CN105016504A - 一种多层油水分离器及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多层油水分离器及其工作方法，分离器包括进水口和出水口，进水口和出水口之间设有若干层分离材料，分离材料上开有分离孔，所述的分离材料之间通过格网形成流道，格网两侧密封；所述的分离孔从进水口至出水口孔径逐层递减。本发明采用逐层过滤方式，分离器兼具良好的分离效果和较高的过滤通量，设备具有清洗和反冲洗功能，使分离器的寿命大幅度延长。分离器机构紧凑，集成度高，便于自动化操作和规模化放大。

Description

一种多层油水分离器及其工作方法

技术领域

    本发明涉及油水分离技术领域，具体是一种多层油水分离器及其工作方法。

背景技术

含油污水来源十分广泛，如石油矿石、纺织、食品、机械加工等很多产业都向环境中排放着大量的含油污水，无论是工业含油污水还是生活含油污水都对生产生活环境造成很大的污染，由此造成的环境问题已不容忽视。保护和改善海洋环境、防止石油污染，是世界各国普遍关注的环境问题,石油污染不但丧失了宝贵的石油,也对海洋生物也带来了严重的后果。含油污水按照分散的油珠状态及粒径大小可将其划分为溶解油、浮油、浮化油、分散油、油-固体物五种，其中主要污染物包括油、固体悬浮物、溶解状的有机化合物以及细菌等，但由于含油废水中油和水的密度差值太小，含有的有机物种类多，含量高，细菌量高，使得分离难度较大。因此油水分离的实现对于解决含油污水对生态环境的破坏及资源回收利用的具有重要意义。

根据含油污水中油滴大小的不同，可分为以下几种成分：

(1)浮油:以连续相的油膜或油层漂浮于水面上。油珠颗粒较大，一般大于100μm。在含油废水中，大部分(80%)以浮油形式存在。

(2)分散油:以微小油滴悬浮分散于水相中,不稳定,静置后可聚集成较大的油珠并转化为浮油,其油滴粒径一般为10-100μm。

(3)乳化油:油在水中呈乳化状态,体系较稳定。油滴粒径极微小,一般小于10μm,大部分在0.1-2μm之间。表面形成一层界膜,荷电，难以相互郭结，传统的方法很难将其除去。

(4)溶解油:以分子状态分散于水体中形成油—水均相体系,非常稳定，一般低于5-15mg/L，各种含油废水中以溶解形式存在的油分最难以去除。

对于分离材料来说，其分离精度和处理量是表明分离材料效能的关键参数，但二者在大多数时候是一组相互矛盾的参数。高分离精度意味着分离材料的孔径小、孔隙率低，此时分离材料的过滤阻力大幅度增加，水通量不可避免的减少。反之，随着孔径变大、孔隙率提高，分离材料的过滤阻力大幅度降低，此时过滤材料的水通量大幅度提高而过滤精度受到严重损失。

在含油污水的分离过程中，大部分的油滴(80%)以浮油形式存在，这部分油滴颗粒较大，大于100μm。其次还有分散油和乳化油，最小粒径的是溶解油。由此我们可以发现，含油污水中油滴组成非常复杂，难以采用单一的分离材料取得较高的分离效果和过滤通量。如果采用过滤精度较高的分离材料，其分离效果较好，但是处理量非常低，不具有经济价值。而如果采用较大孔径的分离材料，乳化油和溶解油都无法除去，分离得到的清水中含油量较高，没有使用价值。

综上所述，采用单一的方法不能解决含油污水的分离问题，在实际过程中采用多层分离手段。利用各层分离分别除去浮油，分散油，乳化油和溶解油。整个分离过程复杂，占地面积大，操作强度高。

实用新型内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种多层油水分离器及其工作方法，即可以得到较高的分离效果，又可以达到较好的处理量，同时分离器的集成度较高，配合自动化控制系统后可以达到良好的分离效果。

本发明包括进水口和出水口，进水口和出水口之间设有若干层分离材料，分离材料上开有分离孔，所述的分离材料之间通过格网形成流道，格网两侧密封；所述的分离孔从进水口至出水口孔径逐层递减。

