CN106006835A - 一种用于含油废水的除油装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于含油废水的除油装置，包括通过管道依次连接的过滤器、破乳分离罐、储油罐、除脂后液低位槽、第一输送泵、活性炭吸附过滤器、活性炭吸附后液低位槽、第二输送泵和纤维吸附过滤器。本发明将破乳和油水分离集于一体，整体设备体积小、安全可靠、结构简单紧凑、可实现各种含油废水，特别是含乳化油废水的有效处理，提高油水分离效率；整个油水分离处理过程快速有效，提高了设备的使用寿命，同时降低了用户的运行成本，延长了设备维护周期。

Description

一种用于含油废水的除油装置
技术领域
本发明属于环保和水处理技术领域，具体涉及一种油水分离处理装置，特别是涉及一种用于含乳化油废水的除油装置。
背景技术
长期以来，我国的水体污染程度呈越来越严重的趋势，水污染的主要来源是工业废水，就排放量而言，含油废水居各类工业废水之首，其来源分布于各行各业，从石油开采、化工、冶金企业的板材轧制，到机械制造业和加工业中的切削液和清洗液；从油品的运输和储存、毛纺、皮革等到食品、食油、医药以至家居生活无所不有。含油废水污染作为一种常见的污染，对环境保护和生态平衡危害极大。含油废水虽然会对环境产生严重危害，但其中含有大量珍贵的油资源，将这些资源进行有效回收利用，对于缓解我国日益突出的资源短缺问题和环境污染问题，促进经济的可持续发展，都将具有重要意义。
含油废水中的油品通常含有三种状态，分别是溶解油、乳化油和浮油。其中，乳化油由于比较稳定，最难对其进行有效处理。乳化油是一些表面油性物质，如皂类、高分子合成物质等，它一般以细小的油滴粒悬浮在废水中，油珠粒径小于10μm，一般为0.1～0.2μm，往往因溶液中含有一定数量的表面活性剂，使得油分子和水分子结合的特别牢固，使油珠成为稳定的乳化液，极难形成大油滴，使得去除和回收都不容易。
目前，人们开发出各种不同的对含油乳化液废水的治理方法，如沉淀法、气浮法、吸附法、活性污泥法、生物膜法、化学破乳法、重力分离法等。其中以化学或电离破乳方法应用最为广泛，其破乳的效果也较为理想。但目前的化学或电离破乳装置及方法有下列缺陷：采用化学破乳，需要根据不同的乳化液体系采用不同的破乳剂，而且破乳剂的用量较大，整体投入成本较高；电离破乳则只能用于油包水型乳化液废水，对其他类型的乳化液废水则效果很差。综合来看，上述两种破乳效果较好的破乳方法都还有各自的缺陷，还有待改进。随着相关环保法规的日趋严格，推动了含油废水治理的新技术、新材料或新设备快速发展。
现有技术专利CN202387257U公开了一种油水分离装置，由破乳罐和油水分离塔组成，通过将破乳与油水分离分开进行，拉长了分离时间，防止反溶，由于含油废水经过破乳后，进入油水分离塔后，油品与水之间相互接触、碰撞，难以保证出水中的油含量在较低的水平，另外，由于含油废水，通常含有机械杂质或悬浮物，容易造成填料型油水分离器的堵塞，影响正常使用；专利CN201737742U公开了一种油水分离装置，其缺陷在于油水进入填料层内，水压不能均匀分散，导致填料层内的填料不能够均匀分散，产生了流体力学的偏流短流问题；专利CN201415070Y公开了一种下进上出的除油过滤器，该装置在溶液悬浮物比较少的场合，应用比较成功，但对悬浮物比较多的溶液、采油废水、冶炼萃余液和其它一些工业废水处理时，容易出现滤料被含油悬浮物粘接结团，使得清洗非常困难。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于对工业生产的含乳化油废水进行高效破乳分离的除油装置。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现的：
