CN101195074B - 油水电磁过滤分离方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油水电磁过滤分离方法及装置，包括用于向待处理的油水中加入磁化剂的加药装置(3)、用于将该磁化剂与所述油水混合的管道混合器(4)和至少三个所述电磁过滤分离器(1)。本发明的原理是电磁过滤法除油，先加入磁化剂使吸附油的多表面材料磁化，再利用颗粒状的永磁体滤料过滤含有已磁化的含油多表面材料的油污水，达到高精度除油及油-固体物的目的。本发明的有益效果在于：对油-固悬浮物可不经预处理而直接分离，对任何乳化油包括含表面活性剂的化学乳化油，均可不经任何破乳措施而直接分离，可以在一个设备内完成“固-液”及“油-水”的高精度分离，且能在线自反冲，不需另设反冲水池和反冲泵系统等等。

Description

油水电磁过滤分离方法及装置

技术领域  本发明涉及污水处理技术，特别是涉及对含油污水进行过滤分离的方法和装置。

背景技术  现有技术中令油水分离的方法，依据原理不同而包括四种：重力法、吸附法、膜分离法、粗粒化法。

第一种重力法，是依据Stock’s原理进行油水分离。即利用油水比重不同，使用一些技术手段使微小的油污聚集长大上浮分离。常用设备有：重力隔油池、斜板隔油池、气浮等。此种方法不能分离乳化油，分离效果及效率都较差，分离精度一般在30mg/l左右。但由于该方法简单，是目前油水分离的主要手段，用于分离精度不高的场合。

第二种吸附法，是依据吸附原理进行油水分离。即通过某种吸附材料如纤维、活性碳等大比表面积材料，将油吸附在材料表面从而使油从水中脱出。常用设备有：活性炭吸附柱、纸、吸油毡等。此种方法由于材料会很快吸附饱和而失去吸附功能。如继续使用需做脱附处理，而脱附处理工艺复杂、费用高，处理困难，实用价值不高，工业生产应用较少，一般用在很小的水量处理上。

第三种膜分离法，是利用膜的筛分原理将较大的油分子截留分离。常用设备为超滤膜设备。该方法处理精度高，是目前正在迅速发展的一种油水分离手段。但存在问题较多：其一，目前超滤抗污染膜技术尚不成熟，产品多为进口，寿命短，价格高；其二，耗能较大；其三，也是最重要的一个问题是超滤膜的产水率为80～90％，即每天处理100m³含油水可产80～90m³清水及10～20m³浓缩含油水，对于小水量处理，10～20％的浓缩水可以掺入煤中烧掉，而对于较大水量处理就无法进行，因此限制了此方法的实际应用范围。

第四种粗粒化法，是使用一种粗粒化材料，使油水接触该材料表面时因产生不同的润湿角而分化聚集，从而使微小的油滴在该材料表面聚集长大后脱离该物质表面上浮。使用该方法一般如同使用砂滤器一样，利用粗粒化材料作滤层，采用逆向流方式运行。使油滴凝聚包括两种方式：碰撞凝结和润湿凝结。碰撞凝结例如利用加热、超声波等外加能量增加油滴的动能，使其相互碰撞而结合长大上浮。润湿凝结是指油在某种材料表面易于润湿且其表面润湿角远大于水对该表面的表面润湿角，从而使细小的油滴在材料表面润湿、聚集、并长大到一定尺寸，其上浮力克服了油对材料表面润湿附着力而脱离材料表面上浮。粗粒化常用材料有：核桃壳、无烟煤、某些矿石、某些金属丝以及化学纤维等。以这些材料为粗粒化材料制成各种过滤、凝结器。粗粒化法是目前非常具有实用性和发展前景的方法。例如本申请人的CN1727030“双向流表面聚合式油水分离结构及制造方法”的发明专利申请，由于使用了不同的结构设计配合使用一种特制表面聚合材料，其分离油水精度高，处理精度出水含油可达5mg/L或更低(0.5mg/L)，并可直接分离某些含有表面活性剂的化学乳化油例如部分阴离子性表面活性剂。但粗粒化法油水分离器在应用中仍然存在以下主要问题：

