一種含油污水的凈化裝置制造方法
【專利摘要】一種含油污水的凈化裝置，裝置包括進(jìn)水分配裝置、柱分離器、浮油收集裝置、充氣式旋流分離器，至少一個自吸式微泡發(fā)生器，至少一個溶氣析出微泡發(fā)生器，柱體上部是柱分離器，下部是內(nèi)置充氣式旋流分離器，二者上下貫通相連；溶氣析出微泡發(fā)生器的充氣點在柱體上部，自吸式微泡發(fā)生器的充氣點在柱體下部。利用負(fù)壓自吸引射氣流產(chǎn)生微泡與高壓溶氣減壓析出產(chǎn)生微泡兩種方式充氣，旋流分離與氣浮分離耦合，對含油污水中細(xì)粒級油分能有效分離，有效浮選粒度下限小，分離時間短，運行成本低，解決了含油污水中乳化油分離難地問題。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種油水分離凈化裝置，尤其涉及一種含乳化油的含油污水凈化 裝置法。 一種含油污水的凈化裝置 技術(shù)背景
[0002] 含油污水是石油開發(fā)利用活動中產(chǎn)生的面廣量大的污染源。對含油污水進(jìn)行有效 處理，使污水達(dá)標(biāo)排放，回收其中油品，不僅保護(hù)了環(huán)境，而且產(chǎn)生了經(jīng)濟效益，實現(xiàn)了環(huán)境 效益和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。
[0003] 含油污水中油分主要以浮油、分散油、乳化油、溶解油和油-固體物等形式賦存 在水體中。油水分離難易程度取決于油分在水中的存在形式，污水中以膠體狀態(tài)存在的 微細(xì)分散油及乳化油，粒徑較小，往往還粘附一些水中的雜質(zhì)和表面活性物質(zhì)，產(chǎn)生雙電 層現(xiàn)象，保持穩(wěn)定狀態(tài)而較難去除。常規(guī)的油水分離技術(shù)包括重力沉降、過濾、旋流分離、 化學(xué)法分離、生物技術(shù)以及上述技術(shù)的組合。浮油粒徑一般大于100 μ m，分散油的粒徑在 ΙΟΟμπ--25μ--，乳化油粒徑一般在25μπ--0· Ιμ--，溶解油的粒徑在0· Ιμ--以下。如含 油污水中粒徑60 μ m?150 μ m的浮油主要采用重力沉降去除，粒徑大于20 μ m的分散油采 用聚結(jié)技術(shù)去除，粒徑大于10 μ m的分散油、乳化油采用旋流分離、過濾、浮選技術(shù)去除，而 溶解油一般需通過生物技術(shù)去除。由于化學(xué)法受到限制，因此物理法或物理化學(xué)法除油技 術(shù)成為近年來研究的熱點，現(xiàn)有的物理法除油基本上都是依靠重力沉降分離而實現(xiàn)，但對 于穩(wěn)定性較高的稠油含聚污水，由于原油顆粒難以碰撞聚集，所以僅靠簡單的自然重力沉 降分離達(dá)不到滿意的處理效果。因而需要找出新的高效分離方法與設(shè)備，改善油水分離效 果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型的目的是要克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、改善油 水分離效果好的含油污水的凈化裝置。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的含油污水凈化裝置包括：柱分離器、進(jìn)水分配裝 置、浮油收集裝置、至少一個充氣式旋流分離器、至少一個自吸式微泡發(fā)生器和至少一個溶 氣析出微泡發(fā)生器；在所述凈化裝置的柱體內(nèi)，上部是柱分離器，下部是充氣式旋流分離 器；溶氣析出微泡發(fā)生器的充氣點S在柱體上部，自吸式微泡發(fā)生器的充氣點Q在柱體下 部。
[0006] 所述的進(jìn)水分配裝置在柱分離器的上部中心部位，與入料管連接。
