CN109867402B - 油水分离装置及油水分离方法 - Google Patents

Abstract

公开了油水分离装置及油水分离方法，油水分离装置，其包括入口段、破乳段、分离段和静置段：入口段包括输入含油废水的入口和用于过滤含油废水的过滤网；破乳段连通所述入口段以承接入口段过滤后的粗滤废水，破乳筛位于破乳段末端以破乳处理粗滤废水中乳化油生成破乳废水；分离段经由所述破乳筛连通所述破乳段以承接破乳废水，第一电极设在所述第一容纳腔中，第二容纳腔低于或高于所述第一容纳腔，第二电极设在所述第二容纳腔中，第一电极和第二电极分别连接电源以在其间生成电场，绝缘纳米多孔层第一端容纳在所述第一容纳腔且接触所述第一电极，其第二端容纳在所述第二容纳腔且接触所述第二电极，浸在水中的绝缘纳米多孔层包括多个纳米尺寸的孔。

Description

油水分离装置及油水分离方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，特别是一种油水分离装置及油水分离方法。

背景技术

在石油化工行业、餐饮食品以及纺织行业的开采、运输以及生产过程中，不可避免的产生或泄露大量的含油废水。据不完全统计，全球每年约有400万吨石油泄露或排入海洋环境。石油的泄露、含油废水的不加处理排放不仅浪费了资源，更破坏了环境。故此，对含油废水进行简单高效的油水分离具有重要意义。

油在水中的存在形式按照油滴粒径大小分为，浮油(＞100μm)、分散油(10-100μm)、乳化油(0.1-1μm)、溶解油(＜0.1μm)等。其中，浮油与分散油处理较易，乳化油与溶解油在水中存在稳定，需采用特殊方式进行分离。而含油废水的处理方法主要有重力分离法、粗颗粒法、气浮法、絮凝法、电化学法、生物处理法、吸附法、膜分离法以及磁分离法。

其中重力分离、空气浮选法工艺成熟、处理量大、成本低廉、但分离效果一般、且分离速度较慢、设备占地面积较大；粗颗粒法、絮凝法、膜分离法分离效果较好、设备简单，但设备易堵塞、故障率和成本较高；生物处理法、吸附法、磁分离法分离效率高、但基建费高、进口要求高、分离介质重复利用率低。电化学法分离效率高、方法简单，然耗电量大，对导电材料要求高。

根据以上列举分离方法的优劣，本专利提出了一种原理不同于以上所述所有分离方式的油水分离器，具有结构简单、分离效率高、分离速度快，成本低廉的特点。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、分离效率高、分离速度快，成本低廉的油水分离装置。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

一种油水分离装置包括，

入口段，其包括输入含油废水的入口和用于过滤含油废水的过滤网，所述过滤网布置于所述入口末端；

破乳段，其连通所述入口段以承接入口段过滤后的粗滤废水，其中，破乳筛位于破乳段末端以破乳处理粗滤废水中乳化油生成破乳废水；

分离段，其经由所述破乳筛连通所述破乳段以承接破乳废水，所述分离段包括，

第一容纳腔，第一电极设在所述第一容纳腔中，

第二容纳腔，其低于或高于所述第一容纳腔，第二电极设在所述第二容纳腔中，第一电极和第二电极分别连接电源以在其间生成电场，

绝缘纳米多孔层，其第一端容纳在所述第一容纳腔且接触所述第一电极，其第二端容纳在所述第二容纳腔且接触所述第二电极，浸在水中的绝缘纳米多孔层包括多个纳米尺寸的孔；

静置段，其连通所述分离段以承接由绝缘纳米多孔层分离的水。

所述的油水分离装置中，所述破乳筛在入口段朝向静置水段方向上的孔隙尺寸逐渐递减。

所述的油水分离装置中，所述分离段在绝缘纳米多孔层较低的一端的更低的位置处设有排油阀。

所述的油水分离装置中，所述入口段与破乳段一体成型，分离段与静置段一体成型，两者可拆卸连接。

所述的油水分离装置中，第一容纳腔尺寸略大于第一电极尺寸，第一电极经由密封胶紧密贴合所述第一容纳腔，第二容纳腔尺寸略大于第二电极尺寸，第二电极经由密封胶紧密贴合所述第二容纳腔，第一电极和第二电极浸没于水中。

