CN102267734B - 一种密闭循环式气浮方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密闭循环式气浮方法及装置，污水和气体可以同时或分别进入气浮罐；在气浮罐内气泡携带污染杂质上浮，液面实现杂质与气体分离，气体携带少量液体进入气浮罐顶端空间后进入气液旋流分离器进行气液分离，分离后的气体经循环风机增压后循环使用，分离后的液体回注气浮罐内。既确保了污水高效的气浮分离，又实现了工艺过程的循环密闭式操作，具有结构紧凑、污水处理效果好、无二次污染，无气味，气体零损耗、对环境和气候适应性强、运行费用低等优点，也可适用于高温高压下场合。本方法及装置可以替代传统的各种类型的气浮(如加压溶气气浮、真空气浮以及微孔扩散气浮等)以及重力沉降等污水处理技术。

Description

一种密闭循环式气浮方法及装置

技术领域

本发明涉及一种气浮方法及装置，特别是适用于有异味工业污水的气浮分离，可广泛用于石油化工等领域。

背景技术

油田污水主要因为我国油田开采进高含水期，含浮油和分散油的污水量非常大，处理任务非常繁重；炼油污水主要来自常减压、催化、气分、重整、焦化、制蜡、加氢裂化、酮苯糠醛、成品、输转等装置，污水中主要含有原油、成品油、润滑油、以及少量的有机溶剂、催化剂、悬浮物等。炼油厂废水中的主要污染物分为烃类和可溶性的有机和无机组分。主要含油、酚、硫、COD等。气浮工艺是石油石化废水处理工艺中常见的一种处理工艺装置，常被用来清除废水中的悬浮颗粒、油和油脂。它是依靠水中形成微小气泡，携带絮粒上浮至液面使水净化的一种方法，条件是附在颗粒上的气泡可形成气粒粘附携带，由于气泡的出现使水和气颗粒之间密度差加大，且气颗粒直径大，所以用气颗粒密度代替原颗粒密度可使上升速度明显提高，即当1个气泡(或多个气泡)附在1个颗粒上可增加垂直上升速度，从而可脱除极微小粒径以及与水密度差相差不大的颗粒。为促进气粒粘附，常使用絮凝剂。传统气浮装置都是开式露天设置，存在恶臭及有毒气体易造成二次污染，处理效果受环境和气候的影响较大，采用非空气气源时气体耗量大处理运行成本高等缺点，因此，解决气浮工艺装置中存在的上述问题成为目前气浮研究的目标。

发明内容

本发明的目的在于提出一种密闭循环式气浮方法及装置。本发明所要解决的首要技术问题是克服现有的气浮工艺装置恶臭及有毒气体易造成二次污染，处理效果受环境和气候的影响较大，采用非空气气源时气体耗量大处理运行成本高等缺点提供一种气浮分离的新技术。本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种上述处理方法中专用装置，其结构简单，容易实施，投资小，操作方便，适应性强，适合长周期，甚至可以可移动。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：工业污水加药后进入气浮罐，同时将气体溶入工业污水(或者单独进入气浮罐形成气泡)；在气浮罐内气泡携带污染杂质经环流筒内通道上浮，在环流筒顶端实现部分气泡与污染杂质的分离，一部分气泡沿环流筒外侧形成回流回到底部再次携带污染杂质上浮；另一部分气体继续上浮至液面形成杂质层，气体携带少量污染杂质释放进入气浮罐顶端空间后进入气液旋流分离器进行气体与杂质的分离，分离后的气体经风机循环使用，分离后的污染杂质则注回气浮罐继续分离。经气浮分离后的污染杂质经设置在气浮罐上端的污水出口排走，分离后的水经下端的水出口排走，实现了气浮分离的密闭循环式操作。

