CN102730795B - 一种高精度油水分离装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高精度油水分离装置及其方法，包括：压力容器罐、所述压力容器罐内设置有至少一根滤芯，所述压力容器罐的顶部设置有集油杯，所述压力容器罐的底部设置有出水口，所述压力容器罐的侧面设置有进水口，所述进水口与所述滤芯连接。本发明的方法包括以下几个步骤：步骤A：将待处理的污水经进水口用所述水泵抽入所述滤芯中；步骤B：含油污水进入穿孔硬管后，从通孔流出，经流出的含油污水穿透过纤维层后进入所述压力容器内，令油污水在流经所述纤维层的过程中，细小的乳化油颗粒及分散油颗粒在纤维上吸附聚集，当聚集的油颗粒长大到一定程度时，将在水流驱动下脱离所述滤芯上浮到集油杯中，经过滤后的水从出水口排出。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水处理领域的油水分离装置及其方法，尤其涉及一种高精度油水分离装置及其方法。
背景技术
在含油污水中以浮油（粒度≥100um）、分散油（粒度为10～100um）、乳化油（粒度为0.1～10um）、油固体物等形式存在。目前来说，对于含油污水中油的去除，一般所采用的方法有：重力法、吸附法、物化法、生化法、膜分离法、阻截法等。
1.重力法：利用水和油的比重不同来进行油水分离。常用设备有气浮池、重力（斜板）沉淀池、隔油池等。该方法的特点是，设备简单、费用低、可去除大部分的油固体物和大部分浮油，可处理大水量，因此应用广泛。但分离精度差。
2.过滤法：过滤法是将废水通过过滤介质组成的滤层，使污水中的油固体物得以去除通常采用的过滤方式是使含油污水通过石英砂、无烟煤等滤料，使污水中的一部分油和油固体物滞留在细小滤料组成的滤层中，该方法在处理油田回注水中应用较多，是当前的主要方法。核桃壳过滤器除油效果相对较好，但是控制悬浮物能力较差，多层滤料过滤器比核桃壳过滤器控制悬浮物能力稍好，但除油效果不佳，尤其滤速太低（一般选用12m/h左右），同等处理量选用设备数量太多，增加一次投资费用。核桃壳、煤、石英砂等颗粒滤料存在一些共同的缺点：1）不能满足低渗透油田回注水对悬浮物含量及颗粒直径指标的控制要求。2）由于粒度小（为0.6～1.8mm之间），易破碎，反冲洗时容易流失，需要经常补充漏失的滤料。3）对于稠油污水及原油中沥青和胶质含量较高的采出水，以上滤料容易出现板结问题，常使过滤无法进行，使整个过滤工艺瘫痪。
3.物化法：近年来，应用得比较多的是用絮凝反应除油的方法，钢铁行业的浊环水处理应用较多。常用的无机絮凝剂是铝盐和铁盐，特别是近年来出现的无机高分子凝聚剂，如聚硫酸铁、聚氯化铝等，具有用量少、效率高的特点，而且使用时最优pH也较宽。虽然无机絮凝剂法的处理速度快，装置比盐析法小，但药剂较贵，添加的药剂造成二次污染，污泥生成量多。
4. 吸附法：利用比表面极大的物质将细小的悬浮固体和油吸附在材料表面而分离。常用设备有活性炭吸附柱、纸、吸油毡等。特点是，用于小水量、含有油固体物较少的场合。由于吸附材料吸附饱和后即需要更换或再生，费用高，吸附材料饱和后处理困难，工业生产应用较少。
5.膜分离法：利用膜设备进行固液分离的方法。常用设备是超滤膜设备，其特点是处理精度高，是目前正在迅速发展的一种固液分离手段。但存在问题较多。首先目前超滤的抗污染膜技术尚不成熟，产品多为进口，寿命短，价格高。其次耗能较大。
6.传统的生化法：生化池能消耗掉含油污水中的油，但占地面积大，且工业污水中成分复杂，使池中微生物易中毒死亡，所以除油稳定性差。
7.气浮法：气浮法可分为分散空气汽浮设备（或布气汽浮）溶解空气汽浮（即容器汽浮，DAF-Dissolved Air Flotation）,电解汽浮设备，生化汽浮设备，粒子汽浮设备等等。一般来说，气浮法占地面积大、处理效率低、分离精度有限。