1、粗粒化法油水分离器在分离油水过程中，若水中含有部分悬浮物，将会堵塞油水分离材料，虽然反冲洗有一定的效果，但材料的寿命还是会大大下降。

2、为了提高油水分离材料的使用寿命，一般要对含油污水预先进行过滤，去除悬浮物质，而含油污水过滤本身就是一个难题。虽然可以使用本申请人研发的另一产品含油污水过滤器，但投资会大大增加，对于处理水量较小时不经济。

3、对于含有微量油-固悬浮物或含有油-固胶体状悬浮物时，往往过滤处理困难，成本高。

4、不能直接分离全部含有表面活性剂的化学乳化油。

发明内容  本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种油水分离精度高、适用范围广，对于油-固悬浮物可不经预处理、对于含表面活性剂的化学乳化油可不经化学-机械破乳而能直接进行分离的油水电磁过滤分离方法及装置。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：

提出一种油水电磁过滤分离方法，包括以下步骤，

①将待处理油水的PH值调节为11～13；

②在所述油水中加入磁化剂，将该磁化剂与所述油水混合均匀，使油水中的含油多表面物质磁化；

③将所述油水输入电磁过滤器，该电磁过滤器包括筒体、筒体外壁上缠绕的线圈和筒体内部填充的永磁体滤料；

④所述永磁体滤料对所述油水中已被磁化的含油多表面物质产生吸附作用，从而所述油水中的含油多表面物质被截留，经此过滤后的水流出所述电磁过滤器；

⑤当筒体内部的永磁体滤料截留物质过多造成水压损失达到设定数值时，所述筒体外层缠绕的线圈通电，其内部产生与填充的永磁体滤料相反的电磁场，所述电磁过滤器内部磁性减弱，失去对被磁化的含油多表面材料的磁力吸附作用，所述电磁过滤器进行反冲洗工作。

设计、使用一种油水电磁过滤分离器，包括筒体、该筒体内的滤料、进水口和出水口，所述筒体外壁上缠绕有线圈，所述滤料为永磁体材料做成。

设计、使用一种过滤分离系统，包括用于向待处理的油水中加入磁化剂的加药装置、用于将该磁化剂与所述油水混合的管道混合器和至少三个所述电磁过滤分离器；所述各过滤分离器借助阀门分别与进水管和反冲出水管相通；

在过滤工作状态，所述各阀门与所述进水管相通，所述各电磁过滤分离器的永磁体滤料对经阀门流进的油水进行过滤，过滤后的水经出水管流出；

在反冲洗工作状态，依次选定至少一个电磁过滤分离器进行反冲洗工作，该选定的电磁过滤分离器的线圈通电，其内部产生与填充的永磁体滤料相反的电磁场，所述电磁过滤分离器内部的磁性减弱，失去对被磁化的含油多表面材料的磁力吸附能力；所述电磁过滤分离器的阀门反向截止进水，与反冲出水管相通；出水管阀门关闭；其余电磁过滤分离器仍然进行过滤工作，过滤后的水经流入选定的电磁过滤分离器对其滤料进行清洗，冲洗后的水经选定的电磁过滤分离器的阀门流出至所述反冲出水管。

同现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

1、可将含污油(油-固体物)量为4000mg/l的进水处理成含油量≤5mg/l，悬浮物SS≤10mg/l的出水。

2、对油-固悬浮物可不经预处理而直接分离，对任何乳化油包括含表面活性剂的化学乳化油，均可不经任何破乳措施而直接分离，可以在一个设备内完成“固-液”及“油-水”的高精度分离，且能在线自反冲，不需另设反冲水池和反冲泵系统。