一种用于含油废水的除油装置，包括过滤器1、破乳分离罐2、储油罐3、除脂后液低位槽4、第一输送泵5、活性炭吸附过滤器6、活性炭吸附后液低位槽7、第二输送泵8和纤维吸附过滤器9，所述破乳分离罐2具有设于罐底部的含油废水入口10、设于罐顶部的出油口13和设于罐上部的处理出水口12，所述过滤器1通过管道与破乳分离罐2的含油废水入口10连接，所述破乳分离罐2的出油口13与储油罐3通过管道连通，处理出水口12通过管道与除脂后液低位槽4连通，其特征在于，所述破乳分离罐2还包括反冲洗水出口11、反冲洗水入口14、下穿孔板15、中穿孔板16、上穿孔板17、锥形顶18和开口19，所述下穿孔板15、中穿孔板16和上穿孔板17依次自下而上设置于所述破乳分离罐2内，所述锥形顶18设置于所述上穿孔板17的上方，所述开口19设置于所述锥型顶18的顶部，所述锥形顶18与所述上穿孔板17之间设置有锥型碰撞区；所述反冲洗水出口11设置于所述破乳分离罐2的底部，所述反冲洗水入口14设置于所述破乳分离罐2的中部；所述下穿孔板15和所述中穿孔板16之间设置为破乳填料层20，所述破乳填料层20中设置有第一填料，所述第一填料为阳离子亲油树脂或聚苯乙烯改性粒子或聚丙烯酸酯改性粒子或聚酚醛改性粒子；所述中穿孔板16和上穿孔板17之间设置为油水分离层21，所述油水分离层21中设置有第二填料，所述第二填料为具有亲油、亲水基团的高分子材料粒子；所述除脂后液低位槽4通过管道与第一输送泵5连通，所述第一输送泵5通过管道与活性炭吸附过滤器6连通，所述活性炭吸附过滤器6通过管道与活性炭吸附后液低位槽7连通，所述活性炭吸附后液低位槽7通过管道与第二输送泵8连通，所述第二输送泵8通过管道与纤维吸附过滤器9连通。
优选的，所述下穿孔板15、中穿孔板16和上穿孔板17上分别设有若干个用于均衡水压的滤帽22。
优选的，所述破乳分离罐2侧部还设有人孔24和卸料孔25，所述人孔24和卸料孔25均设置于所述破乳填料层20和所述油水分离层21的侧壁上。
优选的，所述破乳分离罐2还包括压力表23，所述压力表23设置于所述下穿孔板15的下方和所述上穿孔板17的上方。
优选的，所述纤维吸附过滤器9包括过滤器罐体27、过滤筒28和导流板29，所述过滤器罐体27的顶部和底部分别设有进液口30和出液口31，导流板29的板面设有若干导流孔32，导流板29的边缘部与过滤器罐体27的进液口30一侧的罐体内壁固定连接，过滤筒28为筒体结构，其上部开口端与导流板29板面固定连接，过滤筒28内自上而下依次逐层垂直叠放开有通孔34的波纹板33和内装纤维材料的纤维袋35，过滤筒28的下部开口端的筒体四周设有螺孔，将波纹板33和纤维袋35在过滤筒28内压紧后，在螺孔中装入螺杆36卡住最外层的纤维袋35以进行限位。
优选的，所述纤维吸附过滤器9中的纤维袋35采用聚丙烯纤维制成。
该除油装置主要由破乳分离罐、活性炭吸附过滤器和纤维吸附过滤器三部分组成。在破乳分离罐内装有的填料树脂是加载了亲水、亲油基团的纳米改性聚合物。由于在破乳分离罐内装有的树脂的载基上加有亲水、亲油的基团，当水体中的水包油颗粒与纳米改性的树脂载基接触时，类脂化合物外表的水膜被载基上的亲水基团破坏，脂类化合物暴露出来，并相互碰撞，形成大分子的油性颗粒、分散油或者浮油，上浮至水面，从而达到与水分离的目的；当水体中的油包水颗粒与树脂载基接触时，颗粒外表面的油膜被载基上的亲油基团破坏，水便暴露出来，不含水的脂类物质相互碰撞也形成大粒径的分散油或者浮油，这些新形成的分散油或者浮油在密度差和水力的共同作用下，上浮脱离填料树脂层，在锥型顶区域小油珠之间的碰撞、汇聚并形成更大油珠流出破乳分离罐。