CN108706684A - 一种用于含有机物污水处理的油水分离器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于含有机物污水处理的油水分离器系统，其特征在于油水分离器使用的核心分离介质是经过耐高温和憎水性表面处理的纳米二氧化硅气凝胶复合材料。该油水分离器系统由三个或三个以上油水分离器组成，每个油水分离器由污水进口阀门101、进水管102、罐体103、喷水莲蓬头104、纳米二氧化硅气凝胶吸附材料层105、网状支撑板和环状压板106、有机物排放阀门107、有机物在线检测感应器108、出水三通阀门109和快开法兰板110组成，需处理的污水经过油水分离器Ⅰ之后先后进入油水分离器Ⅱ和油水分离器Ⅲ，直到经过处理的排放水的化学需氧量（COD）≦120 mg/L。该分离器系统可用于工业或城市生活污水处理。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理中油水分离技术和装置，具体而言，涉及一种用于含有机物污水处理的油水分离器系统。
背景技术
当含有大量有机物的工业污水或者城市生活污水要进行处理，需要添加大量的氧化剂和催化剂进行分解污水中有机物，消耗大量化学物品，处理效率低下，而且，污水中大量有机物得不到充分利用，造成资源浪费。
经过固体物过滤后进入本发明油水分离器系统时，有机物被经过耐高温憎水性表面处理的纳米二氧化硅气凝胶吸附材料吸附，而二氧化硅气凝胶复合材料是憎水性的，水不能通过，这样达到油水分离的目的。
二氧化硅气凝胶复合材料可以耐650℃的高温，耐酸碱，该油水分离器系统可应用于工业和城市生活污水处理，适应比较恶劣的污水处理环境。本发明油水分离器系统也可以应用于近海油类污染海水的处理。
发明内容
本发明针对工业和城市生活污水中含有大量有机物包括油脂，提供了一种用于含有机物污水处理的油水分离器系统，本发明包括油水分离技术和分离装置。
油水分离器系统由油水分离器Ⅰ、油水分离器Ⅱ、油水分离器Ⅲ等多个单元组成，系统的油水分离器单元数由污水中有机物含量和处理后的污水中有机物达标过程需要数量决定。单个油水分离器的体积由污水处理量决定，可设计10升~1000升。
进一步地，单个油水分离器包括：污水进口阀门101、进水管102、罐体103、喷水莲蓬头104、纳米二氧化硅气凝胶吸附材料层105、网状支撑板和压板106、有机物排放阀门107、有机物在线检测感应器108、出水三通阀门109和快开法兰板110。
进一步地，油水分离器中使用的核心分离介质是经过耐高温和憎水性表面处理的纳米二氧化硅气凝胶复合材料，该复合材料具有强烈的憎水性，可以大量吸附有机物而不吸附水达到油水分离的目的。
进一步地，纳米二氧化硅气凝胶复合材料表面处理的耐高温憎水性改性剂是含氟树脂、杂环聚合物或有机硅改性树脂中的一种或两种以上的混合物。
进一步地，油水分离器Ⅰ中经过耐高温憎水性表面处理的纳米二氧化硅气凝胶吸附材料层厚度为10mm~100mm，油水分离器Ⅱ中经过耐高温憎水性表面处理的纳米二氧化硅气凝胶吸附材料层厚度为10mm~90mm和油水分离器Ⅲ中经过耐高温憎水性表面处理的纳米二氧化硅气凝胶吸附材料层厚度为10mm~80mm，逐级处理的水中有机物含量呈梯度降低，所以，二氧化硅气凝胶吸附材料层厚度也呈梯度减薄。
进一步地，在每个油水分离器出水口处安装采样器和传感器，与化学需氧量（COD）自动检测仪连接，实现水质有机物浓度（以COD值呈现）在线检测，COD值达标后自动切换排放到合格回收水槽，根据需要实施达标排放或者回收利用。
进一步地，纳米二氧化硅气凝胶吸附材料层下面设置网状支撑板，上面设置环状压板防止纳米二氧化硅气凝胶吸附材料被浮起来并阻止污水从罐壁流入有机物回收槽中，网状支撑板和环状压板可以由不锈钢、聚四氟乙烯或者耐高温尼龙材料中的一种制成，支撑板为多孔结构，压板为环状结构，在压板上方罐壁周围安装4~6个带弹簧压扣。