3、本发明对于含高浓度的油污水行业，既能达到精密过滤处理又能达到占地很小的目的。

附图说明

图1是本发明油水电磁过滤分离系统示意图；

图2是本发明油水电磁过滤分离系统中三个油水电磁过滤分离器的组装示意图；

图3是本发明油水电磁过滤分离器的结构示意图。

具体实施方式  以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。

本发明油水电磁过滤分离方法，包括以下步骤，

①将待处理油水的PH值调节为11～13，最佳值为12，若进水时无法满足，可增加自动加碱装置，利用管道混合器混合均匀，通过在线pH控制器控制pH值；

②如图1所示，利用自动加药装置3在所述油水中加入磁化剂，并借助管道混合器4将该磁化剂与所述油水混合均匀，使油水中的含油多表面物质磁化；加入磁化剂时，首先在油水中加入比表面积很大的顺磁性多孔吸附材料，如三价铁、二价铁、铝盐等，充分反应使油-固体物吸附在该顺磁性多孔吸附材料上，然后再加入细粉状的铁磁性材料，如低碳钢、铁屑等，使其和吸附材料紧密结合；所述自动加药装置包括市场上常见的聚乙烯PE加药箱、搅拌器及加药计量泵；

③将所述油水通入电磁过滤器1，该电磁过滤器1包括筒体11、筒体11外壁上缠绕的线圈12和筒体内部填充的永磁体滤料13，如图3所示；

④所述永磁体滤料13对所述油水中已被磁化的含油多表面物质产生吸附作用，从而所述油水中的含油多表面物质被过滤，过滤后的水流出所述电磁过滤器1；

⑤当筒体内部的永磁体滤料13截留物质过多造成水压损失达到设定数值时，所述筒体外层缠绕的线圈通直流电，其内部产生与填充的永磁体滤料相反的电磁场，与永磁体滤料产生的磁场互相抵消，电磁过滤器内部磁性减弱，失去对被磁化的含油多表面材料的磁力吸附作用，所述电磁过滤器进行反冲洗工作。

如图2所示，本发明油水电磁过滤分离器，包括筒体11、该筒体内的滤料13、进水口14和出水口15，所述筒体11外壁上缠绕有线圈12，所述滤料13用永磁体做成。

使用所述的油水电磁过滤分离器的过滤分离系统，如图1所示，包括用于向待处理的油水中加入磁化剂的自动加药装置3、用于将该磁化剂与所述油水混合的管道混合器4和至少三个所述电磁过滤分离器1。如图2所示，所述各过滤分离器1借助阀门6分别与进水管5和反冲出水管7相通。如图1至图3所示，在过滤工作状态，所述各阀门6与所述进水管5相通，所述各电磁过滤分离器1的永磁体滤料13对经阀门6流进的油水进行过滤，过滤后的水经出水管8流出。在反冲洗工作状态，依次选定至少一个电磁过滤分离器1如图1中的1#过滤分离器进行反冲洗工作。该选定的1#电磁过滤分离器1的线圈12通电，其内部产生与填充的永磁体滤料相反的电磁场，与永磁体滤料产生的磁场互相抵消，所述电磁过滤分离器1内部的磁性减弱，失去对被磁化的含油多表面材料的磁力吸附能力。所述电磁过滤分离器1的阀门6反向截止进水，与反冲出水管7相通；出水管阀门9关闭；其余电磁过滤分离器1如图1中的2#、3#过滤分离器仍然进行过滤工作。过滤后的水经流入1#电磁过滤分离器1对其滤料13进行清洗。冲洗后的水经1#过滤分离器的阀门6、所述反冲出水管7流向污泥池。1#过滤分离器反冲洗完毕，1#过滤分离器的线圈断电，其阀门6与进水管5接通，与反冲出水管7断开。出水管阀门9打开，进入正常过滤状态。间隔数秒后，2#、3#过滤分离器执行同样的反冲洗程序。在反冲洗过程中，反冲水来自于另外两个电磁过滤罐的过滤出水，过滤分离系统本身不必设置反冲水池，不必另设反冲泵，也不必停机，过滤过程照常进行。

本发明过滤分离系统还包括对过滤/反冲洗工作状态进行程序控制的可编程逻辑单元PLC。所述进水管5和出水管8之间装设有压差检测仪(图中未示)。本系统用压差控制器及PLC来实现全自动控制，包括对于反冲洗需要的识别。当永磁体滤料截留油泥物质过多时，水压损失增加，所述压差检测仪显示的进出水压力差达到设定值时，压差开关给PLC一个开关信号，PLC执行反冲洗程序。即电磁过滤分离器1线圈通电，其内部产生与填充的永磁体滤料相反的电磁场，与永磁体滤料产生的磁场互相抵消，使电磁过滤罐内部的磁性减弱，失去对被磁化的含油多表面材料的磁力吸附能力，从而可以轻易对其进行反冲洗。各电磁过滤分离器的反冲洗工作完毕，所述PLC则又控制各部件从反冲洗工作状态转换为过滤状态。本系统利用电磁阀和压力差来控制出水和反冲水的分配，以达到不需设置反冲水池和反冲水泵的在线自反冲目的。本系统采用单元模块化设计，电磁过滤分离器1的个数为三个或三个以上，可以根据实际要求任意组合。

