本實用新型涉及環(huán)保領域，具體而言，涉及一種油水分離預處理設備及油水分離設備。

背景技術：

現(xiàn)今，油水分離技術的應用越來越廣泛，石油化工、污水處理，甚至實驗排廢等領域越來越多地使用到了油水分離技術。一方面可以回收資源，另一方面也避免不必要的環(huán)境污染。然而，現(xiàn)有技術中的油水分離設備通常都是一次分離，不僅油水分離效果欠佳，而且分離設備設計復雜，耗時耗力，大大增加了經(jīng)濟成本。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種油水分離預處理設備，該油水分離預處理設備設計科學合理，能夠?qū)τ退旌弦哼M行初步分離，且分離效果顯著。

本實用新型的另一目的在于提供一種油水分離設備，該油水分離設備能夠分離油水混合液。

本實用新型是這樣實現(xiàn)的：

一種油水分離預處理設備，包括設備本體、儲油室和疏水親油層，設備本體開設有進液口，設備本體包括頂壁、底壁和多個側(cè)壁，多個側(cè)壁包括相對設置的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，第一側(cè)壁垂直于底壁的高度小于第二側(cè)壁垂直于底壁的高度，儲油室設置在第一側(cè)壁靠近頂壁的位置，儲油室靠近頂壁的一側(cè)開設有接油口，頂壁設置有鏤空部，疏水親油層設置在鏤空部，疏水親油層包括兩層鋼絲網(wǎng)和設置在兩層鋼絲網(wǎng)中間的疏水親油棉纖維，疏水親油棉纖維與鋼絲網(wǎng)抵接且可拆卸連接，疏水親油層靠近第一側(cè)壁的一側(cè)與接油口連接，儲油室設置有排油口，底壁遠離進液口設置有排水口。

進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，疏水親油層與鏤空部可拆卸連接。

進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，疏水親油層平行于第一側(cè)壁的截面呈條狀。

進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，疏水親油層平行于第一側(cè)壁的截面形狀呈連續(xù)的“W”型。

進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，疏水親油層平行于第一側(cè)壁的截面形狀呈間隔的“V”型。

進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，接油口為矩形，接油口的長度大于疏水親油層靠近第一側(cè)壁的一側(cè)的長度。

進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，油水分離設備還包括多個隔板，頂壁、底壁和側(cè)壁圍合形成儲存室，多個隔板平行設置，多個隔板將儲存室分隔成多個獨立的容納室，每個隔板設置有用于連通多個容納室的閥門。

進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，每個閥門設置有止回閥。

進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，閥門設置在每個隔板靠近底壁的位置。

一種油水分離設備，包括上述的油水分離預處理設備和油水排出設備，油水排出設備與排油口可拆卸連接，油水排除設備包括相互連接的進污管和排污管，排污管包括中心管、排油管和排水管，中心管的一端與進污管連接，中心管的另一端分別與排油管和排水管連接，排油管連接中心管的一端與排水管連通，排油管設置有疏水親油層，排水管設置有親水疏油層。

本實用新型提供的油水分離預處理設備及油水分離設備的有益效果是：

本實用新型提供的油水分離預處理設備包括設備本體，設置在設備本體頂壁的疏水親油層和設置在設備本體側(cè)壁的儲油室，且在頂壁設置有鏤空部，疏水親油層設置在鏤空部。油水混合物進入設備本體后會進行自然分層，大部分油會上浮至設備本體的頂壁，通過設置在頂壁的疏水親油層進行吸附，當吸附達到飽和值時，油會滲出疏水親油層。設備本體包括相對設置的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，第一側(cè)壁垂直于底壁的高度小于第二側(cè)壁垂直于底壁的高度，從而設備本體的頂壁相對于底壁是傾斜設計，因此，在油的自身重力作用下，會順著疏水親油層向下流動，落入儲油室的接油口中。在儲油室設置有排油口，在底壁設置有排水口，從而將油水混合液中的油和水分離開。通過該設計得到的油水分離預處理設備能夠初步對油水混合液進行分離，且分離效果十分顯著。