进一步改进，所述的格网两侧密封处埋设有管路，各管路分别与调节阀门连接。

进一步改进，所述的分离层为2～10层，分离层包括塑料、金属滤网、无纺布、微孔滤膜或超滤膜。

进一步改进，所述的格网为塑料格网或金属格网，格网两侧利用封胶密封。

进一步改进，所述的封胶包括环氧树脂、聚氨酯树脂。

本发明还提供了一种多层油水分离器的工作方法，其特征在于包括以下步骤：

1）关闭调节阀门，进水口通入含油污水，水压小于0.2MPa，水流通量为40-80 L/m2h，污水依次经过各层分离材料的分离孔逐层过滤后从出水口排出；

2）通入含油污水30分钟后，向入水口通入清水同时打开调节阀门冲洗蓄积在格网内部的残留污染物，清洗水流速为1-1.5m/s；

3）关闭调节阀门，从出水口通入加压清水进行反洗，将蓄积在分离材料孔径中的污染物冲洗到格网中，水流压力为0.1-0.15MPa；

4）打开调节阀门，对格网中的污染物进行再次冲洗清，清洗水流速为1-1.5m/s，清洗后重复步骤1）进行过滤。

本发明有益效果在于：

1、采用逐层过滤方式，分离器兼具良好的分离效果和较高的过滤通量。

2、设备具有清洗和反冲洗功能，使分离器的寿命大幅度延长。

3、分离器机构紧凑，集成度高，便于自动化操作和规模化放大。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

本发明结构如图1所示，包括进水口3和出水口4，进水口3和出水口4之间设有若干层分离材料1，分离材料1上开有分离孔2，所述的分离材料1之间通过格网5形成流道，格网5两侧密封，密封处埋设有管路6，各管路6分别与调节阀门7连接。；所述的分离孔从进水口3至出水口4孔径逐层递减。

所述的分离层为2～10层，分离层包括塑料、金属滤网、无纺布、微孔滤膜或超滤膜。

所述的格网为塑料格网或金属格网，格网两侧利用封胶密封，封胶包括环氧树脂、聚氨酯树脂。

本发明还提供了一种多层油水分离器的工作方法，包括以下步骤：

1）关闭调节阀门，进水口通入含油污水，水压小于0.2MPa，水流通量为40-80 L/m2h，污水依次经过各层分离材料的分离孔逐层过滤后从出水口排出；

2）通入含油污水30分钟后，向入水口通入清水同时打开调节阀门冲洗蓄积在格网内部的残留污染物，清洗水流速为1-1.5m/s；

3）关闭调节阀门，从出水口通入加压清水进行反洗，将蓄积在分离材料孔径中的污染物冲洗到格网中，水流压力为0.1-0.15MPa；

4）打开调节阀门，对格网中的污染物进行再次冲洗清，清洗水流速为1-1.5m/s，清洗后重复步骤1）进行过滤。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

以聚丙烯滤网为第一层分离材料，分离孔径为70-100μm，以聚酯无纺布为第二层分离材料，分离孔径为5-10μm，以聚丙烯微孔滤膜为第三极分离材料，分离孔径为0.1-0.5μm，以聚砜超滤膜为第四层分离材料，分离孔径为0.01-0.05μm。各层分离材料之间以5毫米厚度的聚酯格网隔开，利用环氧树脂对格网进行封装，在环氧树脂中埋入聚氯乙烯管路，各层管路连接到四通道阀门上，通过调节阀门来控制清洗次序。整个分离装置为平板板框式。

进水中的含油量为1000mg/L，在0.2MPa下进行除油操作，分离装置的通量为50L/m²h，处理后清水中的含油量小于0.5mg/L。

具体操作过程如下：进水为时间为30分钟，然后开始反洗过程，采用交叉清洗过程，先打开连接各层分离材料之间格网管路阀门，加水冲洗蓄积在格网内部的残留污染物，清洗水流速为1米/秒。然后关闭阀门，在最后一层分离材料的末尾加压进行反洗，将蓄积在分离材料孔径中的污染物冲洗到格网中，加压为0.1MPa。然后再打开连接格网的阀门，对格网中的污染物进行再次冲洗清，洗水流速为1米/秒。完成一个清洗过程，重新开始过滤过程。

清洗后分离器的水通量恢复率达到原始通量的95%以上，过滤精度不变。

实施例2

以聚丙烯滤网为第一层分离材料，分离孔径为60-80μm，以聚丙烯无纺布为第二层分离材料，分离孔径为5-10μm，以聚偏氟乙烯微孔滤膜为第三极分离材料，分离孔径为0.1-0.5μm，以聚醚砜超滤膜为第四层分离材料，分离孔径为0.02-0.1μm。各层分离材料之间以5毫米厚度的聚酯格网隔开，利用环氧树脂对格网进行封装，在环氧树脂中埋入聚氯乙烯管路，各层管路连接到四通道阀门上，通过调节阀门来控制清洗次序。整个分离装置为卷式分离器，其第一层分离材料对中心管，在膜壳端口出水。

