CN103304048B - 在线循环油水分离排放系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线循环油水分离排放系统，包括在线油水分离循环系统、污水回收系统、排水系统、带人机界面的PLC电气控制系统和集水井，所述在线油水分离系统包括置于集水井中的深度污水收集装置和油水分离系统，所述深度污水收集装置通过管路与油水分离系统相连，在深度污水收集装置出水管路上设有污油水泵，在油水分离系统的入口处设置一在线油份浓度监测分析仪，并在接入和接出油水分离系统的管路上各设有一自动流量控制阀，所述排水系统包括入口位于集水井底部的排水泵；所述PLC电气控制系统与排水泵、污油水泵和污油回收泵电路连接。本发明能自动循环运转以保证集水井水分始终处于达标排放状态，整个系统占地面积小，制造成本低。

Description

在线循环油水分离排放系统

技术领域

本发明涉及一种在线循环油水分离排放系统，属于油水处理技术领域。

背景技术

我国水力资源十分丰富，全国大小水电站约10万余座，截止2011年底，已建成的小型水电站近4.5万座，中小型水电站2000多座，大中型水电近300余座。由于水能发电具有可再生性、无污染等特性，仅有的污染为来自于设备管路的渗漏水及设备管路检修排放水在对外排放时的油污染，因此，水力发电被广泛的应用。

近年来，由于环保意识的加强，国外的水电站均装设有油污排放水处理设备，而国内除极少数新建电站装备有油污水排放处理设备外，已建成的水电站几乎都是直接向尾水排放，这对环境造成极大的污染和破坏。随着人们环保意识的逐渐加强，水电站油污水排放必将设置油污水处理装置。

传统的水电站油污排放处理方式有以下几种：

采用撇油器及浮油收集装置，这类油水分离装置只对水电站渗漏水、检修排放水集水井或储水池表面的浮油进处理，而无法对排放水中的含油成分进行分理处理。

另外，还有使用用于火电厂燃油泵房冷却水排放的油水分离器替代，或与浮油收集装置成套使用，含油污水通过油水分离器处理后直接对外排放，但由于含油污水含油成分的不确定性，不能保证排放水始终满足国家排放标准或要求的排放标准，且因水电站排放水量一般都大于100m3/h，排水量较大，设备制造成本及占地面积均较大，运行成本，如更换分离元件及电能消耗等也较高，特别是对小型电站不适用。

除此之外，采用生活污水处理用的油水分离装置、砂滤器与活性碳过滤器等类型的成套处理装置，由于水电站渗漏排水及检修排水不大可能另外产生重金属及有毒、有害物质等，因此存在极大的浪费，并且其制造成本及占地面积较大、运行成本较高；同时，由于砂滤器及活性过滤器必须通过反冲洗水才能实现油污的去除而造成第二次的油污水处理。因此，这类处理方式既不必要也不可行。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种在线循环油水分离排放系统，解决水电站渗漏排水及检修排水时缺乏油水分离装置影响环境，以及一些油水分离装置存在制造成本高、占地面积大，运行成本高，处理效果不佳的技术问题，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。

本发明目的通过下述技术方案来实现：一种在线循环油水分离排放系统，包括在线油水分离循环系统、污水回收系统、排水系统、带人机界面的PLC电气控制系统和集水井，所述在线油水分离系统包括置于集水井中的深度污水收集装置和油水分离系统，所述深度污水收集装置通过管路与油水分离系统相连，在深度污水收集装置出水管路上设有污油水泵，在油水分离系统的入口处设置一在线油份浓度监测分析仪，并在接入和接出油水分离系统的管路上各设有一自动流量控制阀，经油水分离系统处理后的污水回到集水井中；所述污油回收系统包括污油回收泵和污油分离储箱；经油水分离系统处理后的污油通过污油回收泵进入污油分离储箱，污油分离储箱的出油口接到外部，出水口通过一储水罐接回集水井中；所述排水系统包括入口位于集水井底部的排水泵；所述PLC电气控制系统与排水泵、污油回收泵和污油水泵电路连接。