所述的油水分离装置中，破乳筛为沿厚度方向孔隙尺寸由大到小梯度递减的多孔或网状结构。

所述的油水分离装置中，入口段设有加热单元以将含油废水温度升高到50-80℃。

所述的油水分离装置中，入口段与破乳段焊接成一体，分离段与静置段焊接为一体，两者卡勾连接。

所述的油水分离装置中，所述静置段的底部设有排水阀。

根据本发明的一方面，一种利用权所述油水分离装置的油水分离方法包括以下步骤，

第一步骤，含油废水经由入口输入到入口段，过滤网过滤含油废水中的固体杂质以形成粗滤废水，

第二步骤，进入破乳段的粗滤废水经由破乳筛破乳处理生成破乳废水，

第三步骤，第一电极和第二电极分别连接电源以在其间生成电场，破乳废水中的油经由介电电泳力排斥不透过绝缘纳米多孔层，破乳废水中的水受重力自然下落，透过绝缘纳米多孔层进入静置段。

根据本发明又一方面，一种油水分离装置包括，

入口段，其包括含油废水入口与过滤网，通过位于入口末段的过滤网过滤含油废水中的固态杂质，

破乳段，其承接入口段过滤后的粗滤废水，通过位于末端的破乳筛对废水中乳化油进行破乳处理，

分离段，其承接破乳废水，基于处在绝缘纳米多孔层两端且浸在废液中的电极于绝缘纳米多孔层的孔隙处产生强梯度电场对废水中的油、水进行分离，

根据介电泳原理，介电特性极弱的油受到介电电泳力的排斥作用而无法通过绝缘纳米多孔层，水在重力作用下自然下落进而透过绝缘纳米多孔层。

静置水段，其承接由绝缘纳米多孔层透过的分离水，储存静置于此段，并通过位于此段末尾的阀门排出。

在所述的油水分离装置中，绝缘纳米多孔层呈一定倾斜角度放置于分离末段，为绝缘材料，绝缘纳米多孔层的孔隙尺寸为纳米级，其余尺寸均为宏观尺寸。

在所述的油水分离装置中，处在绝缘纳米多孔层两端的电极放置于侧边预留的空腔处，空腔尺寸略大于电极尺寸。电极下端用密封胶与空腔下端精密贴合，电线于此伸出，与外部电源连接。

在所述的油水分离装置中，绝缘纳米多孔层分离段中油在重力以及介电电泳力的作用下，汇集于绝缘纳米多孔层倾斜侧，并通过此侧下部阀门1排出。

在所述的油水分离装置中，破乳筛为沿厚度方向孔隙尺寸由大到小梯度递减的多孔或网状结构。

在所述的油水分离装置中，装置入口处油水混合物温度为50-80℃，以保证油以液态进行分离。

在所述的油水分离装置中，加工时，入口段与破乳段焊接成一整体，分离段与静置段焊接为一整体，两部分通过卡勾连接，做密封处理，可拆卸成两部分进行清理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所述的油水分离装置通过过滤和破乳对含油废水进行充分的预处理，过滤杂质的同时，通过上疏下密的破乳筛结构，有效的破坏含油废水中的乳化油，提高了分离的效果。浸在废水中的电极通过电解液(即水)形成电场，电场经过绝缘纳米多孔层中纳米尺度孔隙时，电场线发生扭曲、集聚等现象，从而形成强梯度电场，基于介电泳原理，因水油之间介电特性的差距实现油水高效分离。通过适当倾斜绝缘纳米多孔层，汇集被介电电泳力排斥的油，简化了油收集、处理过程，简化了设备结构。

本发明基于介电泳原理，通过设计新型油水分离装置，简洁高效的分离含油废水，达到保护环境、节约能源的目的；新型油水分离装置分离效果优越，成本低廉，通过卡勾连接，可拆卸清理，重复使用。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的油水分离装置的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的油水分离方法的步骤示意图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。

具体实施方式

下面将参照附图1至附图2更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

为了更好地理解，图1是根据本发明一个实施例的油水分离装置的结构示意图，一种油水分离装置包括，

入口1段I，其包括输入含油废水的入口1和用于过滤含油废水的过滤网2，所述过滤网2布置于所述入口1末端；

破乳段II，其连通所述入口1段I以承接入口1段I过滤后的粗滤废水，其中，破乳筛3位于破乳段II末端以破乳处理粗滤废水中乳化油生成破乳废水；

分离段III，其经由所述破乳筛3连通所述破乳段II以承接破乳废水，所述分离段III包括，

第一容纳腔4，第一电极5设在所述第一容纳腔4中，

第二容纳腔8，其低于或高于所述第一容纳腔4，第二电极9设在所述第二容纳腔8中，第一电极5和第二电极9分别连接电源11以在其之间生成电场，

绝缘纳米多孔层6，其第一端容纳在所述第一容纳腔4且接触所述第一电极5，其第二端容纳在所述第二容纳腔8且接触所述第二电极9，浸在水中的绝缘纳米多孔层6包括多个纳米尺寸的孔；

