CN105858929A - 一种海水油污处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海水油污处理设备，包括旋流分离器、原液槽、集液槽，旋流分离器包括分离锥、尾管,尾管上端开口与分离锥下端开口连通，分离锥上端开口被一锥顶圆板封住，分离锥上设有切向进液管，集液槽处在尾管下方，还包括一原液抽取泵，原液抽取泵上设有进原液管、出原液管，进原液管的进口端伸入原液槽中，出原液管的出口端与切向进液管连通，旋流分离器内设有芯管，芯管上端通过集油管路连接至一集油罐，芯管上设有若干管进油孔。本发明的有益效果是：可实现油水的高效分离，且无需借助额外化学剂，设备也能重复利用，总体成本较低；处理过程十分连续，不需要暂停和切换工位，工作效率高；连续分离且自动收集油，处理效果好。

Description

一种海水油污处理设备

技术领域

本发明属于含油污水处理技术领域，尤其涉及一种海水油污处理设备。

背景技术

在海洋石油开采工业、海洋船舶运输业等领域中，经常会需要对含油污水、含油海水等进行后处理，避免油污残留、污染环境。目前，国内外对对含油污水治理的方法主要有以下三类：化学处理法、物理处理法和生化处理法。其中物理处理法无需额外的添加物质，且设备可以反复使用，总体成本较低，是使用较多的方法。而对于大批量的含油污水处理，也会较多地采用离心分离法。不过，目前在对含油污水进行处理时，在分离效率、分离成本、分离效果的综合考量上，仍有所不足。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足，提供了一种结构合理，具有良好的处理能力，能对大量含油污水、含油海水进行较为快速的处理，整体成本较低且处理效果好的处理装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种海水油污处理设备，包括旋流分离器、原液槽、集液槽，所述旋流分离器包括分离锥、与分离锥同轴相连且竖直的尾管，分离锥上、下端均开口，尾管上、下端均开口，分离锥上端开口大于分离锥下端开口，尾管上端 开口与分离锥下端开口连通，分离锥上端开口被一锥顶圆板封住，分离锥上设有与分离锥内部连通的切向进液管，集液槽处在尾管下方，还包括一原液抽取泵，原液抽取泵上设有进原液管、出原液管，进原液管的进口端伸入原液槽中，出原液管的出口端与切向进液管连通，旋流分离器内设有与尾管同轴的芯管，芯管上端穿过锥顶圆板且伸出旋流分离器外，芯管上端通过集油管路连接至一集油罐，芯管上设有若干与芯管内部连通的管进油孔，所述进原液管上设有喇叭口进液管，喇叭口进液管的上端与进原液管的进口端连通，喇叭口进液管的下端设有筛杂滤网，喇叭口进液管的管内口径由上至下逐渐增大。

作为优选，所述分离锥内设有上、下端均开口的助旋筒，所述助旋筒与分离锥同轴，助旋筒上端与锥顶圆板之间密封连接，助旋筒高度大于分离锥高度的三分之二。

作为优选，所述助旋筒的筒侧壁顶部设有若干回流孔。

作为优选，所述切向进液管轴线与分离锥的一个切向平行。

作为优选，所述芯管内设有可相对芯管内上下滑动的自调节管，自调节管上、下端均开口，自调节管外侧壁与芯管内侧壁之间滑动密封配合，自调节管下端伸出芯管外，自调节管下端设有封住自调节管下端开口的管下封板，管下封板上设有浮体，浮体上设有浮基座，尾管中设有与尾管连接的导向竖杆，导向竖杆横截面呈矩形，导向竖杆与浮基座滑动连接，自调节管侧壁上设有若干与自调节管内部连通的管通油孔，管通油孔与管进油孔一一对应，在对应的管通油孔与管进油孔中：管通油孔孔径与管进油孔孔径相同，管通油孔与管进油孔轴线重合。

作为优选，所述导向竖杆通过架体与尾管连接，所述架体包括至少一根横连接杆，横连接杆一端与尾管内侧壁固定，导向竖杆下端与横连接杆连接。

作为优选，所述集油管路包括集油主管、过渡接管，集油主管一端与集油罐连通，集油主管另一端与过渡接管一端连通，过渡接管另一端与芯管上端连通。

作为优选，所述集油主管上设有集油泵、集油单向阀，集油泵的抽液方向为由芯管至集油泵，集油泵的排液方向为由集油泵至集油罐，集油单向阀的可通过方向为由集油泵至集油罐，出原液管与切向进液管之间设有进液通断阀。

