CN108217777A - 一种油水分离模块、油水分离系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油水分离的过滤模块，包括滤芯，滤芯为筒状结构，滤芯从内到外依次间隔套接有内壳层、第一过滤层、外壳层，内壳层内具有空腔，空腔内设置有排液管道，排液管道的上端延伸出空腔外并至滤芯上方，排液管道的上端连接有抽油泵，第一过滤层为有机亲油疏水材料过滤层，外壳层和第一过滤层之间设置有供待处理的油水流通的通道，通道上下两端均设置有供油水进入的网状板。本发明结构设置巧妙合理，能够有效提高油水分离的质量和纯度。
Description
技术领域
本发明涉及油水分离领域，具体涉及一种油水分离模块、油水分离系统及方法。
背景技术
近年来石油的开采和利用、工业生产以及生活废物都不可避免会对水环境带来一系列严重的污染问题，水体遭受污染。目前，我国工业、城市污水总的排放量中经过集中处理的占比不到一半，其余的大都直接排入江河，导致了大量的水资源出现恶化现象。水处理成本高、效率低的严峻现状使得大量中小企业不惜铤而走险，直接排放污水，水资源污染问题积重难返。新型高效、经济实惠的水处理技术的研究开发和大规模应用刻不容缓。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油水分离模块，该油水分离模块通过结构的巧妙设置，能够有效提高油水分离质量和效率。本发明还提供了一种油水分离系统和油水分离方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种油水分离的过滤模块，包括滤芯，滤芯为筒状结构，滤芯从内到外依次间隔套接有内壳层、第一过滤层、外壳层，内壳层内具有空腔，空腔内设置有排液管道，排液管道的上端延伸出空腔外并至滤芯上方，排液管道的上端连接有抽油泵，第一过滤层为有机亲油疏水材料过滤层，外壳层和第一过滤层之间设置有供待处理的油水流通的通道，通道上下两端均设置有供油水进入的网状板。
将过滤模块放置在待油水分离的油水中，油水从通道端部的网状板进入到通道中，油水在通道中时，油水中的油被吸附到第一过滤层上，开启抽油泵，内壳层内的空腔形成负压，抽油泵将附着在第一过滤层上的油滴抽吸到空腔内，当油滴聚集过多时，将通过排液管道获得收集。
网状板的内壁上还设置有滤渣网。
第一过滤层为PP层、聚氨酯层、石墨烯基吸油层。以下所述材料均为现有材料。
石墨烯基吸油层为改性石墨烯层、石墨烯基碳海绵层、石墨烯基泡沫镍层、石墨烯基多孔陶瓷层中的一种。其中石墨烯基碳海绵层的弹性和吸油能力都很好，因为有弹性，吸收的油能够被压出来或抽吸出来回收利用。
第一过滤层外还套接有第二过滤层，第二过滤层为无机亲油疏水材料过滤层。
第二过滤层为活性炭层、黏土层、沸石层、二氧化硅层。
外壳层为空腔结构且外壳层的内壁面上均匀设置有多个支孔，多个支孔和外壳层的空腔结构连通。在实践过程中，油水在分离时油脂容易凝结，不利于吸附回收，为了解决这个问题，将外壳层设置成空腔结构且外壳层的内壁面上均匀设置有多个支孔，通过向外壳层通入水蒸气，使得水蒸气从多个支孔溢出，和油水混合提高了油水温度，防止了油脂凝结，此外，油水温度的提升还能够减小乳化油的乳化程度，解决了乳化油进行油水分离的难题。油水温度的提升还能够提升第一过滤层的吸附能力，尤其是石墨烯基碳海绵层的吸油能力。水蒸气通过多个支孔进入到通道内，水蒸气的气泡能够和乳化油进行碰撞而能够对乳化油进行破乳，同时若将支孔与第一过滤层之间设置适当的距离能够将乳化油推动到第一过滤层的面上，提高了吸油能力。本发明中蒸汽的温度为105～120℃，加入到常温废油水中，并不糊使得废油水过废，减少了对设备的损坏。
多个支孔均水平设置或者倾斜向下平行设置。支孔向下倾斜设置能够提高水蒸气泡和油分子的碰撞几率。
外壳层上还设置有供加热介质进入的入口和出口，入口和出口均与外壳层的空腔结构连通。