处理出水再经过活性炭吸附过滤器和纤维吸附过滤器的吸附处理进一步净化分离出的水。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)将破乳和油水分离集于一体，整体设备体积小、安全可靠、结构简单紧凑、可实现各种含油废水，特别是含乳化油废水的有效处理，提高油水分离效率；
(2)过滤阻力小、节能，运行费用极低；
(3)通过在破乳分离罐底部设置进水口，由于油的比重小于水，此种下进上出的设计使含油废水自下而上经过破乳层、油水分离层和锥型碰撞区后，油品从装置顶部排出，而处理出水从装置中部排出，避免了油品的反溶，保证出水品质；
(4)通过设置锥型顶区域，增强小油珠之间的碰撞、聚并形成更大油珠，进一步提高油水分离效率。
(5)通过在破乳分离罐的上穿孔板、中穿孔板和下穿孔板上设置滤帽，在进水经过下穿孔板上的滤帽之后，水压均匀分散，上穿孔板上的滤帽同时均匀出水压力，使得填料在两板之间能够均匀分散，避免了流体力学产生的偏流短流问题；
(6)操作维护简单，正常运行时仅需每周清理过滤器一次，较大的减轻了现场操作人员的劳动强度；
(7)该装置破乳快速有效，极大地减轻了设备后续过滤部件的负担，提高了后续设备的使用寿命，同时降低了用户的运行成本，延长了设备维护周期；
(8)采用的纤维吸附过滤器能够完全滤除处理水中的微量油脂，做到处理排水的完全洁净；
(9)通过设置反洗水入口与出口和压力表进行监控，可及时解决床层被机械杂质堵塞的问题；
(10)采用的破乳剂具有排放水无二次污染，破乳时间短，药效时间长(可用3000小时)，破乳聚乳效果好，破乳剂残渣易处理，破乳剂原料来源广，易加工的优点。
附图说明
图1为本发明的除油装置的结构组成示意图；
图2是本发明的破乳分离罐的结构示意图；
图3是本发明的纤维吸附过滤器的结构示意图；
图中：1-过滤器、2-破乳分离罐、3-储油罐、4-除脂后液低位槽、5-第一输送泵、6-活性炭吸附过滤器、7-活性炭吸附后液低位槽、8-第二输送泵、9-纤维吸附过滤器、10-含油废水入口、11-反冲洗水出口、12-处理出水口、13-出油口、14-反冲洗水入口、15-下穿孔板、16-中穿孔板、17-上穿孔板、18-锥形顶、19-开口、20-破乳填料层、21-油水分离层、22-滤帽、23-压力表、24-人孔、25-卸料孔、27、过滤器罐体、28-过滤筒、29-导流板、30-进液口、31-出液口、32-导流孔、33-波纹板、34-通孔、35-纤维袋、36-螺杆。
具体实施方式
为了对本发明的结构、特征及其功效，能有更进一步地了解和认识，现结合附图进行详细说明如下：
如图1-3所示，本发明的用于含油废水的油水分离处理装置包括通过管道依次连接的过滤器1、破乳分离罐2、储油罐3、除脂后液低位槽4、第一输送泵5、活性炭吸附过滤器6、活性炭吸附后液低位槽7、第二输送泵8和纤维吸附过滤器9。含油废水原液来自于该油水分离处理装置外连接管，经压滤后进入储液槽，由提升泵泵入过滤器1中，过滤器1将含油废水原液中的悬浮颗粒物进行过滤，以确保后续单元的处理能够安全稳定运行。
经过滤器1过滤后的含油废水原液洁净无杂，输送进入破乳分离罐2中进行破乳。
