一種油污混合物分離系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供一種油污混合物分離系統(tǒng)，其主體為大致圓柱筒狀的分離器主體(114)，主要部件包括螺旋槽筒體(104)、螺旋槽(108)、混合液射入口(110)、排水管(113)、顆粒物沉降板(111)和分離器主體(114)；在分離器主體(114)內(nèi)側(cè)設(shè)置有螺旋槽筒體(104)，緊貼于螺旋槽筒體(104)內(nèi)壁安裝有螺旋槽(108)；在分離器主體(114)下部設(shè)置有混合液入口(109)，混合液入口(109)的混合液進(jìn)入流速在2m／s以上。使用本發(fā)明的油污混合物分離系統(tǒng)能夠控制油水分離的比例，并且應(yīng)用范圍廣泛。
【專利說明】一種油污混合物分離系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于物質(zhì)物理分離領(lǐng)域，具體涉及一種油污混合物分離系統(tǒng)，其適用于處理量大的石油化工行業(yè)中的油污混合物分離系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，廢水污染與日俱增，環(huán)境污染越來越受到人民的重視，而含油廢水是眾多廢水中常見的，易于帶來環(huán)境污染的工業(yè)和生活廢水，危害嚴(yán)重，其處理在國內(nèi)外均引起高度重視。目前在石油開采、石油煉制、石油化工、車輛清洗、機(jī)械制造、食品加工等過程中均會產(chǎn)生含油廢水。油類污染物一旦進(jìn)入水體立刻在水面擴(kuò)散形成油膜，阻止水體從大氣中復(fù)氧。油類遷移范圍廣、降解速度慢，最終影響人類健康。根據(jù)含油廢水的來源和油類在水中的存在形式不同，可分為:浮油、分散油、乳化油和溶解油四大類。這些油類成分復(fù)雜，含有大量礦物油或植物油、乳化劑及其它有機(jī)物，乳化程度高、性質(zhì)穩(wěn)定、去除難度大。因此，如何高效進(jìn)行油水分離以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)仍是一個難題。
[0003]目前常用的處理含油廢水的方法有重力分離法、離心分離法、氣浮法、超濾法、過濾法、吸附法等。各處理法都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。重力分離法和離心分離法只能分離水中的浮油和少量粒徑較大的分散油，對于分散、乳化、溶解的油基本沒有去除效果，因此通常作為含油廢水的預(yù)處理裝置。氣浮法是根據(jù)浮力的作用原理，將乳化油和分散油的油珠粘附在大量的微氣泡上，氣泡由于自身的浮力將油珠帶出水面，以實(shí)現(xiàn)固液分離過程。在實(shí)際應(yīng)用中，由于廢水水質(zhì)不同，綜合考慮處理效果和基建、運(yùn)行費(fèi)用等因素，所選的氣浮工藝也有所不同。比較常見的是真空溶氣氣浮法和加壓溶氣氣浮法，前者受各種因素限制目前使用很少，后者是最常采用的氣浮法。氣浮法一般和混凝技術(shù)相結(jié)合，可以去除水中大部分分散油，對乳化和溶解的油也有一定的去除率，因此是采用最多的含油廢水處理方法。但現(xiàn)有傳統(tǒng)氣浮法處理含油廢水存在幾大缺點(diǎn):浮油難處理，浮選時間停留較長；污泥易沉積在氣浮池底，釋放器頻繁堵塞；在處理量大的時候，氣浮設(shè)備占地面積大，投資費(fèi)用高；設(shè)備整體性不完整，安裝繁瑣；對`以乳化油和溶解油為主的含油廢水，傳統(tǒng)氣浮的去除效果不佳。
[0004]超濾法近些年來主要用于濃縮乳化的礦物油。盡管超濾技術(shù)在一定條件下可以有效分離油水，但濃縮過程中產(chǎn)生的膜污染會導(dǎo)致膜通量嚴(yán)重衰減，跨膜壓差大幅上升，膜壽命縮短，膜分離效率下降，能耗增大。大部分超濾膜在運(yùn)行半年之后就進(jìn)入頻繁清洗期，不但消耗大量清洗劑，而且產(chǎn)生含油清洗液的二次污染問題。很少有超濾膜的使用壽命可以超過兩年。由于膜的投資通常較大，超濾除油系統(tǒng)的初期投資和運(yùn)行成本都很高。此外超濾對浮油的耐受極低，一旦系統(tǒng)中由于預(yù)處理不善、濃縮析出等原因產(chǎn)生浮油，會對超濾膜帶來不可逆轉(zhuǎn)的破壞。
