CN103332820B - 油水分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油水分离方法，包括以下步骤：将含油废水预处理，得到上层油脂、中层乳化层和水层；取所述乳化层和水层超声处理，得到分散油和水的混合溶液；将分散油经滤料处理，得到聚结后分散油和水的混合溶液；将聚结后分散油和水的混合溶液经过粗粒化聚结板处理，得到上层油脂和下层水层。本发明利用超声波加速含油废水中小油珠并聚，形成大油珠上浮分离。进一步的，本发明采用滤料和粗粒化聚结板将含油废水中的小油珠不断地碰撞、附着、变大，最后形成直径更大的油珠上浮分离，使得分离率高。本发明提供的油水分离方法工艺简单、能耗低且成本低。

Description

油水分离方法

技术领域

本发明涉及水处理领域，尤其是涉及一种油水分离方法。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，环境保护和资源再利用越来越受到重视，然而，工业废水和生活污水与日俱增，如石油工业中石油和油产品的加工、提炼、储存及运输、机械制造加工过程中产生的冷却润滑液、轧钢水；运输工业中机车废水、铁路机务段的洗油罐废水等；食品工业、纺织工业、其他制造业的废水以及餐厨废水等。这些废水中大都含有丰富的动植物油脂，是一种含油废水，含油废水是一种量大、面广且危害严重的废水。这些废水如不经处理而随意排放，会污染环境、传播病菌。而油水混合物的处理首先要进行油水分离。

现有技术公开了多种油水分离的方法，如气浮方法、絮凝法和电化学方法等。但采用气浮方法设备容易堵塞；采用絮凝方法加入的化学试剂会造成水质的二次污染且分离率不高；采用电化学方法在提高分离率的同时会带来较大的电能损耗。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种油水分离方法，本发明提供的油水分离方法工艺简单、分离率高、能耗低且成本低。

本发明提供了一种油水分离方法，包括以下步骤：

A）将含油废水预处理，得到上层油脂、中层乳化层和下层水层；

B）取所述乳化层和水层超声处理，得到分散油和水的混合溶液；

C）将分散油经滤料的过滤和聚结处理，得到聚结后分散油和水的混合溶液；

D）将聚结后分散油和水的混合溶液经过粗粒化聚结板处理，得到上层油脂和下层水层。

优选的，所述步骤A中预处理具体为采用隔油板过滤后自然沉降。

优选的，所述步骤A中预处理温度为30℃～65℃。

优选的，所述步骤B中超声处理的功率为35W～45W。

优选的，所述步骤B中超声处理的温度为45℃～55℃，所述超声处理的时间为15min～25min。

优选的，所述步骤C中滤料选自珍珠棉、石英砂、无烟煤、聚乙烯和聚丙烯中的一种。

优选的，所述步骤C中滤料的粒径为3mm～5mm。

优选的，所述步骤D中粗粒化聚结板为聚丙烯板或聚乙烯板。

优选的，所述步骤D中粗粒化聚结板相对于分散油的角度为12°～20°，板厚为2mm～3mm。

优选的，所述步骤D的处理温度为30℃～60℃。

与现有技术相比，本发明提供了一种油水分离方法，包括以下步骤：

将含油废水预处理，得到上层油脂、中层乳化层和水层；取所述乳化层和水层超声处理，得到分散油和水的混合溶液；将分散油经滤料处理，得到聚结后分散油和水的混合溶液；将聚结后分散油和水的混合溶液经过粗粒化聚结板处理，得到上层油脂和下层水层。本发明利用超声波加速含油废水中小油珠并聚，形成大油珠上浮分离。进一步的，本发明采用滤料和粗粒化聚结板将含油废水中的小油珠不断地碰撞、附着、变大，最后形成直径更大的油珠上浮分离，使得分离率高。本发明提供的油水分离方法工艺简单、能耗低且成本低。实验结果表明，本发明提供的油水分离方法除油率为91.6%以上。