[0007] 所述自吸式微泡發(fā)生器一段通過管路與循環(huán)泵相連接，一段通過管路進(jìn)入柱分離 器中與充氣式旋流器的切向入口 Q連接。
[0008] 所述溶氣析出微泡發(fā)生器在柱體外側(cè)；溶氣析出微泡發(fā)生器一段通過管路引入來 自壓力溶氣罐的飽和溶氣水，另一段通過管路將經(jīng)過溶氣析出微泡發(fā)生器經(jīng)過降壓、消能、 傳質(zhì)、釋氣的含有大量微小氣泡的釋氣水在充氣點S引入柱分離器中。
[0009] 所述溶氣析出微泡發(fā)生器包括一個噴嘴、靜態(tài)混合元件組和導(dǎo)管；噴嘴與靜態(tài)混 合元件組通過絲扣連接，靜態(tài)混合元件組與導(dǎo)管通過絲扣連接；靜態(tài)混合元件組由若干扭 轉(zhuǎn)180°或270°的螺旋板片組成，相鄰兩板片垂直組裝在套管中，呈左旋或右旋狀；噴嘴 的直徑D大小、靜態(tài)混合元件組中螺旋板片的個數(shù)η可根據(jù)所需氣泡尺寸的大小進(jìn)行調(diào)整。 [0010] 所述充氣式旋流分離器，包括一個切向入口、圓筒渦旋段、大錐段、小錐段和直管 段；切向入口位于圓筒渦旋段上一側(cè)，圓筒渦旋段往下依次為大錐段、小錐段和直管段；各 錐段間以法蘭連接和直接焊接；大錐段的大錐角α為18?20°，小錐段的小錐角Θ為 6 ?10°。
[0011] 有益效果，由于采用了上述方案，兩段充氣式浮選柱由柱分離器、充氣旋流分離 器、自吸式氣泡發(fā)生器和溶氣析出微泡發(fā)生器組成；裝置的主體是一圓形橫截斷面的柱體， 清水（或循環(huán)水）在壓力溶氣罐中加壓溶解后，形成飽和溶氣水，飽和溶氣水以一定壓力經(jīng) 過溶氣析出微泡發(fā)生器，瞬時降壓、消能、傳質(zhì)、釋氣后，從而形成大量密集的微氣泡從溶氣 析出微泡發(fā)生器中流出；溶氣析出微泡發(fā)生器由噴嘴、靜態(tài)混合元件、錐形導(dǎo)管組成，加壓 的飽和溶氣水經(jīng)過噴嘴，一次降壓、消能、傳質(zhì)、釋氣，再經(jīng)過靜態(tài)混合元件，所述的溶氣水 為工作介質(zhì)，在管線中流動沖擊內(nèi)置板元件，增加流體層流運動的速度梯度或形成湍流，層 流時是"分割一位置移動一重新匯合"，湍流時，流體除上述三種情況外，還會在斷面方向產(chǎn) 生劇烈的渦流，有很強的剪切力作用于工作介質(zhì)，二次降壓、消能、傳質(zhì)、釋氣，且使微氣泡 進(jìn)一步分割，最終形成大量密集的微氣泡經(jīng)錐形導(dǎo)管流出；釋放出來的帶有大量微氣泡的 釋氣水進(jìn)入浮選柱內(nèi)時由于其動能大大降低，流速低，接近靜態(tài)化，近似實現(xiàn)浮選柱分選的 "靜態(tài)分離"的理想狀態(tài)；同時，柱體中的含油污水由浮選柱內(nèi)置旋流分離器下端的倒錐，經(jīng) 循環(huán)泵加壓后，經(jīng)過自吸式微泡發(fā)生器，從而完成引射氣體并把氣體分散成微泡的充氣全 過程；含有大量微泡的含油污水在一定壓力下，切向進(jìn)入充氣旋流分離器，由于器壁限制由 直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚傩D(zhuǎn)運動，并沿器壁展開形成旋流層，在旋流器內(nèi)形成穩(wěn)定的離心力 場，同時水中的油滴和氣泡相互碰撞和粘附，在離心力作用下，進(jìn)入旋流器中心區(qū)的油相， 進(jìn)而垂直向上形成溢流，靠近器壁的水相向下運動形成底流，從而實現(xiàn)油水分離；含油污水 由浮選柱中上部給料口給入；含油污水向下流動，氣泡向上流動，形成氣液逆流狀態(tài)；在逆 流過程中，氣泡與油珠碰撞、粘附，形成氣泡-油珠復(fù)合體一起上浮至柱體頂部形成泡沫 層經(jīng)收集槽排出。