本實用新型提供的油水分離設備包括本實用新型提供的油水分離預處理設備和與油水分離預處理設備可拆卸連接的油水排出設備。油水排出設備在油水混合液初步分離的基礎上，進一步對初步分離得到的油進行再次分離，以取得更好的分離效果。油水排出設備為三通結構，包括進污管、連接進污管的中心管、以及連接中心管且相互連通的排油管和排水管，油水混合液從其進污管進入，通過中心管，進入排油管和排水管，排油管和排水管分別設置有疏水親油層和親水疏油層，油水混合物中的油和水分別通過疏水親油層和親水疏油層排出。該油水分離設備能夠進一步分離油水混合液，到達優(yōu)異的油水分離效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施方式的技術方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1是本實用新型實施方式1提供的油水分離預處理設備的立體圖；

圖2是本實用新型實施方式1提供的疏水親油層的立體圖；

圖3是本實用新型實施方式1提供的油水分離預處理設備的截面圖；

圖4是本實用新型實施方式1提供的油水分離設備的示意圖；

圖5是本實用新型實施方式1提供的油水排出設備的立體圖；

圖6是本實用新型實施方式2提供的油水分離預處理設備的截面圖；

圖7是本實用新型實施方式2提供的油水分離預處理設備的截面圖。

圖標：100-油水分離預處理設備；300-油水分離預處理設備；110-設備本體；111-進液口；112-頂壁；113-底壁；114-側(cè)壁；115-第一側(cè)壁；315-第一側(cè)壁；116-第二側(cè)壁；117-排水口；118-隔板；119-閥門；120-儲油室；121-接油口；122-排油口；123-止回閥；130-疏水親油層；330-疏水親油層；131-鋼絲網(wǎng)；132-疏水親油棉纖維；200-油水分離設備；500-油水排出設備；510-進污管；520-排污管；521-中心管；522-排油管；523-排水管；524-親水疏油層。

具體實施方式

為使本實用新型實施方式的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施方式中的附圖，對本實用新型實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式是本實用新型一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基于本實用新型中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本實用新型保護的范圍。因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施方式的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施方式?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤┓绞?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“長度”、“寬度”“上”、“頂”、“底”、“內(nèi)”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“連接”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

實施例1，請參閱圖1至圖5所示，

請參閱圖1，一種油水分離預處理設備100，包括設備本體110、儲油室120和疏水親油層130，儲油室120和疏水親油層130均設置在設備本體110上。

請參閱圖1，設備本體110開設有進液口111，設備本體110包括頂壁112、底壁113和多個側(cè)壁114。側(cè)壁114的數(shù)量不做具體限制，在本實施例中，作為優(yōu)選，側(cè)壁114為4面。其中，側(cè)壁114包括相對平行設置的第一側(cè)壁115和第二側(cè)壁116。第一側(cè)壁115和第二側(cè)壁116的形狀不作具體限制，在本實施例中，作為優(yōu)選，第一側(cè)壁115和第二側(cè)壁116均為矩形。第一側(cè)壁115和第二側(cè)壁116垂直于底壁113的高度不做具體限制，在本實施例中，作為優(yōu)選，第一側(cè)壁115垂直于底壁113的高度小于第二側(cè)壁116垂直于底壁113的高度。頂壁112的形狀不作具體限制，作為優(yōu)選，頂壁112相對底壁113為一矩形傾斜面，頂壁112與底壁113呈沿垂直第一側(cè)壁115的方向呈一定夾角，夾角的范圍不做具體限制。

頂壁112設置有鏤空部(圖未示)。鏤空部的大小不作具體限制，在本實施例中，作為優(yōu)選，鏤空部為矩型。鏤空部的大小不作具體限制，在本實施例中，作為優(yōu)選，鏤空部略小于頂壁112。

