CN103611335B - 波纹板、油水分离系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种波纹板、油水分离系统及方法，其中，波纹板具有波浪状，利用哈真浅池理论更快更高效的去除脱脂液中的油污，无需频繁的更换脱脂液，从而能够降低生产成本。油水分离系统使用波纹板能够提高去油污的效果，使主槽体中油污的浓度保持在较低水平，从而提高产品质量；另外，由于油水分离系统无需能耗和更换备件，使用寿命较长，能延长主槽体的使用寿命，减少排放次数，从而能节约运行和维护成本，减少生产成本。

Description

波纹板、油水分离系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车涂装线的预处理脱脂系统，尤其涉及一种波纹板、油水分离系统及方法。

背景技术

脱脂工序是汽车涂装预处理的关键工序之一，在生产线上通常分为浸渍式和喷淋式两种。脱脂工序所使用的脱脂液在工作一段时间后会混有大量油污，从而影响脱脂质量，甚至失去清洗能力，对除锈、磷化、喷涂等后道工序有着直接的影响。因此，如果工件脱脂处理不彻底，势必阻碍磷化膜的形成，并影响涂层的附着力、干燥性能、装饰性能和耐蚀性能。然而，脱脂液直接溢流或经常更换脱脂液会造成生产成本的增加，而且还会带来大量的生产污水。因此，涂装预处理生产线上通常均配备油水分离器，以便及时去除槽液中的油污，延长脱脂液的使用寿命。

油污的主要来源包括以下几个方面：金属制品在储运过程中使用的防锈油和防锈脂；机械加工过程中使用的润滑油、润滑脂、拉延油、切削液、乳化液以及抛光膏等；热处理过程中的冷却油；装配、试验过程中的润滑油、液压油以及机油等；转运过程中沾染的各种油污和操作者手上的油迹和汗渍等。上述油污在脱脂液的物理和化学等作用力下进入主槽体中聚集，以多种状态并存。

目前涂装预处理大量采用添加表面活性剂的碱性脱脂液。随着产品的不同，主槽体中的油污也有所不同，主要以四种状态存在：第一种是浮油，相对密度比水小，以较大的颗粒浮于液面，处于不稳定状态，利用密度差，较易从水中分离出来；第二种是分散油，以大小不等的油粒分散在脱脂液中，呈悬浮不稳定状态，长时间静置也不易完全上浮；第三种是乳化油，以较小的颗粒悬浮在水中，油水混合后，由于氧化作用，油水混合液中会生成一部分含羧基（—COOH）的有机酸物质，与水中的羟基（—OH）有亲和作用，呈球状，俗称油包水（W/O）或水包油（O/W），形成稳定的乳状液，它能长期保持稳定，较难分离出来，但可用超滤法处理；第四种是溶解油，以化学状态溶解于脱脂液中，其粒径比乳化油还要小，但其溶解度甚小，然而其对产品清洗质量影响不大，不作为油水分离器处理的重点。从以上分析可以看出，油水分离器处理的重点是浮油和分散油。

油水分离器可根据其分离机理分为不同的形式，主要有重力分离法和过滤吸附法等。其中，重力分离法借助油的相对密度比水小会浮于液面，利用这一原理可将浮于液面的油污分离，脱脂液直接溢流即是最简单的重力分离方法。过滤吸附分离法常用的过滤装置类似于普通过滤机，其区别是内部所用的过滤材料不同。该类设备通常由两台圆桶型分离器组成：一台内装有亲水性滤芯；另一台内装有吸油性滤芯。进、出口和排污口设计在底部，放油口设计在顶部。亲水滤芯采用丙纶缝纫制造，用于过滤槽液中的固体杂质，防止堵塞亲油滤芯；吸油滤芯采用聚丙烯纤维制造，在一定的流速下，具有较强的吸收能力。