[0005]過濾和吸附法主要是用特殊濾料(核桃殼，吸油塑料)等來吸附水中微量的油。這種方法僅適用于廢水中含油量很低的情況，否則會造成濾料很快飽和。頻繁的清洗和再生會造成濾料的機(jī)械損傷，并且由于難以徹底反洗濾料會逐漸失效，需要經(jīng)常進(jìn)行補(bǔ)充，運(yùn)行費(fèi)用較高。且當(dāng)油滴乳化時該方法的去除效果不佳。中國專利CN201342267Y公開的高效油水分離裝置是這樣實(shí)現(xiàn)的:包括分離容器和隔板，分離容器上部一側(cè)設(shè)置水泵，分離容器頂部設(shè)置蓋板，蓋板上設(shè)有進(jìn)水口，容器底部設(shè)置出水管，分離容器底部設(shè)置的隔水板、隔油板和定位板將分離容器依次分割為油、分離池和水池，油池頂部設(shè)置出油管；隔油板下端與分離池底部留有連通口 ；分離池底部設(shè)有氣浮管，氣浮管連接氣浮泵。此分離裝置只適用于水量比較小的含油廢水，而且處理流程較長，廢水流量及操作不能很好的控制。
[0006]中國專利CN102225812A的油田回注水膜法處理，其基本流程包括:含油污水進(jìn)入沉降罐沉降，除去部分大的懸浮固體和浮油，沉降后的水進(jìn)入陶瓷膜超濾設(shè)備，在陶瓷膜設(shè)備內(nèi)部循環(huán)過濾，透過膜的滲透液直接回注，未透過的繼續(xù)沉降循環(huán)過濾。雖然該工藝簡單，過濾精度高，但是運(yùn)行一段時間后，油等污垢會堵塞膜管，導(dǎo)致膜通量大幅度衰減，不易順利達(dá)到油水分離的結(jié)果。
[0007]基于旋流分離技術(shù)在含油廢水處理中的廣泛應(yīng)用，近來很多水處理生產(chǎn)廠家都提出將傳統(tǒng)氣浮和旋流技術(shù)相結(jié)合的觀點(diǎn)，取得了一些研究成果。
[0008]美國專利US7157007中闡述了一種油、氣、水三相分離裝置，該裝置為一個立式氣浮分離罐，主要分為上、中、下三層，分別利用了旋流分離、粗?；蜌飧》蛛x技術(shù)。位于罐上部的中間位置安裝有一個內(nèi)筒，含油廢水從切向入口進(jìn)入到內(nèi)筒中產(chǎn)生旋流，在內(nèi)筒中進(jìn)行油水分離，油相直接進(jìn)入撇油斗。從內(nèi)筒底部流出的水流經(jīng)過位于罐中部的聚結(jié)層時，分散的油滴在此聚集長大。部分大顆粒油滴會在浮力作用下，克服自身重力和主體相的下向流動而開始向上浮升，從而又去除了一部分油。在罐下部安裝有噴射器，利用罐內(nèi)頂部的氣體和回流凈化水在噴射器內(nèi)剪切混合后，產(chǎn)生微小氣泡，對從聚結(jié)層流下來的含油廢水進(jìn)行氣浮處理。但聚結(jié)層的定期清理問題非常麻煩，同時整套設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，加工制造的成本較高。
[0009]美國專利US7144503中闡述了一種脫氣浮選組合罐，罐內(nèi)有一個圓柱狀內(nèi)筒和一個螺旋狀入口導(dǎo)片，含油廢水從罐上部的切向入口進(jìn)入罐中形成旋流，同時氣泡從水中析出。氣泡和油滴在旋流的作用下被壓至內(nèi)筒壁，二者結(jié)合粘附后上升到罐頂，通過罐頂?shù)挠蜌獬隹谂懦?。?jù)專利權(quán)人的報道，此裝置對含油廢水的處理效果較好，并且成本及維護(hù)費(fèi)用很低，比較適用于海上作業(yè)的石油生產(chǎn)平臺或者浮式生產(chǎn)儲卸油輪(FPSO)等空間要求比較嚴(yán)格的領(lǐng)域使用。但從該專利所附的結(jié)構(gòu)圖上來看，上升到罐內(nèi)頂部的油和氣泡浮渣的外排存在著一些問題。尤其海上作業(yè)的石油生產(chǎn)平臺或FPSO會因波、浪、流的作用而處于晃動狀態(tài)，此時罐內(nèi)部的液面難以保持穩(wěn)定，從而致使該裝置外排油和氣泡浮渣中的含水量過高，從而嚴(yán)重影響了分離效果。