作为优选，还包括电絮凝后处理结构、后处理泵，电絮凝后处理结构包括处理容器、后处理进液管、后处理出液管、正电极板、负电极板，后处理进液管上设有若干与后处理进液管连通的进液头，后处理出液管上设有若干与后处理出液管连通的出液头，处理容器中设有一排弧形隔板，相邻两块弧形隔板在处理容器中围成一处理单腔，处理单腔与进液头一一对应，处理单腔与出液头一一对应，进液头、出液头均处在对应的处理单腔内，后处理泵上设有进处理液管、出处理液管，进处理液管的进口端伸入集液槽中，出处理液管的出口端与后处理进液管连通。

本发明的有益效果是：可实现油水的高效分离，操作简单，且无需借助额外化学剂，设备也能重复利用，总体成本较低；处理过程十分连续，不需要暂停和切换工位，工作效率高；连续分离且自动收集油，处理效果好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是图1中A处的放大图；

图3是图1中B处的放大图；

图4图1中C处的放大图。

图中：原液槽1、原液抽取泵11、进原液管12、喇叭口进液管121、筛杂滤网122、出原液管13、进液通断阀131、集液槽2、分离锥3、锥顶圆板31、切向进液管32、助旋筒33、回流孔331、尾管4、横连接杆41、摩擦块42、芯管5、集油罐51、管进油孔52、自调节管53、管下封板531、浮体532、浮基座533、导向竖杆534、管通油孔535、集油主管54、过渡接管55、集油泵56、集油单向阀57、后处理泵61、处理容器62、后处理进液管63、进液头631、后处理出液管64、出液头641、弧形电极板65、进处理液管66、出处理液管67、出处理液通断阀671。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1：如图1至图4所示的实施例中，一种海水油污处理设备，包括旋流分离器、原液槽1、集液槽2，所述旋流分离器包括外形呈圆台状的分离锥3、与分离锥同轴相连且竖直的尾管4，分离锥上、下端均开口，尾管上、下端均开口，分离锥上端开口大于分离锥下端开口，尾管上端开口与分离锥下端开口连通，分离锥上端开口被一锥顶圆板31封住，分离锥上设有与分离锥内部连通的切向进液管32，集液槽处在尾管下方，还包括一原液抽取泵11，原液抽取泵上设有与原液抽取泵进口连通的进原液管12、与原液抽取泵出口 连通的出原液管13，进原液管的进口端伸入原液槽中，出原液管的出口端与切向进液管连通，旋流分离器内设有与尾管同轴的芯管5，芯管上端穿过锥顶圆板且伸出旋流分离器外，芯管上端通过集油管路连接至一集油罐51，芯管上设有若干与芯管内部连通的管进油孔52，所述进原液管上设有喇叭口进液管121，喇叭口进液管的上端与进原液管的进口端连通，喇叭口进液管的下端设有筛杂滤网122，喇叭口进液管的管内口径由上至下逐渐增大。所述切向进液管轴线与分离锥的一个切向平行。含油污水(海水)被储置在原液槽中，原液抽取泵从原液槽中抽取原液(含油污水)，含油污水经进原液管、原液抽取泵、出原液管达到切向进液管，并从切向进液管以切向(或近似切向)送入分离锥内，由于分离锥上大下小，又由于重力的作用，含油污水在分离锥内开始螺旋流动，整体趋势为螺旋向下流动。由于油水之间具有密度差，含油污水高速旋流时，水会相对贴着分离锥内壁，而油珠(油)会相对移向中心(靠近分离锥轴线)。而随着流体的整体向下螺旋移动、截面不断缩小，油继续移向中心汇成油芯(芯管处在油芯内)，油芯外层则为“水壁”(大量水少量油)。流体随后进入到收口部分(尾管)，而流体会对上段产生回压，使低压油芯向上溢流，从管进油孔进入到芯管内部，并通过集油管路进入集油罐内进行收集，至于外层“水壁”，则向下经尾管下端开口排到集液槽中，从而可实现油水的高效分离，且无需借助额外化学剂，设备也能重复利用，处理过程十分连续，总体成本较低。含油海水在进入进原液管前，先通过筛杂滤网和喇叭口进液管，筛杂滤网可以滤去大体积杂质，提升整体处理效果，又由于在筛杂时，杂质可能会暂时堵住一部分滤网孔，影响进液效率，所以采用上小下大的喇叭口进液管的初始进液形式，保障初始进液口径足够大。

所述分离锥内设有上、下端均开口的助旋筒33，所述助旋筒与分离锥同轴，助旋筒上端与锥顶圆板之间密封连接，助旋筒高度大于分离锥高度的三分之二。所述助旋筒的筒侧壁顶部设有若干回流孔331。助旋筒的存在，相当于构成了一段环形通道(助旋筒与分离锥之间)，有助于旋流的形成，也可以抑制上升流(如前所述，由于回压所形成油芯和一部分贴着油芯的“水壁”)向外溢散所形成的大量干扰流，可提升处理过程的稳定性。但是，上升流向外扩散所形成的局部涡流和扰流依然存在，而回流孔的设置，能够让上升流上升到顶后，一部分从回流孔流出，对进液形成抵抗回压，从整体上控制进液的平衡，也进一步提升了分离锥内流体流动的规律性和稳定性，可有效提升整体的油水分离效果。