进水中的含油量为1000mg/L，在0.2MPa下进行除油操作，分离装置的通量为80L/m²h，处理后清水中的含油量小于0.5mg/L。

具体操作过程如下：进水为时间为30分钟，然后开始反洗过程，采用交叉清洗过程，先打开连接各层分离材料之间格网管路阀门，加水冲洗蓄积在格网内部的残留污染物，清洗水流速为1.5米/秒。然后关闭阀门，在最后一层分离材料的末尾加压进行反洗，将蓄积在分离材料孔径中的污染物冲洗到格网中，加压为0.15MPa。然后再打开连接格网的阀门，对格网中的污染物进行再次冲洗清，洗水流速为1.5米/秒。完成一个清洗过程，重新开始过滤过程。

清洗后分离器的水通量恢复率达到原始通量的98%以上，过滤精度不变。

实施例3

以聚丙烯滤网为第一层分离材料，分离孔径为60-80μm，以聚丙烯无纺布为第二层分离材料，分离孔径为3-5μm，以聚偏氟乙烯微孔滤膜为第三极分离材料，分离孔径为0.1-0.5μm，以聚醚砜超滤膜为第四层分离材料，分离孔径为0.02-0.08μm。各层分离材料之间以5毫米厚度的聚酯格网隔开，利用环氧树脂对格网进行封装，在环氧树脂中埋入聚氯乙烯管路，各层管路连接到四通道阀门上，通过调节阀门来控制清洗次序。整个分离装置为卷式分离器，其第一层分离材料对膜壳，在中心管出水。

进水中的含油量为1000mg/L，在0.2MPa下进行除油操作，分离装置的通量为40L/m²h，处理后清水中的含油量小于0.2mg/L。

具体操作过程如下：进水为时间为30分钟，然后开始反洗过程，采用交叉清洗过程，先打开连接各层分离材料之间格网管路阀门，加水冲洗蓄积在格网内部的残留污染物，清洗水流速为1米/秒。然后关闭阀门，在最后一层分离材料的末尾加压进行反洗，将蓄积在分离材料孔径中的污染物冲洗到格网中，加压为0.15MPa。然后再打开连接格网的阀门，对格网中的污染物进行再次冲洗清，洗水流速为1米/秒。完成一个清洗过程，重新开始过滤过程。

清洗后分离器的水通量恢复率达到原始通量的95%以上，过滤精度不变。

比较例1

以聚丙烯滤网为分离材料，分离孔径为60-80μm，整个分离装置为平板式。

进水中的含油量为1000mg/L，在0.2MPa下进行除油操作，分离装置的通量为4000L/m²h，处理后清水中的含油量大于15mg/L。

经过过滤1小时后，通量降低到原始通量的55%左右，过滤精度变差，处理后清水中的含油量大于20mg/L。

比较例2

以聚醚砜超滤膜为分离材料，分离孔径为0.06μm，整个分离装置为平板式。

进水中的含油量为1000mg/L，在0.2MPa下进行除油操作，分离装置的通量为3L/m²h，处理后清水中的含油量大于0.5mg/L。

经过过滤1小时后，通量降低到原始通量的65%左右，过滤精度基本不变，处理后清水中的含油量大于0.5mg/L。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种多层油水分离器，包括进水口（3）和出水口（4），进水口（3）和出水口（4）之间设有若干层分离材料（1），分离材料（1）上开有分离孔（2），其特征在于：所述的分离材料（1）之间通过格网（5）形成流道，格网（5）两侧密封；所述的分离孔从进水口（3）至出水口（4）孔径逐层递减。

2.根据权利要求1所述的多层油水分离器，其特征在于：所述的格网（9）两侧密封处埋设有管路（6），各管路（6）分别与调节阀门（7）连接。

3.根据权利要求1所述的多层油水分离器，其特征在于：所述的分离层为2～10层，分离层包括塑料、金属滤网、无纺布、微孔滤膜或超滤膜。

4.根据权利要求1所述的多层油水分离器，其特征在于：所述的格网为塑料格网或金属格网，格网两侧利用封胶密封。

5.根据权利要求4所述的多层油水分离器，其特征在于：所述的封胶包括环氧树脂、聚氨酯树脂。

6.一种多层油水分离器的工作方法，其特征在于包括以下步骤：

1）关闭调节阀门，进水口通入含油污水，水压小于0.2MPa，水流通量为40-80 L/m2h，污水依次经过各层分离材料的分离孔逐层过滤后从出水口排出；

2）通入含油污水30分钟后，向入水口通入清水同时打开调节阀门冲洗蓄积在格网内部的残留污染物，清洗水流速为1-1.5m/s；

3）关闭调节阀门，从出水口通入加压清水进行反洗，将蓄积在分离材料孔径中的污染物冲洗到格网中，水流压力为0.1-0.15MPa；

4）打开调节阀门，对格网中的污染物进行再次冲洗清，清洗水流速为1-1.5m/s，清洗后重复步骤1）进行过滤。