具体实施方式

本发明提供了一种油水分离方法，包括以下步骤：

A）将含油废水预处理，得到上层油脂、中层乳化层和下层水层；

B）取所述乳化层和水层超声处理，得到分散油和水的混合溶液；

C）将分散油经滤料的过滤和聚结处理，得到聚结后分散油和水的混合溶液；

D）将聚结后分散油和水的混合溶液经过粗粒化聚结板处理，得到上层油脂和下层水层。

本发明首先将含油废水预处理，得到上层油脂、中层乳化层和下层水层。本发明对于所述含油废水的来源没有特殊限制，可以为工业废水和生活污水，优选为餐饮废水，更优选为油的体积分数为20%～30%的餐饮废水。

本发明所述预处理优选为采用隔油板过滤后自然沉降。所述隔油板优选为标准筛，更优选为孔径范围为20目～50目的标准筛；所述自然沉降的温度优选为30℃～65℃，更优选为35℃～60℃；所述自然沉降的时间优选为15min～50min，更优选为20min～45min。

本发明采用过滤后自然沉降预处理方法，是利用过滤去除大颗粒固体杂质后，再利用重力沉降即油和水的比重差的原理，使得废水中的大部分悬浮油在短时间内分离。

所述含油废水预处理后，得到上层油脂、中层乳化层和下层水层；将上层油脂转移回收，余下的中层乳化层和下层水层进行下一步处理。

取所述乳化层和水层超声处理，得到分散油和水的混合溶液。本发明对于所述超声仪器的规格和厂家并无限制，本领域技术人员熟知的即可。所述超声处理的功率优选为35W～45W；所述超声处理的温度优选为45℃～55℃；所述超声处理的时间优选为15min～25min。

本发明利用特定温度和特定功率下对所述废水进行超声处理，主要是对乳化油进行破乳处理，使得乳化油碰撞混合，把细碎的乳化油转变成粒径较大的分散油。

得到分散油和水的混合溶液后，将分散油经滤料的过滤和聚结处理，得到聚结后分散油和水的混合溶液。具体为将分散油和水的混合溶液泵送至所述滤料处进行处理，所述流速优选为80～200L/h。所述滤料优选选自珍珠棉、石英砂、无烟煤、聚乙烯和聚丙烯中的一种，更优选选自珍珠棉和石英砂中的一种。所述滤料的粒径优选选自3mm～5mm。所述处理温度优选为30℃～60℃。

本发明使用滤料对废水进行处理，一方面使得废水中的悬浮物等杂志被截留下来，净化后续处理的水质；另一方面，在亲油性滤料的作用下，油珠会聚结变大，加速上浮分离的过程。

得到聚结后分散油和水的混合溶液后，将聚结后分散油和水的混合溶液经过粗粒化聚结板处理，得到上层油脂和下层水层。所述粗粒化聚结板优选为聚丙烯板或聚乙烯板。所述粗粒化聚结板相对于分散油的角度优选为12°～20°；所述粗粒化聚结板的板厚优选为2mm～3mm；所述粗粒化聚结板的板间距优选为4mm～5mm；本发明对于所述粗粒化聚结板板的数量并无限制，根据具体场地和处理废水的量而定。所述处理温度优选为30℃～60℃。处理完成后，上层油脂转移回收，下层即为水层。所述废水的流速优选为80～200L/h。

在本发明中，所述油水分离优选在分离室中进行。

本发明所述粗粒化聚结板的数量优选经过计算得到的，可以根据设计去除最小油珠粒径、粗粒化聚结板板的长、宽、板间距、废水的流量可以计算得到需要的粗粒化聚结板的数量，具体为：

$n\≥\frac{36\mathrm{\μQ}}{\mathrm{gLB}({\mathrm{\ρ}}_y-{\mathrm{\ρ}}_e)d^2}$

式中u为油珠颗粒的上浮速度，g为重力加速度，ρ_y、ρ_e分别为废水和油的密度，d油珠颗粒的粒径，μ为废水的动力黏滞系数。则在隔板的长宽为B×L、间距为a，板厚为b，层数为n。

