CN103754986B - 一种油污混合物分离*** - Google Patents

Abstract

提供一种油污混合物分离***，其主体为大致圆柱筒状的分离器主体(114)，主要部件包括螺旋槽筒体(104)、螺旋槽(108)、混合液射入口(110)、排水管(113)、颗粒物沉降板(111)和分离器主体(114)；在分离器主体(114)内侧设置有螺旋槽筒体(104)，紧贴于螺旋槽筒体(104)内壁安装有螺旋槽(108)；在分离器主体(114)下部设置有混合液入口(109)，混合液入口(109)的混合液进入流速在2m／s以上。使用本发明的油污混合物分离***能够控制油水分离的比例，并且应用范围广泛。

Description

一种油污混合物分离***

技术领域

本发明属于物质物理分离领域，具体涉及一种油污混合物分离***，其适用于处理量大的石油化工行业中的油污混合物分离***。

背景技术

随着经济社会的发展，废水污染与日俱增，环境污染越来越受到人民的重视，而含油废水是众多废水中常见的，易于带来环境污染的工业和生活废水，危害严重，其处理在国内外均引起高度重视。目前在石油开采、石油炼制、石油化工、车辆清洗、机械制造、食品加工等过程中均会产生含油废水。油类污染物一旦进入水体立刻在水面扩散形成油膜，阻止水体从大气中复氧。油类迁移范围广、降解速度慢，最终影响人类健康。根据含油废水的来源和油类在水中的存在形式不同，可分为：浮油、分散油、乳化油和溶解油四大类。这些油类成分复杂，含有大量矿物油或植物油、乳化剂及其它有机物，乳化程度高、性质稳定、去除难度大。因此，如何高效进行油水分离以达到排放标准仍是一个难题。

目前常用的处理含油废水的方法有重力分离法、离心分离法、气浮法、超滤法、过滤法、吸附法等。各处理法都有自己的优缺点。重力分离法和离心分离法只能分离水中的浮油和少量粒径较大的分散油，对于分散、乳化、溶解的油基本没有去除效果，因此通常作为含油废水的预处理装置。气浮法是根据浮力的作用原理，将乳化油和分散油的油珠粘附在大量的微气泡上，气泡由于自身的浮力将油珠带出水面，以实现固液分离过程。在实际应用中，由于废水水质不同，综合考虑处理效果和基建、运行费用等因素，所选的气浮工艺也有所不同。比较常见的是真空溶气气浮法和加压溶气气浮法，前者受各种因素限制目前使用很少，后者是最常采用的气浮法。气浮法一般和混凝技术相结合，可以去除水中大部分分散油，对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废水处理方法。但现有传统气浮法处理含油废水存在几大缺点：浮油难处理，浮选时间停留较长；污泥易沉积在气浮池底，释放器频繁堵塞；在处理量大的时候，气浮设备占地面积大，投资费用高；设备整体性不完整，安装繁琐；对以乳化油和溶解油为主的含油废水，传统气浮的去除效果不佳。

超滤法近些年来主要用于浓缩乳化的矿物油。尽管超滤技术在一定条件下可以有效分离油水，但浓缩过程中产生的膜污染会导致膜通量严重衰减，跨膜压差大幅上升，膜寿命缩短，膜分离效率下降，能耗增大。大部分超滤膜在运行半年之后就进入频繁清洗期，不但消耗大量清洗剂，而且产生含油清洗液的二次污染问题。很少有超滤膜的使用寿命可以超过两年。由于膜 的投资通常较大，超滤除油***的初期投资和运行成本都很高。此外超滤对浮油的耐受极低，一旦***中由于预处理不善、浓缩析出等原因产生浮油，会对超滤膜带来不可逆转的破坏。

过滤和吸附法主要是用特殊滤料(核桃壳，吸油塑料)等来吸附水中微量的油。这种方法仅适用于废水中含油量很低的情况，否则会造成滤料很快饱和。频繁的清洗和再生会造成滤料的机械损伤，并且由于难以彻底反洗滤料会逐渐失效，需要经常进行补充，运行费用较高。且当油滴乳化时该方法的去除效果不佳。中国专利CN201342267Y公开的高效油水分离装置是这样实现的：包括分离容器和隔板，分离容器上部一侧设置水泵，分离容器顶部设置盖板，盖板上设有进水口，容器底部设置出水管，分离容器底部设置的隔水板、隔油板和定位板将分离容器依次分割为油、分离池和水池，油池顶部设置出油管；隔油板下端与分离池底部留有连通口；分离池底部设有气浮管，气浮管连接气浮泵。此分离装置只适用于水量比较小的含油废水，而且处理流程较长，废水流量及操作不能很好的控制。

中国专利CN102225812A的油田回注水膜法处理，其基本流程包括：含油污水进入沉降罐沉降，除去部分大的悬浮固体和浮油，沉降后的水进入陶瓷膜超滤设备，在陶瓷膜设备内部循环过滤，透过膜的渗透液直接回注，未透过的继续沉降循环过滤。虽然该工艺简单，过滤精度高，但是运行一段时间后，油等污垢会堵塞膜管，导致膜通量大幅度衰减，不易顺利达到油水分离的结果。