所述芯管内设有可相对芯管内上下滑动的自调节管53，自调节管上、下端均开口，自调节管外侧壁与芯管内侧壁之间滑动密封配合，自调节管下端伸出芯管外，自调节管下端设有封住自调节管下端开口的管下封板531，管下封板上设有浮体532，浮体上设有浮基座533，尾管中设有与尾管连接的导向竖杆534，导向竖杆横截面呈矩形，导向竖杆与浮基座滑动连接，浮基座的可滑动方向为上下方向，自调节管侧壁上设有若干与自调节管内部连通的管通油孔535，管通油孔与管进油孔一一对应，在对应的管通油孔与管进油孔中：管通油孔孔径与管进油孔孔径相同，管通油孔与管进油孔轴线重合。所述导向竖杆通过架体与尾管连接，所述架体包括至少一根横连接杆41，横连接杆一端与尾管内侧壁固定，导向竖杆下端与横连接杆连接。尾管内设有若干与尾管固定的摩擦块42，摩擦块接触自调节管外侧壁，在初时，由于流体含油量较大，此时浮体一部分接触水，其余一部分接触油，此时浮体所受 的浮力还不足以超过重力(自调节管、整个浮体结构等的重力)和摩擦力(主要是摩擦块与自调节管之间的摩擦力，其余小部分为自调节管与芯管之间的摩擦力等)之和，所以自调节管不会上下滑动，所以过油总口径(管通油孔或者说管进油孔的孔径，也即油进入自调节管的总口径)不变，正常出油。而当流体含油量降低时(或者说本来含油量就不高时)，油芯会变得很细、油芯长度也会减少(油芯下段部分被水替代)，“水壁”会变得很厚，由于此时水过分靠近管进油孔，若自调节管的进油速度较快，容易导致水进入芯管(自调节管)，影响收集到的油的含油比。而在本方案中，当流体含油量降低到一定程度后，由于油芯变短，所以浮体接触水的部分变多，接触油的部分变少，浮体受到的浮力增大，在某一时刻，浮力超过了重力(自调节管、整个浮体结构等的重力)和摩擦力(主要是摩擦块与自调节管之间的摩擦力，其余小部分为自调节管与芯管之间的摩擦力等)之和，浮体开始带动自调节管上移，从而管通油孔和管进油孔开始错位，过油总口径变小，如此一来，可以降低自调节管内的进油速度，从而可以保障依然只有油进入自调节管，避免此时因进液速度太快而导致的一部分水进入自调节管。相应的，流体含油量越低，浮体带动自调节管上升越多，过油总口径越小，从而实现了过油总口径的自动调节。而且，当流体含油率降低到一定程度后，由于浮体带动自调节管上升达到了极限位置(浮体外部完全被水包围，浮体受到的浮力全部来自于水)，此时管通油孔和管进油孔完全错开，集油管路停止集油，彻底阻断了当流体含油率很低时，水进入集油管路的可能性。

所述集油管路包括集油主管54、过渡接管55，集油主管一端与集油罐连通，集油主管另一端与过渡接管一端连通，过渡接管另一端与芯管上端连通。 所述集油主管上设有集油泵56、集油单向阀57，集油泵的抽液方向为由芯管至集油泵，集油泵的排液方向为由集油泵至集油罐，集油单向阀的可通过方向为由集油泵至集油罐，出原液管与切向进液管之间设有进液通断阀131。通过各泵、阀能够提升处理过程的可控制性和精确性。