8.阻截法：将纤维进行表面化学处理，使纤维具有亲水疏油的性能，然后做成阻截滤芯，当含油污水经过滤芯时能将油颗粒截留住，该油水分离器采用两级截留处理，固要两个压力容器罐，造价高。但处理精度高，可达5ppm，用于蒸汽冷凝水回用。但含油污水中含有乳化油时，该油水分离器将失效，因为该油水分离器只能截留10um以上油颗粒，所以使用场合受到极大限制。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种高精度油水分离装置，包括：压力容器罐、所述压力容器罐内设置有至少一根滤芯，所述压力容器罐的顶部设置有集油杯，所述压力容器罐的底部设置有出水口，所述压力容器罐的侧面设置有进水口，所述进水口与所述滤芯连接。
本方案采用的方法是采用对纤维材料表面处理后，使得油颗粒，包括乳化油颗粒，能够在纤维表面吸附聚集，这样可以纯粹用物理原理进行油水分离，达到极高的精度，这样不仅设备运行费用低，而且不会产生二次污染，可靠性好、适用性广、性价比高。
优选的，所述滤芯包括穿孔硬管和缠绕在所述穿孔硬管上的纤维；所述上穿孔硬管上设置有多个通孔，所述穿孔硬管上均匀卷绕有纤维，所述纤维为纤维布料或纤维无纺毡，纤维布料或纤维无纺毡为长方形，所述纤维的宽度与所述穿孔硬管的长度相等。
所述纤维为涤纶、聚酰胺纤维、晴纶、粘胶纤维、氨纶纤维和醋酸纤维中的至少一种。
本发明采用以上技术特征，其优点在于，纤维种类可根据污水的酸碱腐蚀程度、含油的乳化程度、悬浮物含量等来确定。
优选的，所述集油杯、进水口和出水口上均设置有阀门。
优选的，所述穿孔硬管的一端与所述出水口相连，另一端封闭；所述穿孔硬管采用不锈钢或者PVC管。
本发明采用以上技术特征，其优点在于，穿孔硬管可根据污水的酸碱程度来确定所用穿孔硬管的材料。
本发明采用以上技术特征，其优点在于，纤维种类可根据污水的酸碱腐蚀程度、含油的乳化程度、悬浮物含量等来确定。
优选的，所述进水口设置有水泵。
本发明进一步采用以上技术特征，其优点在于，当含油污水流经该滤芯时，其中细小的乳化油颗粒接触到滤芯的经过表面处理后的纤维时，将实现破乳聚结成较大油颗粒并上浮，其中的分散油颗粒及油固体物颗粒也能聚集上浮，实现高精度油水分离。
优选的，当含油污水中的油比重大于水时，所述的高精度油水分离装置倒置即可。
优选的，当处理水量较大或场地限制等因素，所述滤芯可以横向放置。
本发明进一步采用以上技术特征，其优点在于，破乳聚结成较大油颗粒在本装置上端排油口排出，连续处理，该装置可用于工业污水的达标排放处理及深度回用处理。
本发明还提供了一种油水分离方法，包括以下几个步骤：
步骤A：将待处理的污水经所述进水口用所述水泵抽入所述滤芯中；
步骤B：含油污水进入所述穿孔硬管后，从所述通孔流出，经流出的含油污水穿透过纤维层后进入所述压力容器内，令油污水在流经所述纤维层的过程中，细小的乳化油颗粒及分散油颗粒在所述纤维上吸附聚集，当聚集的油颗粒长大到一定程度时，将在水流驱动下脱离所述滤芯上浮到所述集油杯中，经过滤过的水从所述出水口排出。
优选的，所述纤维放入25℃-50℃，压力为0.5Mpa的密封容器中浸泡半个小时后，再用清水将所述纤维洗净。
优选的，所述浸泡的溶剂为丙酮和石油醚中的至少一种。
本发明提供了高精度油水分离装置在分离与水不互溶的有机液体或含油污水中的应用。
本发明的有益效果：
1. 本发明中的油水分离设备能分离乳化油，运行费用低，可靠性好、适用性广、性价比高。
2.在进水含油为1000mg/L的情况下，经检测，经过处理的出水含油量为0.35-3mg/L，因此本发明的分离精度高。
3.滤芯中的纤维对油只是纯物理作用，没有发生化学反应，因此也不会有伤害其它副产品产生，不会造成二次污染。