基于旋流分离技术在含油废水处理中的广泛应用，近来很多水处理生产厂家都提出将传统气浮和旋流技术相结合的观点，取得了一些研究成果。

美国专利US7157007中阐述了一种油、气、水三相分离装置，该装置为一个立式气浮分离罐，主要分为上、中、下三层，分别利用了旋流分离、粗粒化和气浮分离技术。位于罐上部的中间位置安装有一个内筒，含油废水从切向入口进入到内筒中产生旋流，在内筒中进行油水分离，油相直接进入撇油斗。从内筒底部流出的水流经过位于罐中部的聚结层时，分散的油滴在此聚集长大。部分大颗粒油滴会在浮力作用下，克服自身重力和主体相的下向流动而开始向上浮升，从而又去除了一部分油。在罐下部安装有喷射器，利用罐内顶部的气体和回流净化水在喷射器内剪切混合后，产生微小气泡，对从聚结层流下来的含油废水进行气浮处理。但聚结层的定期清理问题非常麻烦，同时整套设备的内部结构非常复杂，加工制造的成本较高。

美国专利US7144503中阐述了一种脱气浮选组合罐，罐内有一个圆柱状内筒和一个螺旋状入口导片，含油废水从罐上部的切向入口进入罐中形成旋流，同时气泡从水中析出。气泡和油滴在旋流的作用下被压至内筒壁，二者结合粘附后上升到罐顶，通过罐顶的油气出口排出。据专利权人的报道，此装置对含油废水的处理效果较好，并且成本及维护费用很低，比较适用于海上作业的石油生产平台或者浮式生产储卸油轮(FPSO)等空间要求比较严格的领域使用。但从 该专利所附的结构图上来看，上升到罐内顶部的油和气泡浮渣的外排存在着一些问题。尤其海上作业的石油生产平台或FPSO会因波、浪、流的作用而处于晃动状态，此时罐内部的液面难以保持稳定，从而致使该装置外排油和气泡浮渣中的含水量过高，从而严重影响了分离效果。

由上述可见，目前现有的处理技术很难对含油污水取得良好的处理效果，特别是当含油污水的组分越来越复杂时，处理难度越来越大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人针对针对上述现有技术的不足，经过多次设计和研究，提出了一种油污混合物分离***。

依据本发明的技术方案，所提供的一种油污混合物分离***主体为大致圆柱筒状的分离器主体114，主要部件包括螺旋槽筒体104、螺旋槽108、混合液射入口110、排水管113、颗粒物沉降板111和分离器主体114；在分离器主体114内侧设置有螺旋槽筒体104，紧贴于螺旋槽筒体104内壁安装有螺旋槽108；在分离器主体114下部设置有混合液入口109，混合液入口109的混合液进入流速在2m／s以上。

优选地，螺旋槽筒体104用于旋流分离，从混合液入口109射流进入的油水混合液沿螺旋槽108在槽内流动，比重较重的物质贴紧槽壁向上流，比重较轻的物质逐渐旋流到螺旋槽筒体104中间位置且慢慢上浮。

更优选地，螺旋槽108为实体结构固定在螺旋槽筒体104上，螺旋槽108的安装螺距H为75mm、槽深60mm；

优选地，槽深、螺距与混合液入口直径的比例关系1∶1∶1.25，即槽深：螺距：进口直径(混合液入口109直径)＝1∶1∶1.25。

优选地，油污混合物分离***还包括排水口101、排水调节阀门102、分离器油液聚集区103、排油调节阀门105，排水口101，其用于处理后的水从该排水口101排出；排水调节阀门102，其用于调节出水高度及出水流速，配合进水调节使用；分离器油液聚集区103，旋转分离出的油液上浮到此处区域聚集待外排；排油调节阀门105，其用于通过调节出油流量来控制出油的含水率，当油量较低时，关闭排油调节阀门105，当油量较高时，再打开排油调节阀门105。

进一步地，油污混合物分离***还包括排油口106，含水较低的油液从此处排出；大部分分离出的水从流水区107(缝隙)流到分离器主体下面。从流水区107(缝隙)流到分离器主体下面的水通过排水管113从排水口101排出。

更进一步地，混合液射入口110的管口与螺旋槽108呈切向接触。 

使用本发明的油污混合物分离***能够控制油水分离的比例，即很好地控制分离油品中的含水量，具有现有技术中所无可比拟的油水分离效果。并且还可以适用于含有油污、沙石等物质的分离，即应用范围广泛。

附图说明

附图1是依据本发明的油污混合物分离***的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外地，不应当将本发明的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。

本发明的油污混合物分离***，适用于来自于混合有水、落地油及地面泥砂的混合物分离，所述混合物简称为油水混合液。

如图1所示的油污混合物分离***，其主体为大致圆柱筒状的分离器主体114，主要部件包括螺旋槽筒体104、螺旋槽108、混合液射入口110、排水管113、颗粒物沉降板111和分离器主体114。在分离器主体114内侧设置有螺旋槽筒体104，依附于螺旋槽筒体104内壁安装有螺旋槽108；在分离器主体114下部设置有混合液入口109，此处的混合液进入流速在2m／s以上，以保证水流在螺旋槽108内的旋流分离效果(混合液的温度保持在常温以上，进一步优选在20摄氏度以上)。