然而，上述两种方法均存在一定的局限性：重力分离法虽不需要增加额外的设备投资，但重力分离法比较浪费脱脂液，所以重力分离法只适合小批量间隙生产场合；而过滤吸附分离法是利用亲油材料吸附脱脂液中的油污，由于滤料再生困难，过滤吸附分离法的应用受到一定的限制，并且定期更换滤料会增加维修成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种波纹板、油水分离系统及方法，能够有效的去除脱脂液中的油污，并且降低生产成本。

为了实现上述目的，本发明提出了一种波纹板组，所述波纹板组包括多个截面形状为波浪形的薄板，其材料为聚丙烯，每个波浪形薄板的波峰区域设有多个通孔。

进一步的，在所述的波纹板组中，所述多个波浪形薄板之间保持预定距离。

进一步的，在所述的波纹板组中，所述通孔的孔径范围6mm～12mm。

进一步的，在所述的波纹板组中，每个波浪形薄板的相邻波峰间的间距范围3mm～9mm。

进一步的，本发明还提出了一种油水分离系统，所述系统包括：主槽体、油水分离单元以及离心泵，所述主槽体与油水分离单元通过一进液管相连，所述离心泵通过一回流管连接在所述主槽体与油水分离单元之间，其中，所述油水分离单元内设有如上文所述任意一种波纹板组。

进一步的，在所述的油水分离系统中，所述油水分离系统还包括过滤网板和溢流槽，所述溢流槽设于所述主槽体侧壁的上部，所述过滤网板设于所述溢流槽的一侧。

进一步的，在所述的油水分离系统中，所述进液管一端连接所述溢流槽的另一侧，另一端连接所述油水分离单元。

进一步的，在所述的油水分离系统中，所述油水分离单元包括初级分离槽、油水聚集器、隔油池以及撇油机，所述初级分离槽与所述进液管相连，所述油水聚集器与所述初级分离槽和隔油池均相连，所述撇油机与所述油水聚集器相连，所述隔油池与所述离心泵通过管路相连。

进一步的，在所述的油水分离系统中，所述撇油机通过一排油管与一废油灌相连。

进一步的，本发明还提出了一种油水分离方法，采用如上文所述的任意一种油水分离系统对脱脂液进行去油污处理，所述方法包括步骤：

将所述脱脂液由所述主槽体通过所述进液管传输至所述油水分离单元；

由所述油水分离单元对所述脱脂液进行去油污处理；

将油污排出，并将处理后的脱脂液通过离心泵和回流管传输至所述主槽体中。

进一步的，在所述的油水分离方法中，所述油水分离单元包括一撇油机，所述撇油机采用过滤吸附方式进行油污处理。

进一步的，在所述的油水分离方法中，所述油水分离系统采用重力分离和过滤吸附的结合方式进行油污处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：波纹板具有波浪状，利用哈真浅池理论更快更高效的去除脱脂液中的油污，无需频繁的更换脱脂液，从而能够降低生产成本。

进一步的，本发明提出的油水分离系统采用波纹板，能够提高去油污的效果，使主槽体中油污的浓度保持在较低水平，从而提高产品质量；另外，由于油水分离系统无需能耗和更换备件，使用寿命较长，能延长主槽体的使用寿命，减少排放次数，从而能节约运行和维护成本，减少生产成本。

附图说明

图1为哈真浅池原理示意图；

图2为本发明一实施例中波纹板的侧视图；

图3为本发明一实施例中波纹板的俯视图；

图4为本发明一实施例中油水分离系统的结构示意图；

图5为本发明一实施例中油水分离方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的波纹板、油水分离系统及方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图1，根据哈真（Hazen）浅池理论，设沉淀池池长为L，池深为H，池中水平流速为V，颗粒沉降速度为u，在理想状态下，L/H＝V/u。可见L与V值不变时，沉淀池深度越浅，可被去除的悬浮物颗粒越小。若用水平隔板，将H分成3层，那么每层池深为H/3，在u与V不变的条件下，只需L/3的池长就可以将u的颗粒去除，也即总容积可减少到原来的1/3。如果池长L不变，由于池深为H/3，则水平流速可正加至3V，仍能将沉速为u的颗粒除去，也即处理能力提高3倍。因此，将沉淀池分成n层就可以把处理能力提高n倍。本实施例中提出的波纹板正是利用哈真浅池原理来实现高效的去除油污。