4. 该装置还可用于分离水中与水不互溶的有机液体，还可用于两种不互溶的液体的分离。
附图说明
图1是本发明一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明：
本发明包括压力容器罐10、所述压力容器罐10内设置有至少一根滤芯17，所述压力容器罐10的顶部设置有集油杯12，所述压力容器罐10的底部设置有出水口16，所述压力容器罐10的侧面设置有进水口13，所述进水口13与所述滤芯17连接。所述滤芯17包括穿孔硬管14和缠绕在所述穿孔硬管14上的纤维15. 所述集油杯上设置有阀门11。
实施例1：将待处理的污水经所述进水口用所述水泵抽入所述滤芯中；含油污水进入所述穿孔硬管后，从所述通孔流出，经流出的含油污水穿透过纤维层后进入所述压力容器内，令油污水在流经所述纤维层的过程中，细小的乳化油颗粒及分散油颗粒在所述纤维上吸附聚集，当聚集的油颗粒长大到一定程度时，将在水流驱动下脱离所述滤芯上浮到所述集油杯中，经过滤过的水从所述出水口排出。
经检测：处理水量以1吨/小时计，在进水含油为1000mg/L的情况下，经过处理的出水含油量为0.35mg/L。
实施例2：
在处理水之前，将纤维在经丙酮浸泡进行表面处理，将所述纤维放入30℃，压力为0.5Mpa的密封容器中，经丙酮浸泡半个小时，处理污水的方法与实施例1相同，处理水量以1吨/小时计，在进水含油为1000mg/L，并含有500mg/L的表面活性剂情况下，其中的油被乳化。经检测，经过处理的出水含油量为0.6mg/L。
实施例3：
在处理水之前，将纤维在经丙酮浸泡进行表面处理，将所述纤维放入50℃，压力为0.2Mpa的密封容器中，经丙酮、石油醚两种有机溶剂的混合液按体积比1：1的剂量浸泡半个小时。
对水的处理方法与实施例1相同，处理水量以1吨/小时计，在进水含油为3000mg/L，并含有1000mg/L的表面活性剂情况下，其中的油被乳化。经检测，经过处理的出水含油量为3mg/L。
由此可看出，使用本发明中的设备，可以处理乳化油，并且分离精度高，设备运行简单，且成本低。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种油水分离方法，其特征在于，包括高精度油水分离装置，所述高精度油水分离装置包括压力容器罐、所述压力容器罐内设置有至少一根滤芯，所述压力容器罐的顶部设置有集油杯，所述压力容器罐的底部设置有出水口，所述压力容器罐的侧面设置有进水口，所述进水口与所述滤芯连接；
所述滤芯包括穿孔硬管和缠绕在所述穿孔硬管上的纤维；所述穿孔硬管上设置有多个通孔，所述穿孔硬管上均匀卷绕有纤维，所述纤维为纤维布料或纤维无纺毡，纤维布料或纤维无纺毡为长方形，所述纤维的宽度与所述穿孔硬管的长度相等；所述进水口设置有水泵；
所述穿孔硬管的一端与所述出水口相连，另一端封闭；所述穿孔硬管采用不锈钢或者PVC管；
所述方法包括以下几个步骤：
步骤A：将待处理的污水经所述进水口用所述水泵抽入所述滤芯中；
步骤B：含油污水进入所述穿孔硬管后，从所述通孔流出，经流出的含油污水穿透过纤维层后进入所述压力容器罐内，令含油污水在流经所述纤维层的过程中，细小的乳化油颗粒及分散油颗粒在所述纤维上吸附聚集，当聚集的油颗粒长大到一定程度时，将在水流驱动下脱离所述滤芯上浮到所述集油杯中，经过滤过的水从所述出水口排出；
处理水之前，将所述纤维放入25℃-50℃，压力为0.5Mpa的密封容器中浸泡半个小时后，再用清水将所述纤维洗净；
所述浸泡的溶剂为丙酮和石油醚中的至少一种；
在进水含油为1000mg/L的情况下，经检测，经过处理的出水含油量为0.35-3mg/L。
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