CN104003533B - 基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置，通过两只无线压力传感器的协同作用自动去除含油废水中的浮油及沉砂，即在浮油沉砂箱的斜板沉淀区的上方和浮油区的下端分别设置第二无线压力传感器和第三无线压力传感器，通过第二无线压力传感器和第三无线压力传感器的协同作用间接判明浮油层的厚度是小于等于浮油区的厚度还是大于浮油区的厚度；进而当判明浮油层的厚度大于浮油区厚度时，可以自动将浮油沉砂箱上部漂浮在水面以上的浮油层自动去除。本发明结构简单，操作方便，实现了去除含油废水中的浮油及沉砂的自动化，解决了现有除油装置存在工程中布线的繁琐和线路故障引起的不可靠性，同时布线成本较高的问题。

Description

基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置

技术领域

本发明属于含油废水处理技术领域，尤其涉及基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置。

背景技术

油类物质通过不同途径进入水中形成含油废水。由于其量大面广，且难于处理的特点使其成为一种危害严重的废水。其来源主要有：石油工业中的石油开采和油品的加工、提炼、储存及运输；运输工业中洗车，铁路机务段的洗油罐等排放的含油废水；机械制造加工过程中产生的轧钢水，润滑油液等以乳化油为主的废水；另外餐饮业、纺织业、食品加工业及其他制造业的废水中也含有大量的油类物质。

油类物质在水中的存在形式可分为浮油、分散油、乳化油和溶解油4大类。浮油的油珠粒径较大，大于100μm易于浮出水面，形成油膜和油层。分散油的油珠粒径一般为10～100μm以微小的颗粒悬浮在水中，不稳定，静置一段时间后往往会形成浮油。乳化油是由于水中含有表面活性剂而形成的，油滴粒径极小，一般小于10μm。溶解油是一种以化学方式溶解在水中的油，其粒径可以达到几个纳米。

目前，含油废水中的浮油、分散油和乳化油(占整个含油量的90％以上)的处理方式，都是设法使不同状态的油浮于水面，然后采用刮油装置、撇油装置、吸油装置将这些油类物质和水分离。但这些去油装置至少存在如下几种缺点中的数种：

1.去除浮油时不能严格区别油水，特别是在含油量较小的情况下，容易将油、水一起去除，即在清除浮油的过程中同时裹挟大量的水分，使分离出的油含有大量的水分，需二次处理；

2.装置较为复杂，不便于安装于地下，且价格高；

3.维修保养麻烦；

4.不便自动化。

但是，现有的装置存在工程中布线的繁琐和线路故障引起的不可靠性，同时布线成本较高。

本发明组主要成员曾申请了以下三项具有同种功能的发明专利：(1)《一种自动去除含油废水中的浮油及沉砂的方法及装置》(已授权，发明号：ZL201210148765.0)，(2)《基于特种液位测量仪去除废水中的浮油及沉砂的方法及装置》(申请号：201210148784.3)，(3)《基于油和水的电导率去除废水中浮油及沉砂的方法及装置》(已授权，发明号：ZL201210148783.9)。本发明是在以上三项发明的基础上，基于不同原理，发明组主要成员的又一项新的姊妹发明。但是，现有的装置存在工程中布线的繁琐和线路故障引起的不可靠性，同时布线成本较高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置，旨在解决现有的除油装置存在工程中布线的繁琐和线路故障引起的不可靠性，同时布线成本较高的问题。

本发明实施例是这样实现的，基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置，该基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置包括：无油水箱、曝气头、集水管、浮油沉砂箱、斜板沉淀区、沉砂区、排泥管、污水布水管、浮油接收箱、第一无线压力传感器、抽水管、第一电磁阀、排水管、第二电磁阀、第二无线压力传感器、第三无线压力传感器、横向射流器、浮油区、浮油区上端液位线、进水管、第三电磁阀、第四电磁阀、排油管、抽油管、密封盖、第五电磁阀、流量计、第四无线压力传感器；

曝气头分别设置在无油水箱底部和浮油沉砂箱的沉砂区的上部，且分别处于无油水箱底部和浮油沉砂箱底部偏上的中间位置；第一无线压力传感器设置在无油水箱底部的左侧，抽水管设置在无油水箱左侧，第一电磁阀安装在抽水管上；