此外，螺旋槽筒体104用于旋流分离，从混合液入口109射流进入的油水混合液沿螺旋槽108在槽内流动，比重较重的物质贴紧槽壁向上流，比重较轻的物质逐渐旋流到螺旋槽筒体104中间位置且慢慢上浮。螺旋槽108为实体结构固定在螺旋槽筒体104上，螺旋槽108的安装螺距H为75mm、槽深60mm；在优选实施例中，槽深、螺距与混合液入口直径的比例关系1∶1∶1.25，即槽深：螺距：进口直径(混合液入口109直径)＝1∶1∶1.25，此时旋流效果最好。

如图1所示的油污混合物分离***还包括以下部件：排水口101，其用于处理后的水从该排水口101排出；排水调节阀门102，其用于调节出水高度及出水流速，配合进水调节使用；分离器油液聚集区103，旋转分离出的油液上浮到此处区域聚集待外排；排油调节阀门105，其用于通过调节出油流量来控制出油的含水率，当油量较低时，关闭排油调节阀门105，当油 量较高时，再打开排油调节阀门105；排油口106，含水较低的油液从此处排出；大部分分离出的水从流水区107(缝隙)流到分离器主体下面。从流水区107(缝隙)流到分离器主体下面的水通过排水管113从排水口101排出。

优选地，混合液射入口110的管口与螺旋槽108呈切向接触，为后续进入的液体打下基础，使得全部都是射流切可以正常在螺旋槽内旋转。颗粒物沉降板111射流进入的混合液内如果有颗粒物例如砂子或石子等大块物质会沉降到板上，定期的打开颗粒物排出口112的排放阀门进行排放。(颗粒物排出口112用于沉降到颗粒物沉降板上的颗粒物从此口排出。定时排放或者每次使用结束后排放)。

在本发明中分离器主体114采用壁厚度为5mm的罐体，主体材质为优质的304(不锈钢型号)。

使用本发明的油污混合物分离***，油水混合液通过高压泵经过混合液入口109进入到分离器主体内，从混合液射流口110喷射到螺旋槽108内，通过沿螺旋槽108的旋转，其中将轻质的物质旋流到螺旋槽筒体104的中间位置并不断上浮到分离器油液聚集区103处，然后通过排油口106排出。比重较大的水则始终靠近螺旋槽筒体的边缘位置，在旋流到螺旋槽筒体顶部后，从流水区107流到底部通过排水管113经过排水口101排出设备。其中排水调节阀门102可以调整出水的速率及油液的排出高度，其中排油调节阀门105可以调节出油的含水率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出各种各样的修改。

Claims (5)

1.一种油污混合物分离***，其主体为大致圆柱筒状的分离器主体(114)，主要部件包括螺旋槽筒体(104)、螺旋槽(108)、混合液射入口(110)、排水管(113)、颗粒物沉降板(111)和分离器主体(114)；在分离器主体(114)内侧设置有螺旋槽筒体(104)，紧贴于螺旋槽筒体(104)内壁安装有螺旋槽(108)；在分离器主体(114)下部设置有混合液入口(109)，混合液入口(109)的混合液进入流速在2m/s以上；

油污混合物分离***还包括排水口(101)、排水调节阀门(102)、分离器油液聚集区(103)、排油调节阀门(105)，排水口(101)，其用于处理后的水从该排水口(101)排出；排水调节阀门(102)，其用于调节出水高度及出水流速，配合进水调节使用；分离器油液聚集区(103)，旋转分离出的油液上浮到此处区域聚集待外排；排油调节阀门(105)，其用于通过调节出油流量来控制出油的含水率，当油量较低时，关闭排油调节阀门(105)，当油量较高时，再打开排油调节阀门(105)。

2.根据权利要求1所述的油污混合物分离***，其特征是：螺旋槽筒体(104)用于旋流分离，从混合液入口(109)射流进入的油水混合液沿螺旋槽(108)在槽内流动，比重较重的物质贴紧槽壁向上流，比重较轻的物质逐渐旋流到螺旋槽筒体(104)中间位置且慢慢上浮。

3.根据权利要求2所述的油污混合物分离***，其特征是：螺旋槽(108)为实体结构固定在螺旋槽筒体(104)上，螺旋槽(108)的安装螺距H为75mm、槽深60mm。

4.根据权利要求1所述的油污混合物分离***，其特征是：油污混合物分离***还包括排油口(106)，含水较低的油液从此处排出；大部分分离出的水从流水区(107)(缝隙)流到分离器主体下面；从流水区(107)(缝隙)流到分离器主体下面的水通过排水管(113)从排水口(101)排出。

5.根据权利要求2-4之任一所述的油污混合物分离***，其特征是：混合液射入口(110)的管口与螺旋槽（108）呈切向接触。