如图1和图2所示，所述破乳分离罐2具有设于罐底部的含油废水入口10、设于罐顶部的出油口13和设于罐上部的处理出水口12，所述过滤器1通过管道与破乳分离罐2的含油废水入口10连接，所述破乳分离罐2的出油口13与储油罐3通过管道连通，处理出水口12通过管道与除脂后液低位槽4连通，所述破乳分离罐2还包括反冲洗水出口11、反冲洗水入口14、下穿孔板15、中穿孔板16、上穿孔板17、锥形顶18和开口19，所述下穿孔板15、中穿孔板16和上穿孔板17依次自下而上设置于所述破乳分离罐2内，所述锥形顶18设置于所述上穿孔板17的上方，所述开口19设置于所述锥型顶18的顶部，所述锥形顶18与所述上穿孔板17之间设置有锥型碰撞区；所述反冲洗水出口11设置于所述破乳分离罐2的底部，所述反冲洗水入口14设置于所述破乳分离罐2的中部；所述下穿孔板15和所述中穿孔板16之间设置为破乳填料层20；所述中穿孔板16和上穿孔板17之间设置为油水分离层21；可选择地，所述破乳填料层20中设置有第一填料(附图中未示出)，所述第一填料为阳离子亲油树脂或聚苯乙烯改性粒子或聚丙烯酸酯改性粒子或聚酚醛改性粒子；所述油水分离层21中设置有第二填料(附图中未示出)，所述第二填料为具有亲油、亲水基团的高分子材料粒子。
所述下穿孔板15、中穿孔板16和上穿孔板17上分别设有若干个用于均衡水压的滤帽22。进一步，所述破乳分离罐2侧部还设有人孔24和卸料孔25，所述人孔24和卸料孔25均设置于所述破乳填料层20和所述油水分离层21的侧壁上。
所述破乳分离罐2还包括压力表23，所述压力表23设置于所述下穿孔板15的下方和所述上穿孔板17的上方。
含油废水原液经设于罐底部的含油废水入口10进入到破乳分离罐2中，在该破乳分离罐2中与破乳填料层20和油水分离层21中的填料反应，与填料上加载的亲油、亲水基团进行接触，破除原液中各种乳化状态的油粒，并富集于亲油基团表面。当亲油基团表面富集的油粒增大，在水流推动下，其上浮力加水流的推力大于油粒与树脂之间的范德华力时，油粒脱离树脂并与水流一起快速流向破乳分离罐2的顶端。
使用时，含油废水原液从底部进入破乳分离罐2的罐体，由于油的比重小于水，下进上出的设计保证了油不会反溶。通过在下穿孔板15、中穿孔板16、和上穿孔板17上设置滤帽22，在进水经过下穿孔板15上的滤帽22之后，水压均匀分散，上穿孔板17上的滤帽22同时均匀出水压力，使得填料在两板之间能够均匀分散，避免了流体力学产生的偏流短流问题。滤帽22的另一个作用是在有填料的情况下，托住填料，防止填料的外泄。
经过破乳分离罐2分离后的油液经过出油口13流进入储油罐3，待其达到一定液位后，储油罐3里的油液可以输送至前工序，实现油的回收利用。
经过破乳分离罐2分离出的水相(微量含油)通过处理出水口12排放后进入除脂后液低位槽4，然后经输送泵5输送至二级除油；二级除油为活性炭吸附过滤器6与纤维吸附过滤器9的组合。
如图1所示，所述除脂后液低位槽4通过管道与第一输送泵5连通，所述第一输送泵5通过管道与活性炭吸附过滤器6连通，所述活性炭吸附过滤器6通过管道与活性炭吸附后液低位槽7连通，所述活性炭吸附后液低位槽7通过管道与第二输送泵8连通，所述第二输送泵8通过管道与纤维吸附过滤器9连通。
经过破乳分离罐2分离出的水相(微量含油)通过处理出水口12排放后进入除脂后液低位槽4，然后经输送泵5输送至活性炭吸附过滤器6进一步净化除油，随后排入活性炭吸附后液低位槽7。再经第二输送泵8输送至纤维吸附过滤器9进行再一次的净化除油，以使分离出的水能够完全符合回收利用的标准。
活性炭吸附过滤器6的工作是通过活性炭床来完成的。水流自上而下经过活性炭吸附过滤器6内的活性炭床，水中的悬浮物、油类物质、有机污染物等被活性炭有效地拦截，过滤后的清水透过活性炭床，经底部集水装置排出。