进一步地，污水用增压泵压入油水分离器内，并通过喷水莲蓬头进入纳米二氧化硅气凝胶吸附材料上表面，喷水面积与纳米二氧化硅气凝胶吸附材料表面积相等，增大水与吸附材料的接触面积，提高吸附效率，同时在离纳米二氧化硅气凝胶吸附材料上方500mm ~1500mm处设置溢流口流入下一个油水分离器单元。
进一步地，在油水分离器罐体上设置快开法兰板，用于拆换纳米二氧化硅气凝胶吸附材料，法兰板直径根据油水分离器罐体大小确定，其直径等于或小于纳米二氧化硅气凝胶吸附材料的直径，其开孔下缘位置在纳米二氧化硅气凝胶吸附材料层上方100mm~300mm处。
进一步地，纳米二氧化硅气凝胶吸附材料吸附大量有机物后滴入罐体底部储存，达到一定液面打开排放阀门排入有机物收集桶中，根据需要进一步分离提纯回收利用，或者经过处理作为工业燃料。
与现有技术相比，本发明提供了一种全自动高效率低成本的油水分离器系统，得到一种全新的含有机物污水处理技术和装置。本发明拓宽了气凝胶复合材料在环保领域的应用，也拓宽了工业污水和城市生活污水处理的技术，具有良好的社会效益和经济效益。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为更便于本领域技术人员理解，以下结合附图对本发明的实施方式作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
实施例1，聚酯（PET）是纺织行业最主要的原料，也是轻工、电子、家电、汽车和土木建筑业的重要材料之一。但是，聚酯酯化产生大量废水，每生产1吨聚酯纤维，仅酯化反应阶段直接产生的含有机物的废水就达0.2吨。按照我国年产3800万吨聚酯产品计算，每年排放酯化废水超过710万吨。酯化废水中含有大量乙醛、乙二醇等有机物。
聚酯生产厂酯化车间含有大量乙醛、乙二醇等有机物的废水先经过过滤器将固体物除去，然后采用增压泵将废水打到本发明油水分离器系统，油水分离器系统包括四个油水分离器单元，油水分离器Ⅰ、油水分离器Ⅱ、油水分离器Ⅲ和油水分离器Ⅳ的纳米二氧化硅气凝胶吸附材料厚度分别为：100mm、80mm、60mm和40mm。单个油水分离器单元的直径（内径）和纳米二氧化硅气凝胶吸附材料的直径为1000mm，
单个油水分离器单元的总高度为4000mm。除去固体物的废水通过油水分离器Ⅰ入口阀门进入分离罐中，通过莲蓬头喷到纳米二氧化硅气凝胶吸附材料表面，废水中有机物被吸附到纳米二氧化硅气凝胶吸附材料中，而水无法进入纳米二氧化硅气凝胶吸附材料，溢出到油水分离器Ⅱ的入口阀门，油水分离器Ⅱ中纳米二氧化硅气凝胶吸附材料进一步吸附有机物，继续依次进入油水分离器Ⅲ、油水分离器Ⅳ，检测每个油水分离器单元出口处水质COD值，直到水中有机物含量达到要求，其COD值达到102 mg/L，合格水排放或者回收再利用。油水分离器中纳米二氧化硅气凝胶吸附材料吸附的乙醛、乙二醇进入分离器底部再排到收集槽中回收利用。
实施例2，炼油厂废水中含有大量原料油和成品油，是烷烃、烯烃、芳香烃类有机物，这些含有机物的污水排放前需要进行化学处理，既消耗大量化学品，又浪费了这些有机物资源。
炼油厂含有大量烷烃、烯烃、芳香烃等有机物的废水先经过过滤器将固体物除去，然后采用增压泵将废水打到本发明油水分离器系统，油水分离器系统包括三个油水分离器单元，油水分离器Ⅰ、油水分离器Ⅱ和油水分离器Ⅲ的纳米二氧化硅气凝胶吸附材料厚度分别为：100mm、90mm和80mm。单个油水分离器单元的直径（内径）和纳米二氧化硅气凝胶吸附材料的直径为1200mm，单个油水分离器单元的总高度为5000mm。除去固体物的废水通过油水分离器Ⅰ入口阀门进入分离罐中，通过莲蓬头喷到纳米二氧化硅气凝胶吸附材料表面，废水中有机物被吸附到纳米二氧化硅气凝胶吸附材料中，而水无法进入纳米二氧化硅气凝胶吸附材料，溢出到油水分离器Ⅱ的入口阀门，油水分离器Ⅱ中纳米二氧化硅气凝胶吸附材料进一步吸附有机物，继续进入油水分离器Ⅲ，检测每个油水分离器单元出口处水质COD值，直到水中有机物含量达到要求，其COD值达到105 mg/L，合格水排放或者回收再利用。油水分离器中纳米二氧化硅气凝胶吸附材料吸附的烷烃、烯烃、芳香烃类有机物进入分离器底部再排到收集槽中回收利用。