假设粗粒化聚结板的选型是长×宽为400mm×300mm，板厚为5mm。油水分离室内的板间距4mm。试验中的设计流量为150L/h，，在室温20℃时油和水的密度经过测量为0.882g/cm³，0.995g/cm³，废水的动力黏滞系数为0.971×10-3kg/(m·s)。则当设计去除的油珠粒径为10～70μm时，可以计算出各粒径下需要的最少隔板层数，结果如表2所式，表2为不同粒径下油珠所需的粗粒化聚结板层数。

表2 不同粒径下油珠所需的粗粒化聚结板层数

本发明将聚结后分散油和水的混合溶液经过以一定角度放置的粗粒化聚结板，使得聚结变大的分散油在材料表面形成油膜，分离上浮。

本发明利用超声波加速含油废水中小油珠并聚，形成大油珠上浮分离。进一步的，本发明采用滤料和粗粒化聚结板将含油废水中的小油珠不断地碰撞、附着、变大，最后形成直径更大的油珠上浮分离，使得分离率高。本发明提供的油水分离方法工艺简单、能耗低且成本低。

本发明优选采用以下方法测定本发明每一步操作前后的除油率：

对于最初的含油废水、步骤A预处理和步骤B超声处理的含油量较高的油水混合溶液，采用高速离心法测定其中油的体积分数，本发明对于所述离心机的规格和型号并无特殊限制，本领域技术人员熟知的规格和型号即可。所述离心机的转速优选为3000～4000r/min。

对于步骤C滤料处理和步骤D粗粒化聚结板处理的油水混合液，采用红外分光光度法测定废水中的油含量，按照“GB/T16488-1996”的规定进行操作。通过试验绘数据制出“油含量-吸光度”标准曲线，则此后每次所取的待测水样便可以在空白对照下根据其吸光度值得到油含量值，并根据处理前后水样的油含量，由下式求得除油率η。

$\mathrm{\η}=\frac{p_0-p_1}{p_0}\×100\%$

其中，p₀为处理前水样中油脂的质量浓度(mg/L)；p₁为处理后水样中油脂的质量浓度(mg/L)。

本发明对于所述可见光分光光度计的型号并无限制，可以为722N可见光分光光度计。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的油水分离方法进行详细描述。

实施例1

第一步用孔径为0.3mm的标准筛将油含量为1000mg/L的含油餐饮废水过滤，然后在50℃的温度下自然沉降30min，得到上层油脂、下层水和中间少量的乳化油。将上层油脂转移回收，余下的乳化层和水层进行第二步处理。

第二步将余下的乳化层和水层置入超声波发生装置，功率为40W，温度控制在45℃左右，30min后停止超声波处理。

将第二步处理过后的含油废水经径粒为4mm的珍珠棉进行第三步处理，得到聚结后分散油和水的混合溶液。

第四步将聚结后分散油和水的混合溶液泵送至聚丙烯板，倾斜角度为15°，板厚为2mm，板间距为5mm，板数量为11层，含油废水流速控制在100L/h，温度控制在40℃。处理过完成后，将上层油脂转移回收，下层即为含油量极少的水层，此时油水分离过程完成。

按照上文所述的方法测定每一步操作前后的油含量值并计算除油率，见表1，表1为本发明实施例提供的油水分离方法除油率测定结果。

实施例2

第一步用孔径为0.3mm的标准筛将油含量为1020mg/L的餐饮废水过滤，然后在35℃的温度下自然沉降40min，得到上层油脂、下层水和中间少量的乳化油。将上层油脂转移回收，余下的乳化层和水层进行第二步处理。

第二步将余下的乳化层和水层置入超声波发生装置，功率为40W，温度控制在60℃，10min后停止超声波处理。

将第二步处理过后的含油废水经径粒为5mm的石英砂进行第三步处理，得到聚结后分散油和水的混合溶液。

第四步将聚结后分散油和水的混合溶液泵送至聚丙烯板，倾斜角度为15°，板厚为3mm，板间距为4mm，板数量为12层，含油废水流速控制在80L/h，温度控制在50℃。处理完成后，将上层油脂转移回收，下层即为含油量极少的水层，此时油水分离过程完成。