[0012] 結(jié)合溶氣析出制造的微氣泡尺寸細(xì)小、大小均勻的特點以及浮選柱良好的分選效 果，將溶氣析出制造微氣泡方式引入浮選柱系統(tǒng)中，發(fā)揮兩種充氣方式以及旋流分離與氣 浮分離兩種分離方式的"聯(lián)合效應(yīng)"，兩段充氣式浮選柱拓寬了浮選方法分離含油油水中油 滴粒級范圍，強化分離效果。
[0013] 優(yōu)點：利用自吸式引射氣流產(chǎn)生微泡與溶氣析出產(chǎn)生微泡兩種充氣，旋流分離和 氣浮分離的"聯(lián)合效應(yīng)"，能對含油污水中的微細(xì)粒級油分進(jìn)行有效的分離，有效地解決了 細(xì)粒級油分分離難地問題，有效浮選粒度下限小，分離時間短，運行成本低，解決了含油污 水中乳化油分離難地問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型兩段充氣式浮選柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖2是本實用新型溶氣析出微泡發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖3是本實用新型充氣式旋流分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖中：1、柱分離器；2、入料分配裝置；3、浮油收集裝置；4、充氣式旋流分離器；5、 自吸式微泡發(fā)生器；6、溶氣析出微泡發(fā)生器；7、倒錐；41、切向入口；42、圓筒渦旋段；43、大 錐段；44、小錐段；45直管段；61、噴嘴；62、靜態(tài)混合元件組；63、錐形導(dǎo)管。

【具體實施方式】
[0018] 實施例1 :凈化裝置包括柱分離器1、進(jìn)水分配裝置2、浮油收集裝置3、至少一個充 氣式旋流分離器4、至少一個自吸式微泡發(fā)生器5和至少一個溶氣析出微泡發(fā)生器6 ;在所 述凈化裝置的柱體內(nèi)，上部是柱分離器1，下部是充氣式旋流分離器4 ;溶氣析出微泡發(fā)生 器6的充氣點S在柱體上部，自吸式微泡發(fā)生器5的充氣點Q在柱體下部。
[0019] 所述的進(jìn)水分配裝置2在柱分離器1的上部中心部位，與入料管連接。
[0020] 所述自吸式微泡發(fā)生器5 -段通過管路與循環(huán)泵相連接，一段通過管路進(jìn)入柱分 離器1中與充氣式旋流器的切向入口 Q連接。
[0021] 所述溶氣析出微泡發(fā)生器6在柱體外側(cè)；溶氣析出微泡發(fā)生器6 -段通過管路 引入來自壓力溶氣罐的飽和溶氣水，另一段通過管路將經(jīng)過溶氣析出微泡發(fā)生器6經(jīng)過降 壓、消能、傳質(zhì)、釋氣的含有大量微小氣泡的釋氣水在充氣點S引入柱分離器1中。
[0022] 所述溶氣析出微泡發(fā)生器6包括一個噴嘴61、靜態(tài)混合元件組62和導(dǎo)管63 ;噴嘴 61與靜態(tài)混合元件組62通過絲扣連接，靜態(tài)混合元件組62與導(dǎo)管63通過絲扣連接；靜態(tài) 混合元件組62由若干扭轉(zhuǎn)180°或270°的螺旋板片組成，相鄰兩板片垂直組裝在套管中， 呈左旋或右旋狀；噴嘴61的直徑D大小、靜態(tài)混合元件組62中螺旋板片的個數(shù)η可根據(jù)所 需氣泡尺寸的大小進(jìn)行調(diào)整。
[0023] 所述充氣式旋流分離器4,包括一個切向入口 41、圓筒渦旋段42、大錐段43、小錐 段44和直管段45 ;切向入口 41位于圓筒渦旋段42上一側(cè)，圓筒渦旋段42往下依次為大 錐段43、小錐段44和直管段45;各錐段間以法蘭連接和直接焊接；大錐段的大錐角α為 18?20°，小錐段的小錐角Θ為6?10°。