浮油沉砂箱设置在无油水箱的右侧，浮油沉砂箱的斜板沉淀区设置在浮油沉砂箱的中间位置，浮油沉砂箱的沉砂区设置在浮油沉砂箱的底部，排泥管设置在浮油沉砂箱的沉砂区的中间位置，集水管设置在浮油沉砂箱的斜板沉淀区左侧的下方，集水管连接设置在无油水箱与浮油沉砂箱中间的隔板上的排水管，第二电磁阀设置在排水管上，第二无线压力传感器设置在浮油沉砂箱的斜板沉淀区左侧的上方，第三无线压力传感器设置在浮油沉砂区的下端，横向射流器在浮油沉砂箱的斜板沉淀区左、右两侧的上方相向设置数组，浮油区设置在第三无线压力传感器的上方，浮油区上端液位线设置在浮油区的上方，进水管设置在浮油沉砂箱的右侧，第三电磁阀设置在进水管的上端，污水布水管连接进水管，排油管设置在浮油区的右下方，第四电磁阀设置在排油管上；

浮油接收箱设置在浮油沉砂箱的右侧，抽油管设置在浮油接收箱的右侧，密封盖安装在浮油接收箱的顶部，第五电磁阀安装在抽油管上，流量计安装在第五电磁阀的下面，第四无线压力传感器安装在浮油接收箱的右下方。

进一步，该基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置操作方法为：

无油水箱的底部到排水管的下部的高度设为h₁，第二无线压力传感器和第三无线压力传感器之间的高度设为h₂，第三无线压力传感器到浮油区上端液位线的高度设为h₃，即浮油区的厚度为h₃，浮油接收箱的底部到排油管的下部100mm的高度设为h₄，在运行中第一无线压力传感器、第二无线压力传感器、第三无线压力传感器、第四无线压力传感器所显示的压力分别设为p₁、p₂、p₃、p₄，废水的密度设为ρ_水，浮油的密度设为ρ_油，此外，当第三无线压力传感器测得压力为p₃＝ρ_油h₃时，第二无线压力传感器以上的浮油层的厚度设为δ_油、第三无线压力传感器以上的废水层的厚度设为δ_水；

浮油沉砂箱在运行中，当第三无线压力传感器所探测到的压力p₃＝ρ_油h₃时，第二无线压力传感器以上的区间中的浮油层的厚度可能出现三种情况。

进一步，三种情况具体包括：

第一种情况：浮油沉砂箱运行的初期，由于废水中含油量较少，在废水的上表面漂浮着零星的浮油，但还不能形成完整的浮油层，即油层厚度δ_油＝0＜h₃；

第二种情况：浮油沉砂箱运行一段时间后在废水表层形成了一定厚度的浮油层，但浮油层厚度δ_油≤h₃，即在第三无线压力传感器以上的浮油区中上层为浮油层下层为废水层，当δ_油＝h₃只有浮油层；

第三种情况：浮油沉砂箱运行一定时间后在废水表层形成了较厚的浮油层，即第二无线压力传感器以上的油层厚度δ_油＞h₃。

进一步，对于第一种情况：即浮油沉砂箱运行的初期，由于废水中含油量较少，在废水的上表面漂浮着零星的浮油，但还不能形成完整的浮油层，此时认为第三无线压力传感器以上的浮油区中基本为废水，当第三无线压力传感器以上的浮油区中废水层厚度设为δ_水1、则式(1)、(2)成立：

p₃＝ρ_油h₃＝ρ_水δ_水1＝ρ_水δ_水       (1)

p₂＝ρ_水h₂+ρ_水δ_水1

              (2)

＝ρ_水h₂+ρ_油h₃

式(1)变形可得式(3)：

由式(3)看出：δ_水1＜h₃，第三无线压力传感器以上的浮油区中废水层即液体层的总厚度小于h₃，亦即此时浮油沉砂箱的最高液位低于浮油区上端液位线的位置。也就是说，对于第一种情况，下式(4)与式(1)成立时，式(2)成立。

对于第二种情况：浮油沉砂箱运行一段时间后在废水表层形成了一定厚度的浮油层，但浮油层厚度δ_油≤h₃，即在第三无线压力传感器以上的浮油区中上层为浮油层下层为废水层，当δ_油＝h₃只有浮油层，第三无线压力传感器以上的浮油区中废水层厚度设为δ_水2、浮油层厚度设为δ_油2时，此时式(5)、(6)成立：

p₃＝ρ_油h₃＝ρ_水δ_水2+ρ_油δ_油2          (5)

p₂＝ρ_水h₂+ρ_水δ_水2+ρ_油δ_油2

           (6)

＝ρ_水h₂+ρ_油h₃

比较式(1)和式(5)可得：

其中，(δ_水2+δ_油2)为第二种情况下第三无线压力传感器以上的浮油区中液体层的总厚度，第三无线压力传感器以上的浮油区中废水层和浮油层的总厚度即液体层的厚度为(δ_水2+δ_油2)，且小于等于h₃，亦即此时浮油沉砂箱的最高液位低于浮油区上端液位线的位置或与之齐平。也就是说，对于第二种情况，下式(8)与式(5)成立时，式(6)成立：

综合以上两种情况可得：

当式(9)成立时，

可推得式(10)

δ_油≤h₃           (10)