通道内部还填充有亲水亲油颗粒。为了提升油水分离的能力，还可以在通道内壁填充亲水亲油颗粒。亲水亲油颗粒在分离油水上具有较强的能力，特别对乳化油也具有较强的油水分离能力。亲水亲油颗粒可以是聚苯乙烯材料、聚氨酯海绵材料等。当含油废水经过亲水亲油颗粒时，乳化油的结构被破坏实现破乳并形成小油滴附着在亲水亲油颗粒表面，而当越来越多的小油滴聚集在亲水亲油颗粒表面，小油滴聚合成大油珠被抽吸到第一过滤层上。抽油泵的存在能够帮助聚集成的大油珠轻松到达第一过滤层上。
亲水亲油颗粒从上到下的粒径大小逐渐减小，且从左到右的粒径大小逐渐增大。颗粒的粒径越小，颗粒的表面积越大，吸附能力越强。粒径的改变是配合油水的流动方向的，此时油水的流动是从下到上流动，其在流动的过程中不仅被亲水亲油颗粒吸附，还被第一过滤层吸附。在油水(乳化油)从下到上流动时，颗粒小的亲水亲油颗粒对乳化油进行分离的能力越强，形成越多的小油滴，而小油滴聚集成大油珠，从空隙大的粒径大的亲水亲油颗粒间更容易脱离出来，进而越容易被第一过滤层吸附。
而在亲水亲油颗粒存在时，从多个支孔出来的水蒸气还能够受亲水亲油颗粒的压制，防止多度翻动含油废水而导致分离出的大油滴不能顺利到达第一过滤层上。
一种油水分离系统，包括如前所述的油水分离模块。
还包括蒸汽发生装置，蒸汽发生装置和油水分离模块的外壳层连通用以为外壳层提供水蒸气。
一种油水分离方法，将油水分离模块放置在待油水分离的废油水中，并将水蒸汽通入到油水分离模块的外壳层内。
第一过滤层为中间窄两端宽的筒状层。可使得上浮的油滴被吸附到第一过滤层上。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明结构设置巧妙合理，能够有效提高油水分离的质量和纯度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-第一过滤层，2-内壳层，3-外壳层，4-排液管，5-抽油泵，6-第二过滤层，7-网状板，8-支孔，9-亲水亲油颗粒，10-蒸汽发生装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，一种油水分离的过滤模块，包括滤芯，滤芯为筒状结构，滤芯从内到外依次间隔套接有内壳层2、第一过滤层1、外壳层3，内壳层2内具有空腔，空腔内设置有排液管4道，排液管4道的上端延伸出空腔外并至滤芯上方，排液管4道的上端连接有抽油泵5，第一过滤层1为有机亲油疏水材料过滤层，外壳层3和第一过滤层1之间设置有供待处理的油水流通的通道，通道上下两端均设置有供油水进入的网状板7。
实施例2
网状板7的内壁上还设置有滤渣网。
第一过滤层1为PP层、聚氨酯层、石墨烯基吸油层。以下所述材料均为现有材料。
石墨烯基吸油层为改性石墨烯层、石墨烯基碳海绵层、石墨烯基泡沫镍层、石墨烯基多孔陶瓷层中的一种。其中石墨烯基碳海绵层的弹性和吸油能力都很好，因为有弹性，吸收的油能够被压出来或抽吸出来回收利用。
第一过滤层1外还套接有第二过滤层6，第二过滤层6为无机亲油疏水材料过滤层。
第二过滤层6为活性炭层、黏土层、沸石层、二氧化硅层。
实施例3
和实施例1类似，外壳层3为空腔结构且外壳层3的内壁面上均匀设置有多个支孔8，多个支孔8和外壳层3的空腔结构连通。在实践过程中，油水在分离时油脂容易凝结，不利于吸附回收，为了解决这个问题，将外壳层3设置成空腔结构且外壳层3的内壁面上均匀设置有多个支孔8，通过向外壳层3通入水蒸气，使得水蒸气从多个支孔8溢出，和油水混合提高了油水温度，防止了油脂凝结，此外，油水温度的提升还能够减小乳化油的乳化程度，解决了乳化油进行油水分离的难题。油水温度的提升还能够提升第一过滤层1的吸附能力，尤其是石墨烯基碳海绵层的吸油能力。水蒸气通过多个支孔8进入到通道内，水蒸气的气泡能够和乳化油进行碰撞而能够对乳化油进行破乳，同时若将支孔8与第一过滤层1之间设置适当的距离能够将乳化油推动到第一过滤层1的面上，提高了吸油能力。本发明中蒸汽的温度为105～120℃，加入到常温废油水中，并不糊使得废油水过废，减少了对设备的损坏。