疏水親油層130設置在鏤空部上。疏水親油層130的設置方式不作具體限制，在本實施例中，作為優(yōu)選，考慮到疏水親油層130的替換和清洗，疏水親油層130與鏤空部可拆卸連接。為了實現(xiàn)疏水親油層130與液體的充分接觸，疏水親油層130的大小以能夠覆蓋鏤空部為準。在本實施例中，優(yōu)選地，疏水親油層130為矩型。請參閱圖3，在本實施例中，考慮到節(jié)約制作成本，疏水親油層130平行于第一側(cè)壁115的截面呈條狀。

請參閱圖2，疏水親油層130包括兩層鋼絲網(wǎng)131和設置在所述兩層鋼絲網(wǎng)131中間的疏水親油棉纖維132?？紤]到疏水親油棉纖維132的替換和清洗，疏水親油棉纖維132與鋼絲網(wǎng)131抵接設置且可拆卸連接。

疏水親油棉纖維132是這樣制備的：

將棉纖維加入到含有聚乙烯吡咯烷酮的水溶液中進行吸附。

需要說明的是，在用聚乙烯吡咯烷酮處理棉纖維之前，為了除去棉纖維表面附著的無機灰塵和有機物，優(yōu)選地，采用乙醇和去離子水對棉纖維依次進行清洗。為了便于實驗操作中各數(shù)據(jù)添加量計算，優(yōu)選地，將清洗之后的棉纖維進行干燥。干燥的設備不做具體限制，考慮到操作安全，優(yōu)選地，選擇烘箱作為烘干設備；考慮到溫度過低會導致長時間無法烘干棉纖維，以及溫度過高易造成棉纖維炭化，優(yōu)選地，烘干溫度設置在50～70℃；考慮到棉纖維的充分烘干，優(yōu)選地，烘干時間設定為6h。

考慮到節(jié)約實驗成本，優(yōu)選地采取如下操作方式來實現(xiàn)棉纖維對聚乙烯吡咯烷酮的吸附：將稱量好的聚乙烯吡咯烷酮先溶解到去離子水中，為了使聚乙烯吡咯烷酮在水中的溶解地更加充分，采用磁力攪拌15～30min，然后再將棉纖維加入到聚乙烯吡咯烷酮水溶液中。為了使棉纖維均勻地吸附聚乙烯吡咯烷酮，優(yōu)選地，對添加有棉纖維的聚乙烯吡咯烷酮水溶液進行磁力攪拌，且設置攪拌時間為2～4h。

聚乙烯吡咯烷酮在水溶液中的質(zhì)量濃度不做具體限制，在本實施例中，為了使棉纖維對其吸附更加充分，設定聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量濃度為5％～15％；考慮到不同分子量的聚乙烯吡咯烷酮對棉纖維的吸附能力有所不同，優(yōu)選地，本實施例選取的聚乙烯吡咯烷酮的相對分子質(zhì)量為10～130kg/mol，在此范圍內(nèi)，聚乙烯吡咯烷酮可有效調(diào)節(jié)棉纖維表面的粗糙結構，為構建疏水涂層做準備。在本實施例中，聚乙烯吡咯烷酮的種類不做具體限定，可以為一種或是多種。

進一步地，取出棉纖維，清洗后干燥得到表面吸附有所述聚乙烯吡咯烷酮的棉纖維。

為了保證在操作安全的情況下節(jié)約實驗成本，以及為了便于后續(xù)實驗操作中各數(shù)據(jù)添加量計算，優(yōu)選地，對吸附了聚乙烯吡咯烷酮的棉纖維用去離子水進行清洗并在烘箱中進行干燥，優(yōu)選地，將烘干溫度設置在50～70℃，烘干時間設定為6h。

進一步地，將表面吸附有聚乙烯吡咯烷酮的棉纖維加入到乙醇和水的混合溶液中，調(diào)節(jié)混合溶液呈酸性或者堿性，再連續(xù)滴加正硅酸乙酯進行原位水解反應，反應后得到包覆有二氧化硅的棉纖維。