即当式(9)成立时，可以推得浮油层的厚度小于等于浮油区的厚度；

对于第三种情况：浮油沉砂箱运行一定时间后在废水表层形成了较厚的浮油层，即第二无线压力传感器以上的油层厚度δ_油＞h₃，此时浮油区下端即第三无线压力传感器以下的油层厚度设为δ_油3，则式(11)、(12)成立：

p₃＝ρ_油h₃           (11)

p₂＝ρ_水(h₂-δ_油3)+ρ_油δ_油3+ρ_油h₃

＝ρ_水h₂+ρ_油h₃-ρ_水δ_油3+ρ_油δ_油3

              (12)

＝ρ_水h₂+ρ_油h₃-(ρ_水-ρ_油)δ_油3

＜ρ_水h₂+ρ_油h₃

也就是说：当下式(13)成立时，下面的式(14)成立：

δ_油＞h₃    (14)

即当式(13)成立时，可推得浮油层的厚度大于浮油区的厚度。

进一步，该基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置是通过第二无线压力传感器和第三无线压力传感器的协同作用将油和砂自动与废水分离，具体步骤如下：

步骤一，工作开始时，中心控制器指示打开第三电磁阀，待处理的含油、砂污水从地面自流进入到进水管，经进水管送到污水布水管，然后污水布水管在浮油沉砂箱的沉砂区的中下部的一侧的纵向将污水均匀的分配；

步骤二，当第三无线压力传感器指示的压力p₃＝ρ_油h₃，第二无线压力传感器指示压力p₂＝ρ_水h₂+ρ_油h₃，并且第二无线压力传感器及第三无线压力传感器测得的压力数据通过各自与中心控制器相连的数据线传输到中心控制器后，中心控制器指示打开第二电磁阀，同时关闭第三电磁阀污水进入停止，经过浮油沉砂后的污水通过集水管进入排水管后再自行流入无油水箱；当第二无线压力传感器测得的压力小于某一设定值，该值接近于0时，中心控制器指示关闭第二电磁阀，同时打开第三电磁阀，污水继续流入浮油沉砂箱；

步骤三，当第三无线压力传感器指示的压力p₃＝ρ_油h₃，第二无线压力传感器指示压力p₂＜ρ_水h₂+ρ_油h₃，并且第二无线压力传感器及第三无线压力传感器测得的压力数据通过它们各自与中心控制器相连的数据线传输到中心控制器后，中心控制器指示打开第四电磁阀，同时关闭第三电磁阀污水停止进入，浮油经排油管自流进入浮油接收箱；当第三无线压力传感器指示压力p₃≤ρ_油h(其中h为一定值，其值略大于排油管的直径)时，中心控制器指示关闭第四电磁阀的同时打开第三电磁阀，污水继续进入浮油沉砂箱；

步骤四，当第一无线压力传感器指示无油水箱的压力为：p₁≥ρ_水h₁，并通过数据线将该数据传给中心控制器时，中心控制器指示打开第一电磁阀，除油沉砂后的污水经抽水管泵入下道污水处理工序，当第一无线压力传感器指示无油水箱的压力小于某一预先设定的值，该值接近0时，中心控制器指示关闭第一电磁阀；

步骤五，当第四无线压力传感器指示浮油接收箱的压力为p₄≥ρ_油h₄时，中心控制器指示打开第五电磁阀浮油经流量计和抽油管泵入废油收集桶，同时流量计将进入废油收集桶的废油数量通过无线网络传输到监控中心，当第四无线压力传感器指示浮油接收箱的压力小于某一预先设定的值，该值接近0时，中心控制器指示关闭第五电磁阀。

进一步，密封盖是为防止废油不经流量计被取走而设置。

进一步，设置防止无油水箱和浮油沉砂箱中的水体变臭的小型水下曝气头。

进一步，安装若干组两两相对的射流器，射流器在横向两两相向射流使除油沉砂箱中部的废水相对流动，增加了液体颗粒之间的碰撞机会。

本发明提供的基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置，设置两只无线压力传感器，在它们的协同作用下自动去除含油废水中的浮油及沉砂，即在浮油沉砂箱的斜板沉淀区的上方和浮油区的下端分别设置了第二无线压力传感器和第三无线压力传感器；通过第二无线压力传感器和第三无线压力传感器的协同作用间接判明浮油层的厚度是小于等于浮油区的厚度还是大于浮油区的厚度。进而当判明浮油层的厚度大于浮油区的厚度时，可以自动将浮油沉砂箱的上部漂浮在水面以上的浮油层自动去除；射流器在横向两两相向射流使除油沉砂箱中部的废水相对流动，增加了液体颗粒之间的碰撞机会，从而为大部分分散油及部分更小颗粒的乳化油创造了更多的结合成较大颗粒的油粒的机会，然后这些油粒自然浮到液面的上部，从而提高除油效率3％左右。本发明的结构简单，操作方便，实现了去除含油废水中的浮油及沉砂的自动化，较好地解决了现有的去油装置存在工程中布线的繁琐和线路故障引起的不可靠性，同时布线成本较高的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置的结构示意图；