作为一种优选方式，所述集水井中设有排水泵液位控制信号点和在线油水分离液位控制信号点，PLC电气控制系统与排水泵液位控制信号点相连，PLC电气控制系统通过排水泵液位控制信号点控制排水泵动作，PLC电气控制系统与在线油水分离液位控制信号点相连，PLC电气控制系统通过在线油水分离液位控制信号点控制污油水泵动作。

作为一种优选方式，油水分离系统包括沉淀及绕流分离装置、油污聚结分离装置和集油室；沉淀及绕流分离装置设于油水分离系统的入口处，油污聚结分离装置设于油水分离系统的出口处，集油室的出口与污油回收系统相连。

作为一种优选方式，深度污水收集装置包括四个浮筒、油污收集器、方形连接支架和配重块，四个浮筒设于方形连接支架的四个转角处的支杆上，污油收集器设于方形连接支架的中部，配重块设于方形连接支架的四个转角处。

作为进一步优选方式，深度污水收集装置的油污收集入口位于水位以下100-300mm。

作为一种优选方式，污油水泵采用离心式水泵结构。

作为一种优选方式，在污油分离储箱中设有高位和低位两个液位控制计，污油出口设置于污油分离储箱的下部，该污油出口通过输油泵接到外部，水分出口设置于污油分离储箱的底部，储水罐的下方通过排水电磁阀接入集水井中。

作为一种优选方式，排水泵上设有位于集水井底部的底阀。

进一步地，排水泵的前方管道上设置有管道过滤器。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明采用带人机界面的PLC控制器与集水井液位连锁控制，能够自动循环运转以保证集水井水分始终处于达标排放状态，整个系统占地面积小，制造成本低，能够实现小型化﹑集成化，达到无人或少人值守。

附图说明

图1是本发明的系统原理示意图。

图2是本发明在线油水分离循环系统中深度污水收集装置的结构示意图；

图3是图2的侧面结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。

实施例

如图1所示，本发明在线循环油水分离排放系统包括在线油水分离循环系统1、污水回收系统2、排水系统3、带人机界面的PLC电气控制系统4和集水井5。其中：

在线油水分离系统1：包括置于集水井5中的深度污水收集装置104和油水分离系统102，所述深度污水收集装置104通过管路与油水分离系统102相连，在深度污水收集装置104出水管路上设有污油水泵105，污油水泵105采用离心式水泵结构。离心式结构克服了传统污油水泵采用螺杆式容积泵在停机后启动时，常常会因锈蚀卡塞、泥砂进入等而无法正常工作的现象；另外，考虑到离心式结构的污油水泵输送量随扬程或出口阻力变化而变化，为保证油水处理系统在设计流量范围内有效地进行油水分离，在接入和接出油水分离系统102的管路上各设有一自动流量控制阀103，两个自动流量控制阀103的作用是：将污油水泵输送入油水分离系统的多余含油污水通过本系统出水管直接回到集水井。另外，在油水分离系统102的入口处设置一在线油份浓度监测分析仪101，在线油份浓度监测分析仪101设置于油水分离系统102的入口，通过PLC电气控制系统4中的PLC内部程序设定，设定成定期启动污油水泵105对集水井水质进行监测和分析，当水质需要处理时，在线油水分离循环系统1自动工作，当水质达标时，在线油水分离循环系统1则自动停止工作。

在线油水分离系统1中的油水分离系统102包括沉淀及绕流分离装置112、油污聚结分离装置113和集油室114；沉淀及绕流分离装置112设于油水分离系统102的入口处，油污聚结分离装置113设于油水分离系统102的出口处，集油室114的出口与污油回收系统2相连。最后经油水分离系统102处理后的污水回到集水井5中。