[0010]由上述可見，目前現(xiàn)有的處理技術(shù)很難對含油污水取得良好的處理效果，特別是當(dāng)含油污水的組分越來越復(fù)雜時，處理難度越來越大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為了解決上述問題，本發(fā)明人針對針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，經(jīng)過多次設(shè)計和研究，提出了一種油污混合物分離系統(tǒng)。
[0012]依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，所提供的一種油污混合物分離系統(tǒng)主體為大致圓柱筒狀的分離器主體114，主要部 件包括螺旋槽筒體104、螺旋槽108、混合液射入口 110、排水管113、顆粒物沉降板111和分離器主體114 ;在分離器主體114內(nèi)側(cè)設(shè)置有螺旋槽筒體104，緊貼于螺旋槽筒體104內(nèi)壁安裝有螺旋槽108 ;在分離器主體114下部設(shè)置有混合液入口109，混合液入口 109的混合液進(jìn)入流速在2m / s以上。
[0013]優(yōu)選地，螺旋槽筒體104用于旋流分離，從混合液入口 109射流進(jìn)入的油水混合液沿螺旋槽108在槽內(nèi)流動，比重較重的物質(zhì)貼緊槽壁向上流，比重較輕的物質(zhì)逐漸旋流到螺旋槽筒體104中間位置且慢慢上浮。
[0014]更優(yōu)選地，螺旋槽108為實(shí)體結(jié)構(gòu)固定在螺旋槽筒體104上，螺旋槽108的安裝螺距H為75臟、槽深60臟；
[0015]優(yōu)選地，槽深、螺距與混合液入口直徑的比例關(guān)系1:1: 1.25，即槽深:螺距:進(jìn)口直徑(混合液入口 109直徑)=1:1: 1.25。
[0016]優(yōu)選地，油污混合物分離系統(tǒng)還包括排水口 101、排水調(diào)節(jié)閥門102、分離器油液聚集區(qū)103、排油調(diào)節(jié)閥門105，排水口 101，其用于處理后的水從該排水口 101排出；排水調(diào)節(jié)閥門102，其用于調(diào)節(jié)出水高度及出水流速，配合進(jìn)水調(diào)節(jié)使用；分離器油液聚集區(qū)103，旋轉(zhuǎn)分離出的油液上浮到此處區(qū)域聚集待外排；排油調(diào)節(jié)閥門105，其用于通過調(diào)節(jié)出油流量來控制出油的含水率，當(dāng)油量較低時，關(guān)閉排油調(diào)節(jié)閥門105，當(dāng)油量較高時，再打開排油調(diào)節(jié)閥門105。
[0017]進(jìn)一步地，油污混合物分離系統(tǒng)還包括排油口 106，含水較低的油液從此處排出；大部分分離出的水從流水區(qū)107 (縫隙)流到分離器主體下面。從流水區(qū)107 (縫隙)流到分離器主體下面的水通過排水管113從排水口 101排出。
[0018]更進(jìn)一步地，混合液射入口 110的管口與螺旋槽108呈切向接觸。
[0019]使用本發(fā)明的油污混合物分離系統(tǒng)能夠控制油水分離的比例，即很好地控制分離油品中的含水量，具有現(xiàn)有技術(shù)中所無可比擬的油水分離效果。并且還可以適用于含有油污、沙石等物質(zhì)的分離，即應(yīng)用范圍廣泛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]附圖1是依據(jù)本發(fā)明的油污混合物分離系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。另外地，不應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明的保護(hù)范圍僅僅限制至下述具體結(jié)構(gòu)或部件或具體參數(shù)。