本发明的处理装置，包括：

气浮罐，用于提供气浮分离发生的场所；

聚结区，污水单独进料时置于污水入口区，用于污染杂质的聚结上浮；

污水泵，用于将所来污水注入气浮罐进行气浮分离；

压力溶气罐，用于将气体溶入污水形成溶气污水，根据实行方案可以没有；

释放头，用于气泡的生成和均布；

环流筒，用于气泡在气浮罐内的循环流动；

气液旋流分离器，用于完成气浮分离后气浮罐内释放出的含液气体的气液分离，回收气体和液体，气体循环使用，液体回罐底继续分离；

循环风机，用于气体的循环输送，形成气浮罐顶的低压，利于微气泡的生成和均布。

与现有技术相比本发明具有以下优点：

1.密闭循环操作，无二次污染，无气味，对环境和气候适应性强。

2.尤其适于高温，为提高分离效果可对污水实行加热操作。

3.气体损耗少，接近零耗损。

4.气浮罐内内置环流筒，气液两相混合更均匀，气泡得以风充分利用，分离效果更加。

5.易于实现自动化控制和装置集成，适合在石油化工等行业推广应用。

附图说明

图1为外置气液旋流分离器型的密闭循环式气浮方法及装置示意图，其中：

1——污水泵；2——压力溶气罐；3——循环风机；4——气液旋流分离器；5——释放头；6——环流筒；7——气浮罐。

图2为液气同时进料带压力溶气罐且气液旋流分离器内置的密闭循环式气浮方法及装置示意图。

图3为液气同时进料无压力溶气罐且气液旋流分离器外置的密闭循环式气浮方法及装置示意图。

图4为液气同时进料无压力溶气罐且气液旋流分离器内置的密闭循环式气浮方法及装置示意图。

图5为液气分别进料且气液旋流分离器外置的密闭循环式气浮方法及装置示意图，其中：

8——聚结区。

图6为液气分别进料且气液旋流分离器内置的密闭循环式气浮方法及装置示意图。

图7为释放头圆形布置示意图。

图8为释放头折线形布置示意图。

图9为光筒式环流筒示意图。

图10为开环向槽的环流筒示意图。

图11为图10的右视图。

图12为开小孔的环流筒示意图。

图13为A-A剖面图。

图14～图17为环流筒方位布置形式分别为十字形布置、放射形布置、三角形布置和行列形布置。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐明本发明的内容，但这些实施例并不限制本发明的保护范围。

实施实例1

如图1所示，工业水经污水泵(1)后加药进入压力溶气罐(2)，同时气体增压后也进入压力溶气罐(2)形成高压溶气工业污水，通过管线经释放头(5)形成工业污水-气泡均匀混合物进入气浮罐(7)。气泡携带污染杂质经环流筒(6)内通道上浮，在环流筒(6)顶端实现部分气泡和污染杂质的分离，一部分气泡沿环流筒(6)外侧形成回流回到底部再次携带污染杂质上浮；另一部分气液继续上浮至液面形成污染杂质层，气体携带少量污染杂质释放进入气浮罐顶端空间后进入气液旋流分离器(4)进行气体与污染杂质的分离，分离后的气体经循环风机(3)再次进入压力溶气罐(2)循环使用，分离后的污染杂质则注回气浮罐(7)继续分离。经气浮分离后的污染杂质经设置在气浮罐上端的污水出口排走，分离后的达标水经下端的清水出口排走，实现了压力溶气式气浮分离的密闭循环式操作。

实施实例2

如图2所示，整个流程同实施例1，但将气液旋流分离器置于气浮罐内部，使整个装置结构更紧凑，占地更少。

实施实例3

如图3所示，气体直接注入加药后的工业污水管线，在循环风机(3)的大力抽吸作用下气浮罐(7)内形成负压，经释放头(5)流出的气液混合液形成工业污水-气泡均匀混合物，气泡携带污染杂质经环流筒(6)内通道上浮，在环流筒(6)顶端实现部分气泡和污染杂质的分离，一部分气泡沿环流筒(6)外侧形成回流回到底部再次携带污染杂质上浮；另一部分气液继续上浮至液面形成污染杂质层，气体携带少量污染杂质释放进入气浮罐顶端空间后进入气液旋流分离器(4)进行气体与污染杂质的分离，分离后的气体经循环风机(3)再次进入压力溶气罐(2)循环使用，分离后的污染杂质则注回气浮罐(7)继续分离。经气浮分离后的污染杂质经设置在气浮罐上端的污水出口排走，分离后的达标水经下端的清水出口排走，实现了真空式气浮分离的密闭循环式操作。