如图2、图3所示，在线油水分离系统1中的深度污水收集装置104包括四个浮筒115、油污收集器116、方形连接支架117和配重块118，四个浮筒115设于方形连接支架117的四个转角处的支杆上，污油收集器116设于方形连接支架117的中部，配重块118设于方形连接支架的四个转角处。深度污水收集装置104的油污收集入口位于水位以下100-300mm。由于油污密度低于水的密度，低水位的油污浓度始终低于高水位的油污浓度，排水泵入口位于集水井或储水池的最底部。因此，深度污水收集装置104主要收集水位最上面部分深度油污染水并进行分离处理，而排水泵301在出现事故排水时也能克服排出不达标水。

所述污油回收系统2包括污油回收泵208和污油分离储箱206；经油水分离系统102处理后的污油通过污油回收泵208进入污油分离储箱206，污油分离储箱206的出油口接到外部，出水口通过一储水罐203接回集水井5中；在污油分离储箱206中设有高位和低位两个液位控制计202，污油出口设置于污油分离储箱206的下部，该污油出口通过输油泵207接到外部，水分出口设置于污油分离储箱206的底部，储水罐203的下方通过排水电磁阀204接入集水井5中。

含油污水经深度污水收集装置104利用污油水泵105送入油水分离系统102进行水油水沉淀、绕流及聚结分离，分离出来的油污上浮并汇集于油水分离系统102的集油室114中，当达到设定的油层厚度时，污油回收泵208自动工作，并将油污输送入污油分离储箱206，当污油分离储箱206污油达到设定的油位高度时，输油泵207将自动工作将污油输送入电站储油箱；回收的污油经沉淀分离后，水分沉淀入储水罐203，当水位达到设定值时，排水电磁阀204自动开启，将分离水排入集水井或储水池。

所述排水系统3包括入口位于集水井5底部的排水泵301；排水泵301上设有位于集水井5底部的底阀303。排水泵301的前方管道上设置有管道过滤器302，管道过滤器可以过滤进入排水泵处的杂质。

工况条件下的排水泵301为断续工作，并接受水池水位及水质是否达标控制，而其输送量又须考虑极端条件下的最大流量，通过对集水井或储水池内含油水连续或在线循环分离处理，在线监测和分析，直到水质达到排放标准，从而实现小型化、集成化。

所述PLC电气控制系统4与排水泵301、污油回收泵208和污油水泵105及其他所有自动化元件电路连接。电路连接。当集水井或储水池水质达标且达到排水位时，排水泵301自动启动工作将达标水排放。具体来说，所述集水井5中设有排水泵液位控制信号点51和在线油水分离液位控制信号点52，PLC电气控制系统4与排水泵液位控制信号点51相连，PLC电气控制系统4通过排水泵液位控制信号点51控制排水泵301动作，PLC电气控制系统4与在线油水分离液位控制信号点52相连，PLC电气控制系统4通过在线油水分离液位控制信号点52控制污油水泵105动作。

除此之外，集水井还可以是储水池。

本发明的自动控制原理如下：

通过控制系统4中的人机界面进行设定，可以设定在线油份浓度监测分析仪101的间隔启动时间，而在线油份浓度监测分析仪101反馈的油水浓度信号通过PLC进行处理，PLC将发出系统保持运行或者停止运行的控制信号，当在线油份浓度监测分析仪101分析得出当前油份仍然超过规定值时，将发出系统保持运行的控制信号，此时的整个在线油水分离循环系统将循环运行，直到在线油份浓度监测分析仪101监测到油份达标为止，PLC才会发出在线油水分离循环系统停止运行的信号。

PLC还控制集油室内的集油高度，当集油室内的集油高度达到设定值时，集油室内的油水界面检测装置将反馈信号给PLC，PLC将指令污油回收系统中的污油回收泵启动，将集油室内的污油泵入污油分离储箱206，该污油分离储箱206内设置有液位控制计202和油水界面仪201，当液位控制计202检测到污油分离储箱206中的污油达到设定的油位高度时，油水界面仪201检测到油水位置时，将反馈信号给PLC，PLC将控制输油泵207打开，将油污排放至电站储油箱中进行回收利用；另外，当油水界面仪检测到油水位置后，储存在储水罐中的水将通过PLC控制排水电磁阀打开，将水分排入集水井中。