图中：1、无油水箱；2、曝气头；3、集水管；4、浮油沉砂箱；5、斜板沉淀区；6、沉砂区；7、排泥管；8、污水布水管；9、浮油接收箱；10、第一无线压力传感器；11、抽水管；12、第一电磁阀；13、排水管；14、第二电磁阀；15、第二无线压力传感器；16、第三无线压力传感器；17、横向射流器；18、浮油区；19、浮油区上端液位线；20、进水管；21、第三电磁阀；22、第四电磁阀；23、排油管；24、抽油管；25、密封盖；26、第五电磁阀；27、流量计；28、第四无线压力传感器。

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。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如图1所示，本发明实施例的基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置主要由：无油水箱1、曝气头2、集水管3、浮油沉砂箱4、斜板沉淀区5、沉砂区6、排泥管7、污水布水管8、浮油接收箱9、第一无线压力传感器10、抽水管11、第一电磁阀12、排水管13、第二电磁阀14、第二无线压力传感器15、第三无线压力传感器16、横向射流器17、浮油区18、浮油区上端液位线19、进水管20、第三电磁阀21、第四电磁阀22、排油管23、抽油管24、密封盖25、第五电磁阀26、流量计27、第四无线压力传感器28；

曝气头2分别设置在无油水箱1底部和浮油沉砂箱的沉砂区6的上部，且分别处于无油水箱1的底部和浮油沉砂箱4的底部偏上的中间位置；第一无线压力传感器10设置在无油水箱1底部的左侧，抽水管11设置在无油水箱1左侧，第一电磁阀12安装在抽水管11上；

浮油沉砂箱4设置在无油水箱1的右侧，浮油沉砂箱的斜板沉淀区5设置在浮油沉砂箱4的中间位置，浮油沉砂箱的沉砂区6设置在浮油沉砂箱4的底部，排泥管7设置在浮油沉砂箱的沉砂区6底部的中间位置，集水管3设置在浮油沉砂箱的斜板沉淀区5左侧的下方，集水管3连接设置在无油水箱1与浮油沉砂箱4的隔板上的排水管13，第二电磁阀14设置在排水管13上，第二无线压力传感器15设置在浮油沉砂箱的斜板沉淀区5左侧的上方，第三无线压力传感器16设置在浮油区的下端，横向射流器17在浮油沉砂箱的斜板沉淀区左、右两侧的上方相向设置数组，浮油区18设置在第三无线压力传感器16的上方，浮油区上端液位线19设置在浮油区18的上方，进水管20设置在浮油沉砂箱4的右侧，第三电磁阀21设置在进水管20的上端，污水布水管8连接进水管20；

浮油接收箱9设置在浮油沉砂箱4的右侧，排油管23安装在浮油沉砂箱4与浮油接收箱9的中间的隔板上，把浮油接收箱9与浮油沉砂箱的浮油区17连通，第四电磁阀22设置在排油管23上。

抽油管24设置在浮油接收箱9的右侧，密封盖25安装在浮油接收箱9的顶部，第五电磁阀26安装在抽油管24上，流量计27安装在第五电磁阀26的下面，第四无线压力传感器28安装在浮油接收箱9的右下方。

本发明为能准确掌握浮油沉砂箱4上部浮油层厚度的变化情况，特别在浮油沉砂箱的斜板沉淀区5的上方和浮油区18的下端分别设置了第二无线压力传感器15和第三无线压力传感器16，通过两只无线压力传感器的协同作用间接判明浮油层的厚度是小于等于浮油区的厚度还是大于浮油区的厚度，进而当判明浮油层的厚度大于浮油区的厚度时，可以自动将浮油沉砂箱4的上部漂浮在水面以上的浮油层自动去除，具体的方法为：

首先，无油水箱1的底部到排水管13的下部的高度设为h₁，第二无线压力传感器15和第三无线压力传感器16之间的高度设为h₂，第三无线压力传感器16到浮油区上端液位线19的高度设为h₃，即浮油区18的厚度为h₃，浮油接收箱9的底部到排油管23的下部100mm的高度设为h₄，在运行中第一无线压力传感器10、第二无线压力传感器15、第三无线压力传感器16、第四无线压力传感器28所显示的压力(工程学上称压力，物理学上称压强)分别设为p₁、p₂、p₃、p₄，废水的密度设为ρ_水，浮油的密度设为ρ_油，此外，当第三无线压力传感器测得压力为p₃＝ρ_油h₃时，第二无线压力传感器以上的浮油层的厚度设为δ_油、第三无线压力传感器以上的废水层的厚度设为δ_水；