需要說明的是，為了使混合溶液對表面吸附有聚乙烯吡咯烷酮的棉纖維的浸漬更加充分，優(yōu)選地，將添加了表面吸附有聚乙烯吡咯烷酮的棉纖維的混合溶液進行攪拌?？紤]到節(jié)約實驗成本且能夠快速有效地達到攪拌效果，優(yōu)選地，采用磁力攪拌15min。

另外，優(yōu)選地，控制混合溶液中水和乙醇的體積比為1/9～1/5，該比例范圍為經(jīng)過多次實驗得到，二氧化硅前軀體的生成步驟。加入水的目的是加快二氧化硅在此范圍中，有利于后續(xù)實驗中二氧化硅前軀體溶液在棉纖維表面生成二氧化硅的速度，提高反應效率。

需要說明的是，吸附在棉纖維表面的聚乙烯吡咯烷酮能夠利用其結構中的叔胺基團吸附正硅酸乙酯，并在酸性或堿性條件下，能夠原位水解生成二氧化硅納米顆粒。該方法反應條件溫和，制備原料簡單易得且操作步驟十分簡單，具有很強的實用性和可操作性。二氧化硅納米顆粒能夠賦予棉纖維微納二級粗糙結構，有利于下一步構建超疏水介面。

調(diào)節(jié)混合溶液酸堿度的方式不做具體限制，在本實施例中，考慮到氨水為弱堿，相較于強堿反應條件更加溫和，優(yōu)選地，選擇氨水作為混合溶液酸堿度的調(diào)節(jié)劑?？紤]到聚乙烯吡咯烷酮與正硅酸乙酯的反應在弱堿性環(huán)境中進行催化即可，因此控制氨水加入量至混合溶液的pH為10～11。

為了使原位水解的反應更加充分，優(yōu)選地，控制正硅酸乙酯與混合溶液的體積比為1/600～1/200，且在磁力攪拌下反應6～24h。優(yōu)選地，攪拌溫度為25℃～70℃，攪拌溫度的控制有利于提升原位水解的反應速率。

反應結束后，優(yōu)選地，取出第一預棉纖維依次用乙醇和去離子水清洗后，放入50℃～70℃的烘箱中干燥，得到包覆有二氧化硅的棉纖維。

為了進一步構建超疏水介面，將干燥后的包覆有二氧化硅的所述棉纖維加入到含有低表面能改性劑的無水乙醇中。

需要說明的是，低表面能改性劑的選材不做具體限制，優(yōu)選為碳原子數(shù)大于十的長碳鏈硅烷偶聯(lián)劑，以增加二氧化硅納米粒子的接觸面積。低表面能改性劑的種類不做具體限定，可以為一種或是多種。在本實施例中，優(yōu)選為十六烷基三氯硅烷，其工作原理如下：二氧化硅納米粒子在棉纖維的表面形成一層粗糙結構，十六烷基三氯硅烷水解后形成醇羥基，與二氧化硅納米粒子表面的羥基通過脫水牢固地結合在一起，使二氧化硅納米粒子表面接枝上致密的疏水基團，使其表面能降低，達到超疏水超親油的功能。

低表面能改性劑按照與無水乙醇體積比為1/199～1/49加入到無水乙醇中。

該比例經(jīng)過科學計算和反復實驗得到，以確保在該范圍能夠制備得到具備超疏水和超親油特性的疏水親油棉纖維132。

為了使低表面能改性劑與乙醇中混合均勻，磁力攪拌2h后，再加入包覆有二氧化硅的棉纖維，為了使包覆有二氧化硅的棉纖維與十六烷基三氯硅烷充分反應，再在室溫下進行磁力攪拌2h。