本发明的原理是电磁过滤法除油，先加入磁化剂使吸附油的多表面材料磁化，再利用颗粒状的永磁体滤料过滤含有已磁化的含油多表面材料的油污水，达到高精度除油及油-固体物的目的。

Claims (7)

1.一种油水电磁过滤分离方法，其特征在于：包括以下步骤，

①将待处理油水的PH值调节为11～13；

②在所述油水中加入磁化剂，将该磁化剂与所述油水混合均匀，使油水中的含油多表面物质磁化；

③将所述油水进入电磁过滤器，该电磁过滤器包括筒体、筒体外壁上缠绕的线圈和筒体内部填充的永磁体滤料；

④所述永磁体滤料对所述油水中已被磁化的含油多表面物质产生吸附作用，从而所述油水中的含油多表面物质被过滤，过滤后的水流出所述电磁过滤器；

⑤当筒体内部的永磁体滤料截留物质过多造成水压损失达到设定数值时，所述筒体外层缠绕的线圈通电，其内部产生与填充的永磁体滤料相反的电磁场，电磁过滤器内部磁性减弱，失去对被磁化的含油多表面材料的磁力吸附作用，所述电磁过滤器进行反冲洗工作。

2.如权利要求1所述的油水电磁过滤分离方法，其特征在于：步骤②中加入磁化剂时，首先在油水中加入比表面积很大的顺磁性多孔吸附材料，充分反应使油-固体物吸附在该顺磁性多孔吸附材料上，然后再加入细粉状的铁磁性材料，使其和吸附材料紧密结合。

3.如权利要求1所述的油水电磁过滤分离方法，其特征在于：所述PH值调节为12。

4.一种油水电磁过滤分离器，其特征在于：包括筒体(11)、该筒体内的滤料(13)、进水口(14)和出水口(15)，其特征在于：所述筒体(11)外壁上缠绕有线圈(12)，所述滤料(13)为永磁体做成。

5.一种使用如权利要求4所述的油水电磁过滤分离器的过滤分离系统，其特征在于：

包括用于向待处理的油水中加入磁化剂的加药装置(3)、用于将该磁化剂与所述油水混合的管道混合器(4)和至少三个所述电磁过滤分离器(1)；所述各过滤分离器(1)分别借助阀门(6)与进水管(5)和反冲出水管(7)相通；

在过滤工作状态，所述各阀门(6)与所述进水管(5)相通，所述各电磁过滤分离器(1)的永磁体滤料(13)对经阀门(6)流进的油水进行过滤，过滤后的水经出水管(8)流出；

在反冲洗工作状态，依次选定至少一个电磁过滤分离器(1)进行反冲洗工作，该选定的电磁过滤分离器(1)的线圈(12)通电，其内部产生与填充的永磁体滤料相反的电磁场，所述电磁过滤分离器(1)内部的磁性减弱，失去对被磁化的含油多表面材料的磁力吸附能力；所述电磁过滤分离器(1)的阀门(6)反向截止进水，与反冲出水管(7)相通；出水管阀门(9)关闭；其余电磁过滤分离器(1)仍然进行过滤工作，过滤后的水经流入选定的电磁过滤分离器(1)对其滤料(13)进行清洗，冲洗后的水经选定的电磁过滤分离器(1)的阀门(6)流出至所述反冲出水管(7)。

6.如权利要求5所述的过滤分离系统，其特征在于：所述进水管(5)和出水管(8)之间装设有压差检测仪。

7.如权利要求5所述的过滤分离系统，其特征在于：还包括对过滤/反冲洗工作状态进行程序控制的可编程逻辑单元PLC。

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