活性炭吸附过滤器6设备型号：HTGB-20；单台出力：20m3/h；材质：碳钢防腐；设计压力：≤0.6Mpa；反洗周期：12小时反洗一次(可按实际调整)；反洗历时：10min；出水浊度：＜10FTU；出水含油：＜5mg/L；反洗强度：6L/m2.s；活性炭粒径：厚度：1000mm；处理量：设计处理流量：20m3/h。
在实际使用过程中，随着活性炭床含污量的增加，活性炭的孔隙逐步减少，过滤的水头损失逐渐增加，当进水压力达到一定程度时就必须对活性炭床进行反洗，以恢复其功能。应依据水质的变化等调整反洗周期，确保出水水质。
反洗的目的在于使活性炭反向松动，并将滤层上所截留的污质冲走，达到清洁滤层的作用，控制反洗水量为6L/m2.s左右，以活性炭不被冲跑为宜。
如图3所示，所述纤维吸附过滤器9包括过滤器罐体27、过滤筒28和导流板29，所述过滤器罐体27的顶部和底部分别设有进液口30和出液口31，导流板29的板面设有若干导流孔32，导流板29的边缘部与过滤器罐体27的进液口30一侧的罐体内壁固定连接，过滤筒28为筒体结构，其上部开口端与导流板29板面固定连接，过滤筒28内自上而下依次逐层垂直叠放开有通孔34的波纹板33和内装纤维材料的纤维袋35，过滤筒28的下部开口端的筒体四周设有螺孔，将波纹板33和纤维袋35在过滤筒28内压紧后，在螺孔中装入螺杆36卡住最外层的纤维袋35以进行限位。
水经进液口30流入过滤器罐体27的上部，在水压和重力的作用下，经导流板29上的导流孔32分流后进入过滤筒28，水在波纹板33开的通孔34的导流作用下渗入纤维袋35，由于纤维袋35内装有带有突刺的纤维材料，水中的微量乳化油被其内部密集纤维突刺所阻并吸收，油体和水体自然分离，经过多次穿刺分离后的水中的微量乳化油被纤维材料吸收，油水得到自然分离，最后得到完全净化的水从纤维吸附过滤器9下部的出液口31排出，以进行回收利用。
该油水分离处理装置，将破乳分离处理后的水，再经过活性炭吸附过滤器6和纤维吸附过滤器9彻底吸附水中的油分。整个工艺在除油过程中不加入任何药剂，最大限度的减少了原材料的流失。管理维护方便，设备配有微机全自动“仿真”管理系统，具有体积小，寿命长、灵敏度高和自动报警等特点。整套设备运行只需配一人兼管即可。
该除油装置主要由破乳分离罐、活性炭吸附过滤器和纤维吸附过滤器三部分组成。在破乳分离罐内装有的填料树脂是加载了亲水、亲油基团的纳米改性聚合物。由于在破乳分离罐内装有的树脂的载基上加有亲水、亲油的基团，当水体中的水包油颗粒与纳米改性的树脂载基接触时，类脂化合物外表的水膜被载基上的亲水基团破坏，脂类化合物暴露出来，并相互碰撞，形成大分子的油性颗粒、分散油或者浮油，上浮至水面，从而达到与水分离的目的；当水体中的油包水颗粒与树脂载基接触时，颗粒外表面的油膜被载基上的亲油基团破坏，水便暴露出来，不含水的脂类物质相互碰撞也形成大粒径的分散油或者浮油，这些新形成的分散油或者浮油在密度差和水力的共同作用下，上浮脱离填料树脂层，在锥型顶区域小油珠之间的碰撞、汇聚并形成更大油珠流出破乳分离罐。处理出水再经过活性炭吸附过滤器和纤维吸附过滤器的吸附处理进一步净化分离出的水。