按照上文所述的方法测定每一步操作前后的油含量值并计算除油率，见表1，表1为本发明实施例提供的油水分离方法除油率测定结果。

实施例3

第一步用孔径为0.3mm的标准筛将油含量为1050mg/L的餐饮废水过滤，然后在40℃的温度下自然沉降45min，得到上层油脂、下层水和中间少量的乳化油。将上层油脂转移回收，余下的乳化层和水层进行第二步处理。

第二步将余下的乳化层和水层置入超声波发生装置，功率为35W，温度控制在40℃，25min后停止超声波处理。

将第二步处理过后的含油废水经径粒为5mm的珍珠棉进行第三步处理，得到聚结后分散油和水的混合溶液。

第四步将聚结后分散油和水的混合溶液泵送至聚丙烯板，倾斜角度为18°，板厚为3mm，板间距为4mm，板数量为9层，含油废水流速控制在130L/h，温度控制在45℃。处理完成后，将上层油脂转移回收，下层即为含油量极少的水层，此时油水分离过程完成。

按照上文所述的方法测定每一步操作前后的油含量值并计算除油率，见表1，表1为本发明实施例提供的油水分离方法除油率测定结果。

实施例4

第一步用孔径为0.3mm的标准筛将油含量为1010mg/L的餐饮废水过滤，然后在60℃的温度下自然沉降20min，得到上层油脂、下层水和中间少量的乳化油。将上层油脂转移回收，余下的乳化层和水层进行第二步处理。

第二步将余下的乳化层和水层置入超声波发生装置，功率为45W，温度控制在50℃，20min后停止超声波处理。

将第二步处理过后的废水经径粒为4mm的石英砂进行第三步处理，得到聚结后分散油和水的混合溶液。

第四步将聚结后分散油和水的混合溶液泵送至聚丙烯板，倾斜角度为17°，板厚为3mm，板间距为4mm，板数量为10层，含油废水流速控制在160L/h，温度控制在40℃。处理完成后，将上层油脂转移回收，下层即为含油量极少的水层，此时油水分离过程完成。

按照上文所述的方法测定每一步操作前后的油含量值并计算除油率，见表1，表1为本发明实施例提供的油水分离方法除油率测定结果。

表1 为本发明实施例提供的油水分离方法除油率测定结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种油水分离方法，其特征在于，包括以下步骤：

A)将含油废水预处理，得到上层油脂、中层乳化层和下层水层；

所述步骤A中预处理具体为采用隔油板过滤后自然沉降；

B)取所述乳化层和水层超声处理，得到分散油和水的混合溶液；

C)将分散油经滤料的过滤和聚结处理，得到聚结后分散油和水的混合溶液；所述步骤C中滤料选自珍珠棉、石英砂、无烟煤、聚乙烯中的一种；

D)将聚结后分散油和水的混合溶液经过粗粒化聚结板处理，得到上层油脂和下层水层；

所述步骤D中粗粒化聚结板为聚丙烯板或聚乙烯板；

所述步骤D中粗粒化聚结板相对于分散油的角度为12°～20°，板厚为2mm～3mm。

2.根据权利要求1所述的油水分离方法，其特征在于，所述步骤A中预处理温度为30℃～65℃。

3.根据权利要求1所述的油水分离方法，其特征在于，所述步骤B中超声处理的功率为35W～45W。

4.根据权利要求1所述的油水分离方法，其特征在于，所述步骤B中超声处理的温度为45℃～55℃，所述超声处理的时间为15min～25min。

5.根据权利要求1所述的油水分离方法，其特征在于，所述步骤C中滤料的粒径为3mm～5mm。

6.根据权利要求1所述的油水分离方法，其特征在于，所述步骤D的处理温度为30℃～60℃。