实施实例4

如图4所示，整个流程同实施例3，但将气液旋流分离器置于气浮罐内部，使整个装置结构更紧凑，占地更少。

实施实例5

如图5所示，工业污水经污水泵(1)后加药直接进入气浮罐(2)聚结区(8)，同时气体也直接进入气浮罐(7)，在循环风机(3)的大力抽吸作用下气浮罐(7)内形成负压，气体经释放头(5)释放形成均匀微气泡。气泡携带污染杂质经环流筒(6)内通道上浮，在环流筒(6)顶端实现部分气泡和污染杂质的分离，一部分气泡沿环流筒(6)外侧形成回流回到底部再次携带污染杂质上浮；另一部分气液继续上浮至液面形成污染杂质层，气体携带少量污染杂质释放进入气浮罐顶端空间后进入气液旋流分离器(4)进行气体与污染杂质的分离，分离后的气体经循环风机(3)再次进入压力溶气罐(2)循环使用，分离后的污染杂质则注回气浮罐(7)继续分离。经气浮分离后的污染杂质经设置在气浮罐上端的污水出口排走，分离后的达标水经下端的清水出口排走，实现了微孔扩散式气浮分离的密闭循环式操作。

实施实例6

如图6所示，整个流程同实施例5，但将气液旋流分离器置于气浮罐内部，使整个装置结构更紧凑，占地更少。

实施实例7

整个流程同如图1-6所示，与实施例1-6不同，将整个装置流程置于一可移动基底，可用于突发性、临时性污水处理场合。

Claims (13)

1.一种密闭循环式气浮方法，适用于工业污水处理，其特征在于，加药后污水和气体同时或分别进入气浮罐实现气浮法污水处理过程的密闭循环式操作，通过外加或内置气液旋流分离器实现了气体的回收循环使用，同时利用循环风机形成了气浮罐内的低压利于气体气泡的生成和释放，利用释放头的合理布置和内置环流筒实现了气泡的均匀分布和循环携带，提高了污水处理的效果；即确保了高效的气浮污水处理效果，又实现了整个处理过程气体零损耗安全无二次污染的密闭循环式操作。

2.根据权利要求1所述的气浮方法，其特征在于，根据污水流量和处理压降要求选择污水泵。

3.根据权利要求1所述的气浮方法，其特征在于，根据污水处理量和操作压力要求选择污水和气体同时或者分别进入气浮罐。

4.根据权利要求1或3所述的气浮方法，其特征在于，污水和气体同时进入气浮罐时根据气浮罐内操作压力选择用或不用压力容器罐。

5.根据权利要求1所述的气浮方法，其特征在于，气浮罐底端气相连接一气液旋流分离器，实现了气体的回收和循环使用，确保了气体的零耗损，根据气浮罐大小和现场空间要求选择旋流分离器外置或内置。

6.根据权利要求5所述的气浮方法，其特征在于，所述气液旋流分离器是切向入口旋流分离器、双蜗壳入口旋流分离器或轴流导叶式旋流分离器。

7.根据权利要求1所述的气浮方法，其特征在于，在气液旋流分离器排气口与气浮罐进气口之间加有一循环风机，循环风机根据循环气量选择。

8.根据权利要求1或3所述的气浮方法，其特征在于，根据污水和气体的进罐形式布置有气液两相或气相释放头，其布置形式是圆形或折线形。

9.根据权利要求1所述的气浮方法，其特征在于，气浮罐中设置有1个以上的环流筒。

10.根据权利要求1或9所述的气浮方法，其特征在于，环流筒高度为气浮罐高度的1/5～1/2，结构形式是光筒(3)、开缝(4、5)或开孔(6、7)，布置形式是十字形、放射形、三角形或行列形。

11.根据权利要求1所述的气浮方法，其特征在于，污水进气浮罐前加药剂包括破乳剂和浮选剂。

12.采用如权利要求1-11任意一项所述的气浮方法的处理装置，其特征在于，包括：

气浮罐，用于提供气浮分离发生的场所；

聚结区，污水单独进料时置于污水入口区，用于污染杂质的聚结上浮；

污水泵，用于将所来污水注入气浮罐进行气浮分离；

释放头，用于气泡的生成和均布；

环流筒，用于气泡在气浮罐内的循环流动；

气液旋流分离器，用于完成气浮分离后气浮罐内释放出的含液气体的气液分离，回收气体和液体，气体循环使用，液体回罐底继续分离；

循环风机，用于气体的循环输送，形成气浮罐顶的低压，利于微气泡的生成和均布。

13.根据权利要求12所述的处理装置，其特征在于，还包括压力溶气罐，用于将气体溶入污水形成溶气污水。

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