显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种用于含油废水的除油装置，包括过滤器(1)、破乳分离罐(2)、储油罐(3)、除脂后液低位槽(4)、第一输送泵(5)、活性炭吸附过滤器(6)、活性炭吸附后液低位槽(7)、第二输送泵(8)和纤维吸附过滤器(9)，所述破乳分离罐(2)具有设于罐底部的含油废水入口(10)、设于罐顶部的出油口(13)和设于罐上部的处理出水口(12)，所述过滤器(1)通过管道与破乳分离罐(2)的含油废水入口(10)连接，所述破乳分离罐(2)的出油口(13)与储油罐(3)通过管道连通，处理出水口(12)通过管道与除脂后液低位槽(4)连通，其特征在于，所述破乳分离罐(2)还包括反冲洗水出口(11)、反冲洗水入口(14)、下穿孔板(15)、中穿孔板(16)、上穿孔板(17)、锥形顶(18)和开口(19)，所述下穿孔板(15)、中穿孔板(16)和上穿孔板(17)依次自下而上设置于所述破乳分离罐(2)内，所述锥形顶(18)设置于所述上穿孔板(17)的上方，所述开口(19)设置于所述锥型顶(18)的顶部，所述锥形顶(18)与所述上穿孔板(17)之间设置有锥型碰撞区；所述反冲洗水出口(11)设置于所述破乳分离罐(2)的底部，所述反冲洗水入口(14)设置于所述破乳分离罐(2)的中部；所述下穿孔板(15)和所述中穿孔板(16)之间设置为破乳填料层(20)，所述破乳填料层(20)中设置有第一填料，所述第一填料为阳离子亲油树脂或聚苯乙烯改性粒子或聚丙烯酸酯改性粒子或聚酚醛改性粒子；所述中穿孔板(16)和上穿孔板(17)之间设置为油水分离层(21)，所述油水分离层(21)中设置有第二填料，所述第二填料为具有亲油、亲水基团的高分子材料粒子；所述除脂后液低位槽(4)通过管道与第一输送泵(5)连通，所述第一输送泵(5)通过管道与活性炭吸附过滤器(6)连通，所述活性炭吸附过滤器(6)通过管道与活性炭吸附后液低位槽(7)连通，所述活性炭吸附后液低位槽(7)通过管道与第二输送泵(8)连通，所述第二输送泵(8)通过管道与纤维吸附过滤器(9)连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于含油废水的除油装置，其特征在于，所述下穿孔板(15)、中穿孔板(16)和上穿孔板(17)上分别设有若干个用于均衡水压的滤帽(22)。
3.根据权利要求1所述的一种用于含油废水的除油装置，其特征在于，所述破乳分离罐(2)侧部还设有人孔(24)和卸料孔(25)，所述人孔(24)和卸料孔(25)均设置于所述破乳填料层(20)和所述油水分离层(21)的侧壁上。
4.根据权利要求1所述的一种用于含油废水的除油装置，其特征在于，所述破乳分离罐(2)还包括压力表(23)，所述压力表(23)设置于所述下穿孔板(15)的下方和所述上穿孔板(17)的上方。
5.根据权利要求1所述的一种用于含油废水的除油装置，其特征在于，所述纤维吸附过滤器(9)包括过滤器罐体(27)、过滤筒(28)和导流板(29)，所述过滤器罐体(27)的顶部和底部分别设有进液口(30)和出液口(31)，导流板(29)的板面设有若干导流孔(32)，导流板(29)的边缘部与过滤器罐体(27)的进液口(30)一侧的罐体内壁固定连接，过滤筒(28)为筒体结构，其上部开口端与导流板(29)板面固定连接，过滤筒(28)内自上而下依次逐层垂直叠放开有通孔(34)的波纹板(33)和内装纤维材料的纤维袋(35)，过滤筒(28)的下部开口端的筒体四周设有螺孔，将波纹板(33)和纤维袋(35)在过滤筒(28)内压紧后，在螺孔中装入螺杆(36)卡住最外层的纤维袋(35)以进行限位。
6.根据权利要求5所述的一种用于含油废水的除油装置，其特征在于，所述纤维吸附过滤器(9)中的纤维袋(35)采用聚丙烯纤维制成。
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