浮油沉砂箱4在运行中，当第三无线压力传感器所探测到的压力p₃＝ρ_油h₃时，第二无线压力传感器16以上的区间中的浮油层的厚度可能出现以下三种情况，即：

第一种情况：浮油沉砂箱4运行的初期，由于废水中含油量较少，在废水的上表面漂浮着零星的浮油，但还不能形成完整的浮油层，即油层厚度δ_油＝0＜h₃；第二种情况：浮油沉砂箱4运行一段时间后在废水表层形成了一定厚度的浮油层，但该浮油层厚度δ_油≤h₃，即在第三无线压力传感器17以上的浮油区中上层为浮油层下层为废水层(当δ_油＝h₃只有浮油层)；第三种情况：浮油沉砂箱4运行一定时间后在废水表层形成了较厚的浮油层，即第二无线压力传感器以上的油层厚度δ_油＞h₃；

对于第一种情况：即浮油沉砂箱4运行的初期，由于废水中含油量较少，在废水的上表面漂浮着零星的浮油，但还不能形成完整的浮油层，此时可以认为第三无线压力传感器以上的浮油区中基本为废水(表面漂浮着零星不成层的浮油可以忽略不计)，当设此时第三无线压力传感器16以上的浮油区中废水层厚度为δ_水1、则式(1)、(2)成立：

p₃＝ρ_油h₃＝ρ_水δ_水1＝ρ_水δ_水      (1)

p₂＝ρ_水h₂+ρ_水δ_水1

               (2)

＝ρ_水h₂+ρ_油h₃

式(1)变形可得式(3)，

由式(3)可以看出：δ_水1＜h₃，也就是说此时，第三无线压力传感器以上的浮油区中废水层即液体层的总厚度小于h₃，亦即此时浮油沉砂箱4的最高液位低于浮油区上端液位线19的位置。也就是说，对于第一种情况，下式(4)与式(1)成立时，式(2)成立。

对于第二种情况：浮油沉砂箱4运行一段时间后在废水表层形成了一定厚度的浮油层，但该浮油层厚度δ_油≤h₃，即在第三无线压力传感器16以上的浮油区中上层为浮油层下层为废水层(当δ_油＝h₃只有浮油层)，当设此时第三无线压力传感器16以上的浮油区中废水层厚度为δ_水2、浮油层厚度为δ_油2时，此时式(5)、(6)成立：

p₃＝ρ_油h₃＝ρ_水δ_水2+ρ_油δ_油2           (5)

p₂＝ρ_水h₂+ρ_水δ_水2+ρ_油δ_油2

                 (6)

＝ρ_水h₂+ρ_油h₃

比较式(1)和式(5)可得：

其中，(δ_水2+δ_油2)为第二种情况下第三无线压力传感器16以上的浮油区中液体层的总厚度，也就是说此时，第三无线压力传感器以上的浮油区中废水层和浮油层的总厚度即液体层的厚度为(δ_水2+δ_油2)，且小于等于h₃，亦即此时浮油沉砂箱4的最高液位也低于浮油区上端液位线19的位置或与之齐平。也就是说，对于第二种情况，下式(8)与式(5)成立时，式(6)成立：

综合以上两种情况可得：

当式(9)成立时；

可推得式(10)

δ_油≤h₃               (10)

即当式(9)成立时，可以推得浮油层的厚度小于等于浮油区的厚度；

对于第三种情况：浮油沉砂箱4运行一定时间后在废水表层形成了较厚的浮油层，即第二无线压力传感器16以上的油层厚度δ_油＞h₃，此时设浮油区下端即第三无线压力传感器以下的油层厚度为δ_油3，则式(11)、(12)成立：

p₃＝ρ_油h₃               (11)

p₂＝ρ_水(h₂-δ_油3)+ρ_油δ_油3+ρ_油h₃

＝ρ_水h₂+ρ_油h₃-ρ_水δ_油3+ρ_油δ_油3

                 (12)

＝ρ_水h₂+ρ_油h₃-(ρ_水-ρ_油)δ_油3

＜ρ_水h₂+ρ_油h₃

也就是说：当下式(13)成立时，下面的式(14)成立：

δ_油＞h₃            (14)

即当式(13)成立时，可推得浮油层的厚度大于浮油区的厚度。

本发明的自动去除含油废水中浮油及沉砂的装置就是基于以上原理而实现的，以下基于以上的原理对本发明的实现过程进行详细叙述：

基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置是通过第二无线压力传感器15和第三无线压力传感器16的协同作用将油和砂自动与废水分离，除油沉砂装置的各种仪器如图1所示，下面结合图1说明其工作流程及原理：