最后將棉纖維取出，放入50℃～70℃的烘箱中干燥，即得到疏水親油棉纖維132。

請參與圖1和圖3，儲油室120的設置位置不做具體限制，在本實施例中，作為優(yōu)選，儲油室120設置在第一側(cè)壁115靠近頂壁112的位置。儲油室120的形狀不作具體限制，在本實施例中，作為優(yōu)選，儲油室120為矩型。儲油室120的長度不做具體限制，在本實施例中，儲油室120的長度略大于第一側(cè)壁115的長度。儲油室120遠離底壁113的一面開設有接油口121。接油口121與疏水親油層130連接。連接方式不做具體限制，在本實施例中，作為優(yōu)選，接油口121與疏水親油層130相接觸。接油口121的形狀優(yōu)選為矩形，考慮到需要全部接收油，接油口121的長度大于疏水親油層130靠近第一側(cè)壁115一側(cè)的長度。

儲油室120設置有排油口122，考慮到水的密度大于油的密度，在底壁113遠離進液口111處設置有排水口117。

本實施例的工作原理如下：

油水混合液從進液口111進入設備本體110，根據(jù)水的密度大于油的密度，油水在設備本體110內(nèi)會自然分層，油向上分離，水向下分離，實現(xiàn)油水的初步分離，當油水混合液接觸到疏水親油層130時，由于疏水親油層130具備優(yōu)異的親油疏水性能，因此會對油進行吸附，當吸附達到飽和值時，油會被滲出疏水親油層130，由于疏水親油層130相對于底壁113是傾斜設置，油在自身重力的作用下，會順著疏水親油層130向第一側(cè)壁115方向下滑，落入接油口121中，并儲存在儲油室120中。儲油室120中的油可以通過排油口122排出，設備本體110中的水可以通過排水口117排出，從而實現(xiàn)油水分離預處理。

請參閱圖1，為了使油水分離預處理達到更好的效果，作為優(yōu)選，頂壁112、底壁113和側(cè)壁114圍合形成儲存室(圖中未標注)，在儲存室中在垂直于第一側(cè)壁115的方向平行設置有多個隔板118。隔板118的數(shù)量不作具體限制。多個隔板118將儲存室分隔成多個獨立的容納室(圖中未標注)，每個隔板118設置有用于連通多個容納室的閥門119。這樣設置的好處是，油水混合液經(jīng)過多次分離，能夠達到更好的分離效果。閥門119的設置位置不做具體限制，考慮到更好地提高分離效果，閥門119設置在每個隔板118靠近底壁113的位置。為了防止油水混合液發(fā)生倒流，作為優(yōu)選，在每個閥門119上設置有止回閥123。

請參閱圖4和圖5，本實施例還提供了一種油水分離設備200，包括油水分離預處理設備100和油水排出設備500。油水排出設備500與排油口122可拆卸連接。油水排除設備包括相互連接的進污管510和排污管520。排污管520包括中心管521、排油管522和排水管523。中心管521的一端與進污管510連接，中心管521的另一端分別與排油管522和排水管523連接。排油管522連接中心管521的一端與排水管523連通，排油管522設置有疏水親油層130，排水管523設置有親水疏油層524。

經(jīng)過油水分離預處理設備100預處理后的油水混合液再經(jīng)過油水排出設備500的分離，能夠達到優(yōu)異的油水分離效果。

綜上所述，通過本實施例設計得到的油水分離預處理設備100和油水分離設備200，具有優(yōu)異的油水分離效果。

實施例2，請參閱圖6和圖7所示，

油水分離預處理設備300，其實現(xiàn)原理及產(chǎn)生的技術效果和實施例1相同，為簡要描述，本實施例未提及之處，可參考實施例1中相應內(nèi)容。

通過上述設計得到的油水分離預處理設備300已基本能解決油水分離的問題，設計結構簡單和易于操作的問題，但本著進一步完善其功能的宗旨，設計者對該油水分離預處理設備300進行了進一步的改良。

請參閱圖6和圖7，如圖所述，在本實施例中，考慮到增大油水混合液與疏水親油層330的接觸面積，更加充分地吸油，疏水親油層330平行于第一側(cè)壁315的截面呈連續(xù)的“W”型或呈間隔的“V”型。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施方式而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。