静置段IV，其连通所述分离段III以承接由绝缘纳米多孔层6分离的水。

所述的油水分离装置优选实施例中，所述破乳筛3在入口1段I朝向静置水段方向上的孔隙尺寸逐渐递减。

所述的油水分离装置优选实施例中，所述分离段III在绝缘纳米多孔层6较低的一端的更低的位置处设有排油阀10。

所述的油水分离装置优选实施例中，所述入口1段I与破乳段II一体成型，分离段III与静置段IV一体成型，两者可拆卸连接。

所述的油水分离装置优选实施例中，第一容纳腔4尺寸略大于第一电极5尺寸，第一电极5经由密封胶紧密贴合所述第一容纳腔4，第二容纳腔8尺寸略大于第二电极9尺寸，第二电极9经由密封胶紧密贴合所述第二容纳腔8，第一电极和第二电极浸没于水中。

所述的油水分离装置优选实施例中，破乳筛3为沿厚度方向孔隙尺寸由大到小梯度递减的多孔或网状结构。

所述的油水分离装置优选实施例中，入口1段I设有加热单元以将含油废水温度升高到50-80℃。

所述的油水分离装置优选实施例中，入口1段I与破乳段II焊接成一体，分离段III与静置段IV焊接为一体，两者卡勾连接。

所述的油水分离装置优选实施例中，所述静置段IV的底部设有排水阀7。

为了进一步理解本发明，在一个实施例中，一种油水分离装置包括，

入口段I，其包括含油废水入口与过滤网，通过位于入口末段的过滤网过滤含油废水中的固态杂质，

破乳段II，其承接入口段I过滤后的粗滤废水，通过位于末端的破乳筛对废水中乳化油进行破乳处理，

分离段，其承接破乳废水，基于处在绝缘纳米多孔层两端且浸在废液中的电极于绝缘纳米多孔层的孔隙处产生强梯度电场对废水中的油、水进行分离，

根据介电泳原理，介电特性极弱的油受到介电电泳力的排斥作用而无法通过绝缘纳米多孔层，水在重力作用下自然下落进而透过绝缘纳米多孔层。

静置水段，其承接由绝缘纳米多孔层透过的分离水，储存静置于此段，并通过位于此段末尾的阀门2排出。

在所述的油水分离装置中，绝缘纳米多孔层呈一定倾斜角度放置于分离末段，为绝缘材料，绝缘纳米多孔层的孔隙尺寸为纳米级，其余尺寸均为宏观尺寸。

在所述的油水分离装置中，处在绝缘纳米多孔层两端的电极放置于侧边预留的空腔处，空腔尺寸略大于电极尺寸。电极下端用密封胶与空腔下端精密贴合，电线于此伸出，与外部电源连接。

在所述的油水分离装置中，绝缘纳米多孔层分离度段中油在重力以及介电电泳力的作用下，汇集于绝缘纳米多孔层倾斜侧，并通过此侧下部阀门1排出。

在所述的油水分离装置中，破乳筛为沿厚度方向孔隙尺寸由大到小梯度递减的多孔或网状结构，

在所述的油水分离装置中，加工时，入口段与破乳段焊接成一整体，分离段与静置段焊接为一整体，两部分通过卡勾连接，做密封处理，可拆卸成两部分进行清理。

所述的油水分离装置中，

入口段I，其包括含油废水入口1与过滤网2，通过位于入口末段的过滤网过滤含油废水中的固态杂质，

破乳段II，其承接入口段过滤后的粗滤废水，通过位于末端的破乳筛3对废水中乳化油进行破乳处理，

分离段III，其承接破乳废水，基于处在绝缘纳米多孔层6两端且浸在废液中的电极5、9于绝缘纳米多孔层的孔隙4、8处产生强梯度电场对废水中的油、水进行分离，

根据介电泳原理，于强梯度电场中，介电特性强的水受重力自然下落，透过绝缘纳米多孔层6，油因介电特性弱受电泳力排斥，无法透过。

静置水段IV，其承接由绝缘纳米多孔层6透过的分离水，储存静置于此段，并通过位于此段末尾的阀门2排出。

在所述的油水分离装置中，绝缘纳米多孔层6呈一定倾斜角度放置于分离末段，为绝缘材料，绝缘纳米多孔层的孔隙尺寸为纳米，其余尺寸均为宏观尺寸。

在所述的油水分离装置中，处在绝缘纳米多孔层两端的电极5、9放置于侧边预留的空腔4、8处，空腔尺寸略大于电极尺寸。电极下端用密封胶与空腔下端精密贴合，电线于此伸出，与外部电源11连接。