1.工作开始时，中心控制器指示打开第三电磁阀21(两者之间通过控制线路相连接，此时其它电磁阀皆处于关闭状态)，待处理的含油、砂污水从地面自流进入到进水管20(或用泵打入)，经进水管20送到污水布水管8，然后污水布水管8在浮油沉砂箱的沉砂区6的中下部的一侧的纵向(垂直纸面的方向)将污水均匀的分配；

2.当第三无线压力传感器16指示的压力p₃＝ρ_油h₃，第二无线压力传感器15指示压力p₂＝ρ_水h₂+ρ_油h₃，并且第二无线压力传感器15及第三无线压力传感器16测得的压力数据通过它们各自与中心控制器相连的数据线传输到中心控制器后，中心控制器(预先输入编好程序的计算机)指示打开第二电磁阀14(两者之间通过控制线路相连接)，同时关闭第三电磁阀21污水进入停止，经过浮油沉砂后的污水通过集水管3进入排水管13后再自行流入无油水箱1；当第二无线压力传感器15测得的压力小于某一设定值(该值接近于0)时，中心控制器指示关闭第二电磁阀14，同时打开第三电磁阀21，污水继续流入浮油沉砂箱4；

3.当第三无线压力传感器16指示的压力p₃＝ρ_油h₃，第二无线压力传感器15指示压力p₂＜ρ_水h₂+ρ_油h₃，并且第二无线压力传感器15及第三无线压力传感器16测得的压力数据通过它们各自与中心控制器相连的数据线传输到中心控制器后，中心控制器指示打开第四电磁阀22(两者之间通过控制线路相连接)，同时关闭第三电磁阀21污水停止进入，浮油经排油管23自流进入浮油接收箱9；当第三无线压力传感器16指示压力p₃≤ρ_油h(其中h为一定值，其值略大于排油管23的直径)时，中心控制器指示关闭第四电磁阀22同时打开第三电磁阀21，污水继续进入浮油沉砂箱4；

4.当第一无线压力传感器10指示无油水箱1的压力为：p₁≥ρ_水h₁，并通过数据线将该数据传给中心控制器时，中心控制器(预先输入编好程序的计算机)指示打开第一电磁阀12(两者之间通过控制线路相连接)，除油沉砂后的污水经抽水管11泵入下道污水处理工序，当第一无线压力传感器10指示无油水箱1的压力小于某一预先设定的值(该值接近0)时，中心控制器(预先输入编好程序的计算机)指示关闭第一电磁阀12；

5.当第四无线压力传感器28指示浮油接收箱9的压力为p₄≥ρ_油h₄时，中心控制器(预先输入编好程序的计算机)指示打开第五电磁阀26(两者之间通过控制线路相连接)浮油经流量计27和抽油管24泵入废油收集桶，同时流量计27将进入废油收集桶的废油数量通过无线网络传输到监控中心，这样监控中心就可以及时准确掌握废油产生的数量，以便及时调配。如果将该装置应用于大型宾馆、饭店等饮食场所，可以对其产生的厨房废油进行远程控制和管理，进而从源头上控制地沟油的原料，确保老百姓吃上放心油，当第四无线压力传感器28指示浮油接收箱9的压力小于某一预先设定的值(该值接近0)时，中心控制器指示关闭第五电磁阀26；

6.密封盖25是为防止废油不经流量计27被取走而设置的，其作用是保证本装置所收集的废油全部经流量计27计量后，在监控中心的监控下调配；

7.为防止水体变臭在无油水箱和浮油沉砂箱分别设小型水下曝气头2，夏季每隔三日中心控制器(预先输入编好程序的计算机)指示无油水箱和浮油沉砂箱中的曝气头曝气5～10min；

此外，为了增加液体颗粒之间的碰撞，特别在除油沉砂箱的中部安装了若干组两两相对的射流器15，射流器15在横向两两相向射流使除油沉砂箱中部的废水相对流动(也包括其它难于简单描述的复杂流动)，增加了液体颗粒之间的碰撞机会，从而为大部分分散油及部分更小颗粒的乳化油创造了更多的结合成较大颗粒的油粒的机会，然后这些油粒自然浮到液面的上部，从而提高除油效率3％左右。

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 (3)

1.基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置，其特征在于，该基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置包括：无油水箱、曝气头、集水管、浮油沉砂箱、斜板沉淀区、沉砂区、排泥管、污水布水管、浮油接收箱、第一无线压力传感器、抽水管、第一电磁阀、排水管、第二电磁阀、第二无线压力传感器、第三无线压力传感器、横向射流器、浮油区、浮油区上端液位线、进水管、第三电磁阀、第四电磁阀、排油管、抽油管、密封盖、第五电磁阀、流量计、第四无线压力传感器；