集水井内设置有多处排水泵液位控制点，从低到高设置为排水泵停止信号点、排水泵启动信号点和排水泵报警信号点，其中，位于最低位的排水泵停止信号点的位置高于或者等于在线油水分离液位控制信号启动点的位置。这些排水泵液位控制点都通过PLC进行指令控制，当集水井中的液位达到对应点时将启动相应的程序，比如，当集水井中的液位达到排水泵停止信号点时或者位于排水泵停止信号点以下时，排水泵不工作；当集水井中的液位达到排水泵启动信号点时，排水泵启动，开始将集水井中的达标水抽出至排放口；当集水井中的液位达到排水泵报警信号点时，必须及时对集水井进行清理，以消除报警。

另外，由于污油水泵属于离心泵，并且离心泵必须在具备一定水位的情况下才能够正常工作，因此，在集水井中设置有位于低位的在线油水分离液位控制信号停止点505和位于其上方的在线油水分离液位控制信号启动点504，当集水井中的液位达到对应点时将启动对应的程序，如当集水井中的液位达到在线油水分离液位控制信号停止点505时，将反馈信号给PLC，PLC停止在线油水分离循环系统的工作，当集水井中的液位达到在线油水分离液位控制信号启动点504时，将反馈信号给PLC，PLC启动在线油水分离循环系统进行工作。

本发明的工作流程如下：    

在线油水分离循环系统的运行流程：在线油水分离循环系统设备运行，集水井中的污水经集水井内深度污水处理装置104，然后通过污油水泵105进入油水分离系统102的沉淀及绕流分离装置103中进行一级分离处理。在进入油水分离系统102之前会先经过在线油份浓度监测分析仪101对油份浓度的分析，然后再经过一个自动流量控制阀103控制进入油水分离系统102的流量，自动流量控制阀103的设置可以有效的控制流量，从而保证了在线油水分离循环系统流量始终保持在最佳处理状态。经沉淀及绕流分离装置103分离后的污油进入集油室114内收集，此时为第一次聚油，其主要作用是为了将颗粒较大的污油收集。经过沉淀及绕流分离装置112后的含有部分污油的污水进入油污聚结分离装置113中进行二级分离处理，经再次分离后的污油进入集油室114内收集，此时为第二次聚油，其主要作用是因为第一次聚油时乳化的油污很难一次处理掉，需要第二次的处理，经过油污聚结分离装置113后的污水，有可能还含有油污，因此，在油污聚结分离装置113的后方设置一个自动流量控制阀103用于控制出口处的污水流量，其作用也是为了保证了在线油水分离循环系统流量始终保持在最佳处理状态。经过自动流量控制阀103后的污水回到集水井。污油水泵105保持连续工作，从而实现对集水井的油污水进行循环的分离处理,直到在线油份浓度监测分析仪101监测和分析到集水井的水质合格，油水分离循环系统才停止工作。

绕沉淀及绕流分离装置112一次聚油与油污聚结分离装置113二次聚油后分离出的污油汇聚到集油室，集油室油内部设置的油水界面仪检测污油达到一定厚度，启动污油回收系统2中的污油回收泵208，并同步开启污油回收泵出口处的电磁阀，分离出的污油输送到污油分离储箱206中进行储存；污油在污油分离储箱中再次沉淀分离，沉积在污油分离储箱底部的水分经储水罐203内设置的油水界面仪201检测，当监测到水分达到一定高度时，打开储水罐排水电磁阀204,将水分排回集水井5中。

当集水井3中的液位超过排水泵启动液位，在线油水分离循环系统发出油份达标信号，入口安装在集水井5底部的排水泵301开始工作，集水井5达标水经管道过滤器后，通过排水泵301排出，实现集水井5达标水分的排放。  

