定罐体的内表面积为S≈A₁·A₂，因此得到单位时间内混合油的溢流高度结合上述步骤S3中得到的出油口溢流量Q₂的计算公式Q₂＝(bH+H²cotθ)·v，化简得到S＝(b+H cotθ)，式中，C为修正系数取值0.6，代入油水混合物的流体参数最终计算得到梯形腰倾斜角θ的范围。

2.根据权利要求1所述的一种提高餐厨垃圾油水分离的方法，其特征在于：所述步骤S1中，出油口与出水口的高度差h的设定范围为8～10mm，并取最大高度h＝10mm进行计算。

3.根据权利要求2所述的一种提高餐厨垃圾油水分离的方法，其特征在于：所述步骤S1中，设定一桶餐厨油水混合物的总质量m为20kg，倾倒一桶餐厨油水混合物的时间T为10s；混合油的密度ρ₁设定范围为0.6～0.8g/cm³，混合水的密度ρ₂设定范围为1.0～1.05g/cm³。

4.根据权利要求3所述的一种提高餐厨垃圾油水分离的方法，其特征在于：所述步骤S1中，设定固定罐体内的长度A₁为0.7m、宽度A₂为0.5m，出油口梯形结构的底边长b为0.1m，混合油的流速v设定为2m/s。

5.根据权利要求4所述的一种提高餐厨垃圾油水分离的方法，其特征在于：所述步骤S4中，梯形腰倾斜角θ的范围为20～25°。