[0022]本發(fā)明的油污混合物分離系統(tǒng)，適用于來自于混合有水、落地油及地面泥砂的混合物分離，所述混合物簡稱為油水混合液。
[0023]如圖1所示的油污混合物分離系統(tǒng)，其主體為大致圓柱筒狀的分離器主體114，主要部件包括螺旋槽筒體104、螺旋槽108、混合液射入口 110、排水管113、顆粒物沉降板111和分離器主體114。在分離器主體114內(nèi)側(cè)設(shè)置有螺旋槽筒體104，依附于螺旋槽筒體104內(nèi)壁安裝有螺旋槽108 ;在分離器主體114下部設(shè)置有混合液入口 109，此處的混合液進(jìn)入流速在2m / s以上，以保證水流在螺旋槽108內(nèi)的旋流分離效果(混合液的溫度保持在常溫以上，進(jìn)一步優(yōu)選在20攝氏度以上)。
[0024]此外，螺旋槽筒體104用于旋流分離，從混合液入口 109射流進(jìn)入的油水混合液沿螺旋槽108在槽內(nèi)流動，比重較重的物質(zhì)貼緊槽壁向上流，比重較輕的物質(zhì)逐漸旋流到螺旋槽筒體104中間位置且慢慢上浮。螺旋槽108為實(shí)體結(jié)構(gòu)固定在螺旋槽筒體104上，螺旋槽108的安裝螺距H為75mm、槽深60mm ;在優(yōu)選實(shí)施例中，槽深、螺距與混合液入口直徑的比例關(guān)系1:1: 1.25，即槽深:螺距:進(jìn)口直徑(混合液入口 109直徑)=I: I: 1.25,此時旋流效果最好。
[0025]如圖1所示的油污混合物分離系統(tǒng)還包括以下部件:排水口 101，其用于處理后的水從該排水口 101排出；排水調(diào)節(jié)閥門102，其用于調(diào)節(jié)出水高度及出水流速，配合進(jìn)水調(diào)節(jié)使用；分離器油液聚集區(qū)103，旋轉(zhuǎn)分離出的油液上浮到此處區(qū)域聚集待外排；排油調(diào)節(jié)閥門105，其用于通過調(diào)節(jié)出油流量來控制出油的含水率，當(dāng)油量較低時，關(guān)閉排油調(diào)節(jié)閥門105，當(dāng)油量較高時，再打開排油調(diào)節(jié)閥門105 ;排油口 106，含水較低的油液從此處排出；大部分分離出的水從流水區(qū)107(縫隙)流到分離器主體下面。從流水區(qū)107(縫隙)流到分離器主體下面的水通過排水管113從排水口 101排出。 [0026]優(yōu)選地，混合液射入口 110的管口與螺旋槽108呈切向接觸，為后續(xù)進(jìn)入的液體打下基礎(chǔ)，使得全部都是射流切可以正常在螺旋槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)。顆粒物沉降板111射流進(jìn)入的混合液內(nèi)如果有顆粒物例如砂子或石子等大塊物質(zhì)會沉降到板上，定期的打開顆粒物排出口112的排放閥門進(jìn)行排放。(顆粒物排出口 112用于沉降到顆粒物沉降板上的顆粒物從此口排出。定時排放或者每次使用結(jié)束后排放)。
[0027]在本發(fā)明中分離器主體114采用壁厚度為5_的罐體，主體材質(zhì)為優(yōu)質(zhì)的304 (不銹鋼型號)。
[0028]使用本發(fā)明的油污混合物分離系統(tǒng)，油水混合液通過高壓泵經(jīng)過混合液入口 109進(jìn)入到分離器主體內(nèi)，從混合液射流口 Iio噴射到螺旋槽108內(nèi)，通過沿螺旋槽108的旋轉(zhuǎn)，其中將輕質(zhì)的物質(zhì)旋流到螺旋槽筒體104的中間位置并不斷上浮到分離器油液聚集區(qū)103處，然后通過排油口 106排出。比重較大的水則始終靠近螺旋槽筒體的邊緣位置，在旋流到螺旋槽筒體頂部后，從流水區(qū)107流到底部通過排水管113經(jīng)過排水口 101排出設(shè)備。其中排水調(diào)節(jié)閥門102可以調(diào)整出水的速率及油液的排出高度，其中排油調(diào)節(jié)閥門105可以調(diào)節(jié)出油的含水率。