曝气头分别设置在无油水箱底部和浮油沉砂箱的沉砂区的上部，且分别处于无油水箱底部和浮油沉砂箱底部偏上的中间位置；第一无线压力传感器设置在无油水箱底部的左侧，抽水管设置在无油水箱左侧，第一电磁阀安装在抽水管上；

浮油沉砂箱设置在无油水箱的右侧，浮油沉砂箱的斜板沉淀区设置在浮油沉砂箱的中间位置，浮油沉砂箱的沉砂区设置在浮油沉砂箱的底部，排泥管设置在浮油沉砂箱的沉砂区的中间位置，集水管设置在浮油沉砂箱的斜板沉淀区左侧的下方，集水管连接设置在无油水箱和浮油沉砂箱的隔板上的排水管，第二电磁阀设置在排水管上，第二无线压力传感器设置在浮油沉砂箱的斜板沉淀区左侧的上方，第三无线压力传感器设置在浮油区的下端，横向射流器在浮油沉砂箱的斜板沉淀区左、右两侧的上方相向设置数组，浮油区设置在第三无线压力传感器的上方，浮油区上端液位线设置在浮油区的上方，进水管设置在浮油沉砂箱的右侧，第三电磁阀设置在进水管的上端，污水布水管连接进水管；

浮油接收箱设置在浮油沉砂箱的右侧，抽油管设置在浮油接收箱的右侧，密封盖安装在浮油接收箱的顶部，第五电磁阀安装在抽油管上，流量计安装在第五电磁阀的下面，第四无线压力传感器安装在浮油接收箱的右下方，排油管安装在浮油沉砂箱与浮油接收箱中间的隔板上，与浮油沉砂箱的浮油区连通，第四电磁阀设置在排油管上；

该基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置的操作方法为：

无油水箱的底部到排水管的下部的高度设为h₁，第二无线压力传感器和第三无线压力传感器之间的高度设为h₂，第三无线压力传感器到浮油区上端液位线的高度设为h₃，即浮油区的厚度为h₃，浮油接收箱的底部到排油管的下部100mm的高度设为h₄，在运行中第一无线压力传感器、第二无线压力传感器、第三无线压力传感器、第四无线压力传感器所显示的压力分别设为p₁、p₂、p₃、p₄，废水的密度设为ρ_水，浮油的密度设为ρ_油，此外，当第三无线压力传感器测得压力为p₃＝ρ_油h₃时，第二无线压力传感器以上的浮油层的厚度设为δ_油、第三无线压力传感器以上的废水层的厚度设为δ_水；

浮油沉砂箱在运行中，当第三无线压力传感器所探测到的压力p₃＝ρ_油h₃时，第二无线压力传感器以上的区间中的浮油层的厚度能出现三种情况；

该基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置是通过第二无线压力传感器和第三无线压力传感器的协同作用将油和砂自动与废水分离，具体步骤如下：

步骤一，工作开始时，中心控制器指示打开第三电磁阀，此时其它电磁阀皆处于关闭状态，待处理的含油、砂污水从地面自流进入到进水管，经进水管送到污水布水管，然后污水布水管在浮油沉砂箱的沉砂区的中下部的一侧的纵向将污水均匀的分配；

步骤二，当第三无线压力传感器指示的压力p₃＝ρ_油h₃，第二无线压力传感器指示压力p₂＝ρ_水h₂+ρ_油h₃，并且第二无线压力传感器及第三无线压力传感器测得的压力数据通过各自与中心控制器相连的数据线传输到中心控制器后，中心控制器指示打开第二电磁阀，同时关闭第三电磁阀污水进入停止，经过浮油沉砂后的污水通过集水管进入排水管后再自行流入无油水箱；当第二无线压力传感器测得的压力小于某一设定值，中心控制器指示关闭第二电磁阀，同时打开第三电磁阀，污水继续流入浮油沉砂箱；

步骤三，当第三无线压力传感器指示的压力p₃＝ρ_油h₃，第二无线压力传感器指示压力p₂＜ρ_水h₂+ρ_油h₃，并且第二无线压力传感器及第三无线压力传感器测得的压力数据通过它们各自与中心控制器相连的数据线传输到中心控制器后，中心控制器指示打开第四电磁阀，同时关闭第三电磁阀污水停止进入，浮油经排油管自流进入浮油接收箱；当第三无线压力传感器指示压力p₃≤ρ_油h时，其中h为一定值，其值大于排油管的直径，中心控制器指示关闭第四电磁阀同时打开第三电磁阀，污水继续进入浮油沉砂箱；

步骤四，当第一无线压力传感器指示无油水箱的压力为：p₁≥ρ_水h₁，并通过数据线将该数据传给中心控制器时，中心控制器指示打开第一电磁阀，除油沉砂后的污水经抽水管泵入下道污水处理工序，当第一无线压力传感器指示无油水箱的压力小于某一预先设定的值，中心控制器指示关闭第一电磁阀；