请参考图2和图3，在本实施例中，提出了一种波纹板组，所述波纹板组包括多个截面形状为波浪形的薄板10，所述薄板10设有波峰和波谷，每个波浪形薄板10的波峰区域设有多个通孔11，所述多个波浪形的薄板10之间保持预定距离，类似于池深H，每个波浪形的薄板的相邻的波峰之间的间距S范围是3mm～9mm，例如是6mm，类似于池长L。

在本实施例中，所述通孔11的孔径范围是6mm～12mm，例如是10mm，用于使油污上浮；所述波纹板组的材料可以是疏油材料聚丙烯。

在本实施例中，脱脂液由所述波纹板组的侧面以一定速度流过，由于所述波纹板组采用疏油材料制作而成，油污接触到所述波纹板组会自然分离，由于油污比重较小，会沿着波纹板组上升到波峰，聚集在波峰顶点并穿过通孔11上升到最上层，从而形成漂浮在最上层的油层，实现油水分离，这种方式也成为重力分离方式。事实上由于所述波纹板组在其波峰段是渐缩的，从而油污顺着波纹板组做变速运动，这就增加了油污的碰撞几率，使油污集聚。油污聚集变大之后，也就加快了上升的速度，提高了去油效果。在实际使用中，脱脂液中的油污比重比水小，将上浮，同时脱脂液中的微小颗粒物如金属粉末、焊球等在其重力的作用下加快了沉降的速度，能够起到去除脱脂液中金属粉末、焊球等作用。当薄板10越多越密集时，所述波纹板组的去油效果越好，具体的薄板10的个数以及长度等均可以根据实际情况进行选择，在此不做限定。

请参考图4，在本实施例中，还提出了一种油水分离系统，所述装置包括：主槽体100、油水分离单元以及离心泵500，所述主槽体100与油水分离单元通过一进液管200相连，所述离心泵500通过一回流管510连接在所述主槽体100与油水分离单元之间，其中，所述油水分离单元内设有如上文所述的波纹板组。

在本实施例中，所述油水分离系统还包括过滤网板110和溢流槽120，所述溢流槽120设于所述主槽体100的侧壁上部，所述过滤网板110设于所述溢流槽120的一侧，用于遮挡所述溢流槽120。当所述主槽体100中的脱脂液液位达到所述溢流槽120的高度时，漂浮在所述脱脂液最高层的脱脂液和油污混合物便会溢出至所述溢流槽120内，其中，所述过滤网板110能够对所述脱脂液和油污混合物进行第一层过滤。

在本实施例中，所述油水分离单元包括初级分离槽310、油水聚集器320、隔油池330以及撇油机400，所述初级分离槽310与所述进液管200相连，所述油水聚集器320与所述初级分离槽310和隔油池330均相连，所述撇油机400与所述油水聚集器320相连，所述隔油池330与所述离心泵500通过管路相连，所述进液管200一端连接所述溢流槽120。

在本实施例中，所述撇油机400通过一排油管410与一废油灌600相连，用于排除油污。其中，所述撇油机400包括滤袋、电机以及刮削器，所述撇油机400在使用时是将所述滤带浸入含有浮油的脱脂液中，让油污吸附于所述滤带上，然后通过所述电机将所述滤带卷出，再用所述刮削器将油撇掉。该种方式为过滤吸附法。