[0029]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員可以理解，在不背離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)中做出各種各樣的修改。
【權(quán)利要求】
1.一種油污混合物分離系統(tǒng)，其主體為大致圓柱筒狀的分離器主體(114)，主要部件包括螺旋槽筒體(104)、螺旋槽(108)、混合液射入口(110)、排水管(113)、顆粒物沉降板(111)和分離器主體(114);在分離器主體(114)內(nèi)側(cè)設(shè)置有螺旋槽筒體(104)，緊貼于螺旋槽筒體(104)內(nèi)壁安裝有螺旋槽(108);在分離器主體(114)下部設(shè)置有混合液入口(109)，混合液入口(109)的混合液進(jìn)入流速在2m/ s以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油污混合物分離系統(tǒng)，其特征是:螺旋槽筒體(104)用于旋流分離，從混合液入口(109)射流進(jìn)入的油水混合液沿螺旋槽(108)在槽內(nèi)流動，比重較重的物質(zhì)貼緊槽壁向上流，比重較輕的物質(zhì)逐漸旋流到螺旋槽筒體(104)中間位置且慢慢上浮。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油污混合物分離系統(tǒng)，其特征是:螺旋槽(108為實(shí)體結(jié)構(gòu)固定在螺旋槽筒體(104)上，螺旋槽(108)的安裝螺距H為75mm、槽深60mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油污混合物分離系統(tǒng)，其特征是:槽深、螺距與混合液入口直徑的比例關(guān)系1:1: 1.25，即槽深:螺距:進(jìn)口直徑(混合液入口 109直徑)=1: I: 1.25ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油污混合物分離系統(tǒng)，其特征是:油污混合物分離系統(tǒng)還包括排水口(101)、排水調(diào)節(jié)閥門(102)、分離器油液聚集區(qū)(103)、排油調(diào)節(jié)閥門(105)，排水口(101)，其用于處理后的水從該排水口(101)排出；排水調(diào)節(jié)閥門(102)，其用于調(diào)節(jié)出水高度及出水流速，配合進(jìn)水調(diào)節(jié)使用；分離器油液聚集區(qū)(103)，旋轉(zhuǎn)分離出的油液上浮到此處區(qū)域聚集待外排；排油調(diào)節(jié)閥門(105)，其用于通過調(diào)節(jié)出油流量來控制出油的含水率，當(dāng)油量較低時，關(guān)閉排油調(diào)節(jié)閥門(105)，當(dāng)油量較高時，再打開排油調(diào)節(jié)閥門(105)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油污混合物分離系統(tǒng)，其特征是:油污混合物分離系統(tǒng)還包括排油口(106)，含水較低的油液從此處排出；大部分分離出的水從流水區(qū)(107)(縫隙)流到分離器主體下面。從流水 區(qū)(107)(縫隙)流到分離器主體下面的水通過排水管(113)從排水口(101)排出。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6之任一所述的油污混合物分離系統(tǒng)，其特征是:混合液射入口(110)的管口與螺旋槽108呈切向接觸。
【文檔編號】C02F1/52GK103754986SQ201410033548
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】高迎新, 耿麒翔, 焦思明, 陳宏 , 楊敏, 張國林 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心