步骤五，当第四无线压力传感器指示浮油接收箱的压力为p₄≥ρ_油h₄时，中心控制器指示打开第五电磁阀浮油经流量计和抽油管泵入废油收集桶，同时流量计将进入废油收集桶的废油数量通过无线网络传输到监控中心，当第四无线压力传感器指示浮油接收箱的压力小于某一预先设定的值，中心控制器指示关闭第五电磁阀；

密封盖是为防止废油不经流量计被取走而设置；

设置防止无油水箱和浮油沉砂箱水体变臭的小型水下曝气头；

安装若干组两两相对的射流器，射流器在横向两两相向射流使除油沉砂箱中部的废水相对流动，增加了液体颗粒之间的碰撞机会。

2.如权利要求1所述的基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置，其特征在于，三种情况具体包括：

第一种情况：浮油沉砂箱运行的初期，由于废水中含油量较少，在废水的上表面漂浮着零星的浮油，但还不能形成完整的浮油层，即油层厚度δ_油＝0＜h₃；

第二种情况：浮油沉砂箱运行一段时间后在废水表层形成了一定厚度的浮油层，但浮油层厚度δ_油≤h₃，即在第三无线压力传感器以上的浮油区中上层为浮油层下层为废水层，当δ_油＝h₃只有浮油层；

第三种情况：浮油沉砂箱运行一定时间后在废水表层形成了较厚的浮油层，即第二无线压力传感器以上的油层厚度δ_油＞h₃。

3.如权利要求2所述的基于无线压力传感器去除含油废水中的浮油及沉砂的装置，其特征在于，对于第一种情况：即浮油沉砂箱运行的初期，由于废水中含油量较少，在废水的上表面漂浮着零星的浮油，但还不能形成完整的浮油层，此时认为第三无线压力传感器以上的浮油区中为废水，当第三无线压力传感器以上的浮油区中废水层厚度设为δ_水1、则式(1)、(2)成立：

p₃＝ρ_油h₃＝ρ_水δ_水1＝ρ_水δ_水  (1)

p₂＝ρ_水h₂+ρ_水δ_水1  (2)

＝ρ_水h₂+ρ_油h₃

式(1)变形得式(3)；

由式(3)看出：δ_水1＜h₃，第三无线压力传感器以上的浮油区中废水层即液体层的总厚度小于h₃，亦即此时浮油沉砂箱的最高液位低于浮油区上端液位线的位置，也就是说，对于第一种情况，下式(4)与式(1)成立时，式(2)成立；

对于第二种情况：浮油沉砂箱运行一段时间后在废水表层形成了一定厚度的浮油层，但浮油层厚度δ_油≤h₃，即在第三无线压力传感器以上的浮油区中上层为浮油层下层为废水层，当δ_油＝h₃只有浮油层，第三无线压力传感器以上的浮油区中废水层厚度设为δ_水2、浮油层厚度设为δ_油2时，此时式(5)、(6)成立：

p₃＝ρ_油h₃＝ρ_水δ_水2+ρ_油δ_油2  (5)

p₂＝ρ_水h₂+ρ_水δ_水2+ρ_油δ_油2  (6)

＝ρ_水h₂+ρ_油h₃

比较式(1)和式(5)得：

其中，(δ_水2+δ_油2)为第二种情况下第三无线压力传感器以上的浮油区中液体层的总厚度，第三无线压力传感器以上的浮油区中废水层和浮油层的总厚度即液体层的厚度为(δ_水2+δ_油2)，且小于等于h₃，亦即此时浮油沉砂箱的最高液位也低于浮油区上端液位线的位置或与之齐平，也就是说，对于第二种情况，下式(8)与式(5)成立时，式(6)成立：

综合以上两种情况得：

当式(9)成立时；

推得式(10)

δ_油≤h₃(10)

即当式(9)成立时，以推得浮油层的厚度小于等于浮油区的厚度；

对于第三种情况：浮油沉砂箱运行一定时间后在废水表层形成了较厚的浮油层，即第二无线压力传感器以上的油层厚度δ_油＞h₃，此时浮油区下端即第三无线压力传感器以下的油层厚度设为δ_油3，则式(11)、(12)成立：

p3＝ρ_油h₃  (11)

p2＝ρ_水(h₂-δ_油3)+ρ_油δ_油3+ρ_油h₃

＝ρ_水h₂+ρ_油h₃-ρ_水δ_油3+ρ_油δ_油3  (12)

＝ρ_水h₂+ρ_油h₃-(ρ_水-ρ_油)δ_油3

＜ρ_水h₂+ρ_油h₃

也就是说：当下式(13)成立时，下面的式(14)成立：

δ_油＞h₃  (14)

即当式(13)成立时，推得浮油层的厚度大于浮油区的厚度。