还包括电絮凝后处理结构、后处理泵61，电絮凝后处理结构包括处理容器62、后处理进液管63、后处理出液管64，后处理进液管上设有若干与后处理进液管连通的进液头631，后处理出液管上设有若干与后处理出液管连通的出液头641，处理容器中设有一排弧形电极板65，相邻两块弧形电极板在处理容器中围成一处理单腔，处理单腔与进液头一一对应，处理单腔与出液头一一对应，进液头、出液头均处在对应的处理单腔内，后处理泵上设有与后处理泵进口连通的进处理液管66、与后处理泵出口连通的出处理液管67，进处理液管的进口端伸入集液槽中，出处理液管的出口端与后处理进液管连通，出处理液管上设有出处理液通断阀671。前述分离处理完毕后，排出的处理液含油率已经很低了，此时再通过物理方法除油的话，效果很不明显，所以采用电絮凝法，可以提升最终的处理效果。电极板可以采用铁含量为10％的铝铁合金板。因为单纯的铝电极板产生Al(OH)₃絮凝剂对含油污水中大部分的乳化油和悬浮油具有较好去除效果，对含油污水中小部分的溶解油(COD)去除效果较差。而铝铁合金电极板会产生具有一定氧化性Fe³⁺，故可氧化小分子结构的溶解油。电极板可采用半圆形竖流弯曲结构形式，相对于平流的电极板结构提高絮凝效率，而弯曲的电极板还可以增大含油污水在反应器中流动距离，增加了含油污水反应时间，故能充分去除含油污水中的油分和污染物。电极板可以每隔一端时间交换一次正负极，避免电极板附近 浓差极化造成水电解而产生的电能损耗。

Claims (9)

1.一种海水油污处理设备，其特征是，包括旋流分离器、原液槽、集液槽，所述旋流分离器包括分离锥、与分离锥同轴相连且竖直的尾管，分离锥上、下端均开口，尾管上、下端均开口，分离锥上端开口大于分离锥下端开口，尾管上端开口与分离锥下端开口连通，分离锥上端开口被一锥顶圆板封住，分离锥上设有与分离锥内部连通的切向进液管，集液槽处在尾管下方，还包括一原液抽取泵，原液抽取泵上设有进原液管、出原液管，进原液管的进口端伸入原液槽中，出原液管的出口端与切向进液管连通，旋流分离器内设有与尾管同轴的芯管，芯管上端穿过锥顶圆板且伸出旋流分离器外，芯管上端通过集油管路连接至一集油罐，芯管上设有若干与芯管内部连通的管进油孔，所述进原液管上设有喇叭口进液管，喇叭口进液管的上端与进原液管的进口端连通，喇叭口进液管的下端设有筛杂滤网，喇叭口进液管的管内口径由上至下逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的一种海水油污处理设备，其特征是，所述分离锥内设有上、下端均开口的助旋筒，所述助旋筒与分离锥同轴，助旋筒上端与锥顶圆板之间密封连接，助旋筒高度大于分离锥高度的三分之二。

3.根据权利要求1所述的一种海水油污处理设备，其特征是，所述助旋筒的筒侧壁顶部设有若干回流孔。

4.根据权利要求1所述的一种海水油污处理设备，其特征是，所述切向进液管轴线与分离锥的一个切向平行。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种海水油污处理设备，其特征是，所述芯管内设有可相对芯管内上下滑动的自调节管，自调节管上、下端均开口，自调节管外侧壁与芯管内侧壁之间滑动密封配合，自调节管下端伸出芯管外，自调节管下端设有封住自调节管下端开口的管下封板，管下封板上设有浮体，浮体上设有浮基座，尾管中设有与尾管连接的导向竖杆，导向竖杆横截面呈矩形，导向竖杆与浮基座滑动连接，自调节管侧壁上设有若干与自调节管内部连通的管通油孔，管通油孔与管进油孔一一对应，在对应的管通油孔与管进油孔中：管通油孔孔径与管进油孔孔径相同，管通油孔与管进油孔轴线重合。

6.根据权利要求5所述的一种海水油污处理设备，其特征是，所述导向竖杆通过架体与尾管连接，所述架体包括至少一根横连接杆，横连接杆一端与尾管内侧壁固定，导向竖杆下端与横连接杆连接。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种海水油污处理设备，其特征是，所述集油管路包括集油主管、过渡接管，集油主管一端与集油罐连通，集油主管另一端与过渡接管一端连通，过渡接管另一端与芯管上端连通。

8.根据权利要求7所述的一种海水油污处理设备，其特征是，所述集油主管上设有集油泵、集油单向阀，集油泵的抽液方向为由芯管至集油泵，集油泵的排液方向为由集油泵至集油罐，集油单向阀的可通过方向为由集油泵至集油罐，出原液管与切向进液管之间设有进液通断阀。

9.根据权利要求1所述的一种海水油污处理设备，其特征是，还包括电絮凝后处理结构、后处理泵，电絮凝后处理结构包括处理容器、后处理进液管、后处理出液管，后处理进液管上设有若干与后处理进液管连通的进液头，后处理出液管上设有若干与后处理出液管连通的出液头，处理容器中设有一排弧形电极板，相邻两块弧形电极板在处理容器中围成一处理单腔，处理单腔与进液头一一对应，处理单腔与出液头一一对应，进液头、出液头均处在对应的处理单腔内，后处理泵上设有进处理液管、出处理液管，进处理液管的进口端伸入集液槽中，出处理液管的出口端与后处理进液管连通。