[0024] 對含油污水進(jìn)行分離的方法，含油污水F由進(jìn)水分配裝置2進(jìn)入柱分離器1中，向 下流動，含油污水中油滴與由自吸式微泡發(fā)生器5和溶氣析出微泡發(fā)生器6產(chǎn)生的氣泡碰 撞、粘附，升浮至浮油收集裝置3,向下的流體再經(jīng)倒錐7加壓循環(huán)至自吸式微泡發(fā)生器5， 切向進(jìn)入充氣式旋流器4,進(jìn)行旋流分離，而底流經(jīng)導(dǎo)流管Τ作為處理水排出。
[0025] 具體實現(xiàn)方法為：兩段充氣式浮選柱由柱分離器、充氣旋流分離器、自吸式氣泡發(fā) 生器和溶氣析出微泡發(fā)生器組成；含油污水由浮選柱中上部給料口給入；含油污水向下流 動，氣泡向上流動，形成氣液逆流狀態(tài)；在逆流過程中，氣泡與油珠碰撞、粘附，形成氣泡一 油珠復(fù)合體一起上浮至柱體頂部形成泡沫層經(jīng)收集槽排出；清水（或循環(huán)水）在壓力溶氣 罐中加壓溶解后，形成飽和溶氣水，飽和溶氣水以一定壓力經(jīng)過溶氣析出微泡發(fā)生器，釋放 出帶有大量微氣泡的釋氣水進(jìn)入浮選柱內(nèi)；同時，柱體中的含油污水由浮選柱內(nèi)置旋流分 離器下端的倒錐，經(jīng)循環(huán)泵加壓后，經(jīng)過自吸式微泡發(fā)生器，在一定壓力下切向進(jìn)入充氣旋 流分離器，在離心力作用下，油相進(jìn)入旋流器中心區(qū)進(jìn)而垂直向上形成溢流，靠近器壁的水 相向下運動形成底流，從而實現(xiàn)油水分離。
[0026] 實施例2:在圖1中，沿柱分離器1由上而下方向，依次為進(jìn)水分配裝置2、溶氣析 出微泡發(fā)生器6的充氣點S、自吸式微泡發(fā)生器充氣點Q和充氣旋流分離器4。進(jìn)水口在柱 體的中上部，與進(jìn)水分配裝置相連。溶氣析出微泡發(fā)生器6置于柱體外，用一支管與溶氣析 出微泡發(fā)生器6相連并伸入柱體內(nèi)，伸入位置在柱體中部。再往下是充氣旋流分離器4,充 氣旋流器的下段是一倒錐7。自吸式微泡發(fā)生器5置于柱體外，其一段通過管路與循環(huán)泵出 口相連，另一段連接一支管引入柱體內(nèi)，并與充氣式旋流器4的切向入口 Q相連接。從倒錐 7的下段連接一支管從柱底部伸出柱體，并與循環(huán)泵的入口連接。
[0027] 在圖2中，溶氣析出微泡發(fā)生器6包括一個噴嘴61、靜態(tài)混合元件組62、錐形導(dǎo)管 63。噴嘴61與靜態(tài)混合元件組62通過絲扣連接，靜態(tài)混合元件組62與錐形導(dǎo)管63通過 絲扣連接。靜態(tài)混合元件組62由若干扭轉(zhuǎn)180°或270°的螺旋板片組成，相鄰兩板片垂 直組裝在套管中，呈左旋或右旋狀。噴嘴61的直徑D大小、靜態(tài)混合元件組62中螺旋板片 的個數(shù)η可根據(jù)所需氣泡尺寸的大小進(jìn)行調(diào)整，需要減小氣泡尺寸時，可減小直徑D或增加 η ;反之，需要較大一點的氣泡尺寸可增大直徑D或減少η。來自加壓溶氣罐的飽和溶氣水W 經(jīng)溶氣析出微泡發(fā)生器6作用后，形成含有大量微細(xì)氣泡的釋氣水，再進(jìn)入柱分離器中。
[0028] 在圖3中，充氣式旋流器4包括一個切向入口 41、圓筒渦旋段42、大錐段43、小錐 段44與直管段45。含油污水由充氣式旋流器4的切向入口 41進(jìn)入圓筒渦旋段42,使液體 產(chǎn)生渦旋；大錐段43利用錐截面的收縮，使液體流速增加并形成螺旋的旋轉(zhuǎn)速度，大錐段 43短而錐度大，可提高旋流加速度以利于油水的分離；小錐段44為主要分離段，采用小錐 度可降低分離油分粒徑的上限，還可以保持較高的旋轉(zhuǎn)速度，克服動能的摩擦損失；直管段 45液體流速基本穩(wěn)定并存在一定的回流，便于油水進(jìn)一步分離。