实施例1、2的油水分离器出口水质COD值检测结果对比如下：
单位：mg/L
| 水质COD值 | 污水处理前COD值 | 油水分离器Ⅰ出口COD值 | 油水分离器Ⅱ出口COD值 | 油水分离器Ⅲ出口 COD值 | 油水分离器Ⅳ出口COD值 |
| 实施例1 | 28828 | 8692 | 2080 | 868 | 102 |
| 实施例2 | 21360 | 5168 | 1258 | 105 | / |
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于含有机物污水处理的油水分离器系统，其特征在于油水分离器系统由多个油水分离器组成，每个油水分离器包括：污水进口阀门101、进水管102/201/301、罐体103/202/302、喷水莲蓬头104/203/303、纳米二氧化硅气凝胶吸附材料层105/204/304、网状支撑板和环状压板106/205/305、有机物排放阀门107/206/306、有机物在线检测感应器108/207/307、出水三通阀门109/208/308和快开法兰板110/209/309。
2.根据权利要求1所述的一种用于含有机物污水处理的油水分离器系统，其特征在于：油水分离器使用的核心分离介质是经过耐高温和憎水性表面处理的纳米二氧化硅气凝胶复合材料，该复合材料具有强烈的憎水性，可以大量吸附有机物而不吸附水达到油水分离的目的。
3.根据权利要求2所述的一种用于含有机物污水处理的油水分离器系统，其特征在于：纳米二氧化硅气凝胶复合材料表面处理的耐高温憎水性改性剂是含氟树脂、杂环聚合物或有机硅改性树脂中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种用于含有机物污水处理的油水分离器系统，其特征在于：
油水分离器Ⅰ中经过耐高温憎水性表面处理的纳米二氧化硅气凝胶吸附材料层厚度为10mm~100mm，油水分离器Ⅱ中经过耐高温憎水性表面处理的纳米二氧化硅气凝胶吸附材料层厚度为10mm~90mm和油水分离器Ⅲ中经过耐高温憎水性表面处理的纳米二氧化硅气凝胶吸附材料层厚度为10mm~80mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于含有机物污水处理的油水分离器系统，其特征在于：
在每个油水分离器出水口处安装采样器和传感器，与化学需氧量（COD）自动检测仪连接，实现水质有机物浓度（以COD值呈现）在线检测，COD值达标后自动切换排放到合格回收水槽。
6.根据权利要求1所述的一种用于含有机物污水处理的油水分离器系统，其特征在于：
纳米二氧化硅气凝胶吸附材料层下面设置网状支撑板，上面设置环状压板防止纳米二氧化硅气凝胶吸附材料被浮起来并阻止污水从罐壁流入有机物回收槽中，网状支撑板和环状压板可以由不锈钢、聚四氟乙烯或者耐高温尼龙材料中的一种制成，支撑板为多孔结构，压板为环状结构，在压板上方安装4~6个带弹簧压扣。
7.根据权利要求1所述的一种用于含有机物污水处理的油水分离器系统，其特征在于：污水通过喷水莲蓬头进入纳米二氧化硅气凝胶吸附材料上表面，喷水面积与纳米二氧化硅气凝胶吸附材料表面积相等，增大水与吸附材料的接触面积，提高吸附效率。
8.根据权利要求1所述的一种用于含有机物污水处理的油水分离器系统，其特征在于：在油水分离器罐体上设置快开法兰板，用于拆换纳米二氧化硅气凝胶吸附材料，法兰板直径根据油水分离器罐体大小确定，其直径略小于纳米二氧化硅气凝胶吸附材料的直径，其开孔下缘位置在纳米二氧化硅气凝胶吸附材料层上方100mm~300mm处。
9.根据权利要求1所述的一种用于含有机物污水处理的油水分离器系统，其特征在于：纳米二氧化硅气凝胶吸附材料吸附有机物后滴入下面接收器中，可以回收使用或者进一步分离回收使用。
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