集水井5的油污液位超过在线油水分离循环系统的启动液位时，本发明在线油水分离循环系统设备运行；污油水泵105开始工作，在线油份浓度监测分析仪101实施监测集水井5的水分含油量，当监测达到排放标准时，在线油水分离循环系统停止工作。间隔一定时间后，集水井5的液位超过在线油水分离循环系统的启动液位，在线油水分离循环系统启动，直到达到排放标准时，在线油水分离循环系统停止工作。本发明在线油水分离排放系统将按此方式循环运转，以保证集水井水分始终处于达标排放状态；并且采用带人机界面的PLC控制柜与集水井液位连锁控制，从而实现小型化﹑集成化，达到无人或少人值守。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种在线循环油水分离排放系统，其特征在于：包括在线油水分离循环系统（1）、污油回收系统（2）、排水系统（3）、带人机界面的PLC电气控制系统（4）和集水井（5），所述在线油水分离系统（1）包括置于集水井（5）中的深度污水收集装置（104）和油水分离系统（102），所述深度污水收集装置（104）通过管路与油水分离系统（102）相连，在深度污水收集装置（104）出水管路上设有污油水泵（105），在油水分离系统（102）的入口处设置一在线油份浓度监测分析仪（101），并在接入和接出油水分离系统（102）的管路上各设有一自动流量控制阀（103），经油水分离系统（102）处理后的污水回到集水井（5）中；所述污油回收系统（2）包括污油回收泵（208）和污油分离储箱（206）；经油水分离系统（102）处理后的污油通过污油回收泵（208）进入污油分离储箱（206），污油分离储箱（206）的出油口接到外部，出水口通过一储水罐（203）接回集水井（5）中；所述排水系统（3）包括入口位于集水井（5）底部的排水泵（301）；所述PLC电气控制系统（4）与排水泵（301）、污油回收泵（208）和污油水泵（105）电路连接；所述集水井（5）中设有排水泵液位控制信号点（51）和在线油水分离液位控制信号点（52），PLC电气控制系统（4）与排水泵液位控制信号点（51）相连，PLC电气控制系统（4）通过排水泵液位控制信号点（51）控制排水泵（301）动作，PLC电气控制系统（4）与在线油水分离液位控制信号点（52）相连，PLC电气控制系统（4）通过在线油水分离液位控制信号点（52）控制污油水泵（105）动作。

2.如权利要求1所述的在线循环油水分离排放系统，其特征在于：油水分离系统（102）包括沉淀及绕流分离装置（112）、油污聚结分离装置（113）和集油室（114）；沉淀及绕流分离装置（112）设于油水分离系统（102）的入口处，油污聚结分离装置（113）设于油水分离系统（102）的出口处，集油室（114）的出口与污油回收系统（2）相连。

3.如权利要求1所述的在线循环油水分离排放系统，其特征在于：深度污水收集装置（104）包括四个浮筒（115）、油污收集器（116）、方形连接支架（117）和配重块（118），四个浮筒（115）设于方形连接支架（117）的四个转角处的支杆上，污油收集器（116）设于方形连接支架（117）的中部，配重块（118）设于方形连接支架的四个转角处。

4.如权利要求3所述的在线循环油水分离排放系统，其特征在于：深度污水收集装置（104）的油污收集入口位于水位以下100-300mm。

5.如权利要求1所述的在线循环油水分离排放系统，其特征在于：污油水泵（105）采用离心式水泵结构。

6.如权利要求1所述的在线循环油水分离排放系统，其特征在于：在污油分离储箱（206）中设有高位和低位两个液位控制计（202），污油出口设置于污油分离储箱（206）的下部，该污油出口通过输油泵（207）接到外部，水份出口设置于污油分离储箱（206）的底部，储水罐（203）的下方通过排水电磁阀（204）接入集水井（5）中。

7.如权利要求1所述的在线循环油水分离排放系统，其特征在于：排水泵（301）上设有位于集水井（5）底部的底阀（303）。

8.如权利要求7所述的在线循环油水分离排放系统，其特征在于：排水泵（301）的前方管道上设置有管道过滤器（302）。