[0029] 使用時，含油污水F由給料裝置2進(jìn)入柱分離器1中，向下流動，含油污水中油滴 與由溶氣析出微泡發(fā)生器6和自吸式微泡發(fā)生器5產(chǎn)生的氣泡碰撞、粘附，升浮至浮油收集 裝置3,向下的流體再經(jīng)倒錐7加壓循環(huán)至自吸式微泡發(fā)生器5,切向進(jìn)入充氣式旋流器4， 進(jìn)行旋流分離，而底流經(jīng)導(dǎo)流管Τ作為處理水排出。
【權(quán)利要求】
1. 一種含油污水凈化裝置，其特征在于：凈化裝置包括柱分離器（1)、進(jìn)水分配裝置 (2)、浮油收集裝置（3)、充氣式旋流分離器（4)、至少一個自吸式微泡發(fā)生器（5)和至少一 個溶氣析出微泡發(fā)生器（6);在所述凈化裝置的柱體內(nèi)，上部是柱分離器（1)，下部是充氣 式旋流分離器（4);溶氣析出微泡發(fā)生器￠)的充氣點S在柱體上部，自吸式微泡發(fā)生器 (5) 的充氣點Q在柱體下部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油污水凈化裝置，其特征在于：所述的進(jìn)水分配裝置（2) 在柱分離器（1)的上部中心部位，與進(jìn)水管連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油污水凈化裝置，其特征在于：所述自吸式微泡發(fā)生器（5) 一段通過管路與循環(huán)泵相連接，一段通過管路進(jìn)入柱分離器（1)中與充氣式旋流器的切向 入口 Q連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油污水凈化裝置，其特征在于：所述溶氣析出微泡發(fā)生器 (6) 在柱體外側(cè)；溶氣析出微泡發(fā)生器（6) -段通過管路引入來自壓力溶氣罐的飽和溶氣 水，另一段通過管路將經(jīng)過溶氣析出微泡發(fā)生器（6)經(jīng)過降壓、消能、傳質(zhì)、釋氣含有大量 微小氣泡的釋氣水在充氣點S引入柱分離器（1)中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4中所述的含油污水凈化裝置，其特征在于：所述溶氣析出微泡 發(fā)生器（6)包括一個噴嘴（61)、靜態(tài)混合元件組（62)和導(dǎo)管（63);噴嘴（61)與靜態(tài)混合 元件組（62)通過絲扣連接，靜態(tài)混合元件組（62)與導(dǎo)管（63)通過絲扣連接；靜態(tài)混合元 件組（62)由若干扭轉(zhuǎn)180°或270°的螺旋板片組成，相鄰兩板片垂直組裝在套管中，呈左 旋或右旋狀；噴嘴￠1)的直徑D大小、靜態(tài)混合元件組￠2)中螺旋板片的個數(shù)η可根據(jù)所 需氣泡尺寸的大小進(jìn)行調(diào)整。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油污水凈化裝置，其特征在于：所述充氣式旋流分離器 (4)，包括一個切向入口（41)、圓筒渦旋段（42)、大錐段（43)、小錐段（44)和直管段（45); 切向入口（41)位于圓筒渦旋段（42)上一側(cè)，圓筒渦旋段（42)往下依次為大錐段（43)、小 錐段（44)和直管段（45);各錐段間以法蘭連接和直接焊接；大錐段的大錐角α為18? 20°，小錐段的小錐角Θ為6?10°。
【文檔編號】C02F9/02GK203904086SQ201420263062
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】李小兵, 劉炯天, 厲偉, 趙昌海 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)