多个支孔8均水平设置或者倾斜向下平行设置。
外壳层3上还设置有供加热介质进入的入口和出口，入口和出口均与外壳层3的空腔结构连通。
实施例4
通道内部还填充有亲水亲油颗粒9。为了提升油水分离的能力，还可以在通道内壁填充亲水亲油颗粒9。亲水亲油颗粒9在分离油水上具有较强的能力，特别对乳化油也具有较强的油水分离能力。亲水亲油颗粒9可以是聚苯乙烯材料、聚氨酯海绵材料等。当含油废水经过亲水亲油颗粒9时，乳化油的结构被破坏实现破乳并形成小油滴附着在亲水亲油颗粒9表面，而当越来越多的小油滴聚集在亲水亲油颗粒9表面，小油滴聚合成大油珠被抽吸到第一过滤层1上这个过程是否可以实现。抽油泵5的存在能够帮助聚集成的大油珠轻松到达第一过滤层1上。
亲水亲油颗粒9从上到下的粒径大小逐渐减小，且从左到右的粒径大小逐渐增大。颗粒的粒径越小，颗粒的表面积越大，吸附能力越强。粒径的改变是配合油水的流动方向的，此时油水的流动是从下到上流动，其在流动的过程中不仅被亲水亲油颗粒9吸附，还被第一过滤层1吸附。在油水乳化油从下到上流动时，颗粒小的亲水亲油颗粒9对乳化油进行分离的能力越强，形成越多的小油滴，而小油滴聚集成大油珠，从空隙大的粒径大的亲水亲油颗粒9间更容易脱离出来，进而越容易被第一过滤层1吸附。
在实施中，还可在亲水亲油颗粒9设置的同时，在外壳层3上设置多个支孔8。在亲水亲油颗粒9存在时，从多个支孔8出来的水蒸气还能够受亲水亲油颗粒9的压制，防止多度翻动含油废水而导致分离出的大油滴不能顺利到达第一过滤层1上。在实施中，第一过滤层1为中间窄两端宽的筒状层。可使得上浮的油滴被吸附到第一过滤层1上。
实施例5
一种油水分离系统，包括如前所述的油水分离模块。
还包括蒸汽发生装置10，蒸汽发生装置10和油水分离模块的外壳层3连通用以为外壳层3提供水蒸气。
一种油水分离方法，将油水分离模块放置在待油水分离的废油水中，并将水蒸汽通入到油水分离模块的外壳层3内。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种油水分离的过滤模块，其特征在于，包括滤芯，滤芯为筒状结构，滤芯从内到外依次间隔套接有内壳层(2)、第一过滤层(1)、外壳层(3)，内壳层(2)内具有空腔，空腔内设置有排液管(4)道，排液管(4)道的上端延伸出空腔外并至滤芯上方，排液管(4)道的上端连接有抽油泵(5)，第一过滤层(1)为有机亲油疏水材料过滤层，外壳层(3)和第一过滤层(1)之间设置有供待处理的油水流通的通道，通道上下两端均设置有供油水进入的网状板(7)。
2.根据权利要求1所述的油水分离系统，其特征在于，外壳层(3)为空腔结构且外壳层(3)的内壁面上均匀设置有多个支孔(8)，多个支孔(8)和外壳层(3)的空腔结构连通。
3.根据权利要求2所述的油水分离系统，其特征在于，多个支孔(8)均水平设置或者倾斜向下平行设置。
4.根据权利要求1所述的油水分离系统，其特征在于，通道内部还填充有亲水亲油颗粒(9)。
5.根据权利要求4所述的油水分离系统，其特征在于，亲水亲油颗粒(9)从上到下的粒径大小逐渐减小，且从左到右的粒径大小逐渐增大。
6.根据权利要求1所述的油水分离系统，其特征在于，第一过滤层(1)为PP层、聚氨酯层、石墨烯基吸油层。
7.一种油水分离系统，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的油水分离模块。
8.根据权利要求7所述的油水分离系统，其特征在于，还包括蒸汽发生装置(10)，蒸汽发生装置(10)和油水分离模块的外壳层(3)连通用以为外壳层(3)提供水蒸气。
9.一种油水分离方法，其特征在于，将油水分离模块放置在待油水分离的废油水中，并将水蒸气通入到油水分离模块的外壳层(3)内。
10.根据权利要求9所述的油水分离方法，其特征在于，水蒸气的温度为105-120℃。
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