在所述的油水分离装置中，绝缘纳米多孔层分离度段中油在重力以及介电电泳力的作用下，汇集于绝缘纳米多孔层倾斜侧，并通过此侧下部阀门1排出。

在所述的油水分离装置中，破乳筛3为沿厚度方向孔隙尺寸由大到小梯度递减的多孔或网状结构。

在所述的油水分离装置中，装置入口处油水混合物温度为50-80℃，以保证油以液态进行分离。

在所述的油水分离装置中，加工时，入口段与破乳段焊接成一整体，分离段与静置段焊接为一整体，两部分通过卡勾连接，做密封处理，可拆卸成两部分进行清理。

图2是根据本发明一个实施例的油水分离方法的步骤示意图，一种利用权所述油水分离装置的油水分离方法包括以下步骤，

第一步骤S1，含油废水经由入口1输入到入口1段I，过滤网2过滤含油废水中的固体杂质以形成粗滤废水，

第二步骤S2，进入破乳段II的粗滤废水经由破乳筛3破乳处理生成破乳废水，

第三步骤S3，第一电极5和第二电极9分别连接电源11以在其间生成电场，破乳废水中的油经由介电电泳力排斥不透过绝缘纳米多孔层6，破乳废水中的水受重力自然下落，透过绝缘纳米多孔层6进入静置段IV。

工业实用性

本发明所述的油水分离装置及分离方法可以在污水处理域制造并使用。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种油水分离装置，其包括，

入口段，其包括输入含油废水的入口和用于过滤含油废水的过滤网，所述过滤网布置于所述入口末端；

破乳段，其连通所述入口段以承接入口段过滤后的粗滤废水，其中，破乳筛位于破乳段末端以破乳处理粗滤废水中乳化油生成破乳废水；

分离段，其经由所述破乳筛连通所述破乳段以承接破乳废水，所述分离段包括，

第一容纳腔，第一电极设在所述第一容纳腔中，

第二容纳腔，其低于或高于所述第一容纳腔，第二电极设在所述第二容纳腔中，第一电极和第二电极分别连接电源以在其间生成电场，

绝缘纳米多孔层，其第一端容纳在所述第一容纳腔且接触所述第一电极，其第二端容纳在所述第二容纳腔且接触所述第二电极，浸在水中的绝缘纳米多孔层包括多个纳米尺寸的孔, 绝缘纳米多孔层呈一定倾斜角度放置于分离末段；

静置段，其连通所述分离段以承接由绝缘纳米多孔层分离的水。

2.如权利要求1所述的油水分离装置，其中，所述破乳筛在入口段朝向静置水段方向上的孔隙尺寸逐渐递减。

3.如权利要求1所述的油水分离装置，其中，所述分离段在绝缘纳米多孔层较低的一端的更低的位置处设有排油阀。

4.如权利要求1所述的油水分离装置，其中，所述入口段与破乳段一体成型，分离段与静置段一体成型，两者可拆卸连接。

5.如权利要求1所述的油水分离装置，其中，第一容纳腔尺寸略大于第一电极尺寸，第二容纳腔尺寸略大于第二电极尺寸，第一电极和第二电极浸没于水中。

6.如权利要求1所述的油水分离装置，其中，破乳筛为沿厚度方向孔隙尺寸由大到小梯度递减的多孔结构。

7.如权利要求1所述的油水分离装置，其中，入口段设有加热单元以将含油废水温度升高到50-80℃。

8.如权利要求1所述的油水分离装置，其中，入口段与破乳段焊接成一体，分离段与静置段焊接为一体，两者卡勾连接。

9.如权利要求1所述的油水分离装置，其中，所述静置段的底部设有排水阀。

10.一种利用权利要求1-9中任一项所述油水分离装置的油水分离方法，其包括以下步骤，

第一步骤，含油废水经由入口输入到入口段，过滤网过滤含油废水中的固体杂质以形成粗滤废水，

第二步骤，进入破乳段的粗滤废水经由破乳筛破乳处理生成破乳废水，

第三步骤，第一电极和第二电极分别连接电源以在其间生成电场，破乳废水中的油经由介电电泳力排斥不透过绝缘纳米多孔层，破乳废水中的水受重力自然下落，透过绝缘纳米多孔层进入静置段。

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