在本实施例中，所述油水分离系统还包括多个阀门700，所述阀门700分别设于进液管200、回流管510以及排油管410之上。

在本实施例中，还提出了油水分离方法，采用如上文所述的油水分离系统对脱脂液进行去油污处理，所述方法包括步骤：

S1：将所述脱脂液由所述主槽体100通过所述进液管200传输至所述油水分离单元；

S2：由所述油水分离单元对所述脱脂液进行去油污处理；

S3：将油污排出，并将处理后的脱脂液通过离心泵和回流管传输至所述主槽体中。

具体的，请参考图5，所述脱脂液和油污混合物先由所述过滤网板110过滤，再从所述溢出槽120中经由所述进液管200流入至所述初级分离槽310，由所述初级分离槽310对其进行沉淀，使油污上浮，接着再将所述脱脂液和油污混合物传输至所述油水聚集器320中，经过所述波纹板的重力分离法将油污和脱脂液进行分离，在使用所述撇油机400将浮油排除即可，接着将所述脱脂液传输至所述隔油池330中，由于所述隔油池330具有迂回内腔，能够使所述脱脂液中残留的少数油污上浮，便于所述离心泵500将去油后的脱脂液重新传输至所述主槽体100中，以便循环使用。

可见，所述油污处理采用了重力分离法和过滤吸附法的结合方式，从而能够提高去油的效果。

综上，在本发明实施例提供的波纹板、油水分离系统及方法中，波纹板具有波浪状，利用哈真浅池理论更快更高效的去除脱脂液中的油污，无需频繁的更换脱脂液，从而能够降低生产成本。并且，本发明提出的油水分离系统采用波纹板，能够提高去油污的效果，使主槽体中油污的浓度保持在较低水平，从而提高产品质量；另外，由于油水分离系统无需能耗和更换备件，使用寿命较长，能延长主槽体的使用寿命，减少排放次数，从而能节约运行和维护成本，减少生产成本。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种油水分离系统，所述系统包括：主槽体、油水分离单元以及离心泵，所述主槽体与油水分离单元通过一进液管相连，所述离心泵通过一回流管连接在所述主槽体与油水分离单元之间，其中，所述油水分离单元内设有波纹板组，所述波纹板组包括截面形状为波浪形薄板，所述波浪形薄板的波峰区域设有多个通孔，所述油水分离单元包括初级分离槽、油水聚集器、隔油池以及撇油机，所述初级分离槽与所述进液管相连，所述油水聚集器与所述初级分离槽和隔油池均相连，所述撇油机与所述油水聚集器相连，所述隔油池与所述离心泵通过管路相连。

2.如权利要求1所述的油水分离系统，其特征在于：所述波纹板组的材料为聚丙烯，所述通孔的孔径范围6mm～12mm，每个波浪形薄板的相邻波峰的间距范围3mm～9mm。

3.如权利要求1所述的油水分离系统，其特征在于：所述撇油机包括电机、刮削器和滤带，所述电机驱动所述滤带，所述刮削器撇除滤带的浮油。

4.如权利要求1所述的油水分离系统，其特征在于，所述油水分离系统还包括过滤网板和溢流槽，所述溢流槽设于所述主槽体侧壁的上部，所述过滤网板设于所述溢流槽的一侧，所述溢流管的另一侧设有进液管和所述油水分离单元连接。

5.如权利要求1-4中任一所述的油水分离系统，其特征在于，所述油水分离系统还包括一废油罐，所述废油罐通过一排油管与撇油机相连。

6.一种油水分离方法，采用如权利要求1至5中任意一种油水分离系统对脱脂液进行去油污处理，所述方法包括步骤：

(1)将所述脱脂液由所述主槽体通过所述进液管传输至所述初级分离槽，将脱脂液进行沉淀，油上浮；

(2)将初级分离槽内的脱脂液传输至油水聚集器中，采用波纹板组的重力分离法对所述脱脂液进行油分离，油上浮；

(3)将油水聚集器中的脱脂液传输至隔油池中，油上浮；

(4)使用撇油机将油水聚集器中的浮油排除；

(5)将隔油池中的脱脂液通过离心泵和回流管传输至所述主槽体中。

7.如权利要求6所述的油水分离方法，其特征在于，所述撇油机中的油可通过排油管进入废油罐。

8.如权利要求6-7中任一所述的油水分离方法，其特征在于，所述撇油机采用过滤吸附方式进行油处理。