CN111039432B - 一种便于旋流气浮工艺集成化的油水分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种便于旋流气浮工艺集成化的油水分离装置，使旋流分离、溶气混合、气浮分离各段流动稳定互不干扰，同时设备整体结构小、流程短、分离效果好，包括罐体，罐体内通过隔板由上至下依次分为收油室、来液室、气浮室和混合腔四部分，罐体顶部设置排油管，罐体与来液室对应处的侧部设置有进液管，罐体与气浮室对应处的侧部设置有浮油浮渣排出管和排水管，罐体与混合腔对应处的侧部设置有溶气水进管，所述溶气水进管上一体设置加药管，罐体的底部设置有混合腔排污管；罐体内部设置有多组旋流气浮一体组件，所述旋流气浮一体组件包括气浮槽和旋流器，所述气浮槽安装于气浮室和混合腔之间的隔板上，所述旋流器位于气浮槽内部。

Description

一种便于旋流气浮工艺集成化的油水分离装置

技术领域

本发明涉及含油污水的多相分离处理设备，具体涉及一种便于旋流气浮工艺集成化的油水分离装置。

背景技术

在石油化工行业里面，开采、处理、炼化等生产过程中会产生大量的含油污水。从含油污水的单元处理技术来看，常用的有重力分离、混凝沉降、离心分离、粗粒化聚结、气浮、过滤、吸附、膜分离等。

旋流分离技术作为一种高效紧凑的多相流分离技术，主要是利用切向入口或轴向入口等方式诱导改变含油污水在装置流场内的流动方向，产生旋流强度极高的离心运动，密度较低的油滴群在离心力场作用下会加速向旋流轴心线处运移汇集，而其余大部分水相则向内壁面处运移，从而实现含油污水的高效快速分离。但是含油污水中含有一定的悬浮物，由于悬浮物的密度有时较大，会导致旋流器的处理效果不佳。

气浮法工艺成熟、成本低廉、处理量大，可以去除粒径较小的分散油、部分溶解油以及浮渣，但若要保证油滴与微气泡间较高的碰撞聚并效率和分离效率，则所需水力停留时间相对较长，相应的设备或装置占地面积也较大。

传统的气浮旋流技术是基于对湍流流场和旋流离心力场内微气泡与油滴碰撞、聚并、破碎、粘附和运移等过程的全新认识而产生的，具有结构紧凑、占地面积小、运行维护简单等优点，但是此技术大多选择“先气浮后旋流”的流程，受旋流器的入口流量的限制，处理量较低。专利文件CN102874964A公开了一种新型旋流气浮污水处理器，其采用了“先旋流后气浮”的方案，但是该设备内部旋流和气浮的空间搭配方式因旋流管底流的直接冲击加剧了混合效果但反而影响了气浮最终分离效果，另外其无法集成设置，处理量还是受限于单台旋流管的处理量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种便于旋流气浮工艺集成化的油水分离装置，使旋流分离、溶气混合、气浮分离各段流动稳定互不干扰，同时设备整体结构小、流程短、分离效果好。

本发明采用的技术方案如下：一种便于旋流气浮工艺集成化的油水分离装置，其特征在于，包括罐体，罐体内通过隔板由上至下依次分为收油室、来液室、气浮室和混合腔四部分，罐体顶部设置排油管，罐体与来液室对应处的侧部设置有进液管，罐体与气浮室对应处的侧部设置有浮油浮渣排出管和排水管，罐体与混合腔对应处的侧部设置有溶气水进管，所述溶气水进管上一体设置加药管，罐体的底部设置有混合腔排污管；

罐体内部设置有多组旋流气浮一体组件，所述旋流气浮一体组件包括气浮槽和旋流器，所述气浮槽安装于气浮室和混合腔之间的隔板上，所述旋流器位于气浮槽内部，包括溢流管、造旋段、锥段和底流管，所述气浮槽与旋流器的底流管之间安装有微旋流导向叶片，所述底流管伸入所述混合腔内部，所述气浮槽的高度延伸至涵盖大部分或完全涵盖所述旋流器的锥段，所述旋流器的溢流管伸出至所述收油室，所述旋流器的入口设置在所述来液室。

所述浮油浮渣排出管设置在构成所述气浮室的罐体侧壁部分的上部，所述排水管设置与构成所述气浮室的罐体侧壁部分的中部偏下位置；所述气浮室和混合腔之间的隔板上还设置有通往罐体外部的气浮室排污管。

所述溶气水进管在混合腔内的出口分为多个，分别对应所述旋流器的底流管出口，以将溶气水或加药后的溶气水与旋流器底流管的来流进行冲击混合。

所述溶气水进管与加药管在罐体外相连为一体，且溶气水进管和加药管上均设置有截止阀，所述截止阀根据排水管排水质量反馈选择截止阀的启闭，从而选择单独加溶气水或溶气水及药剂同加，亦或者在排水质量良好的情况时停止溶气水和药剂的添加。

所述旋流器可选择为轴向或切向进液式，所述旋流器的造旋段、锥段及底流管的中轴线与所述气浮槽的中轴线保持同一直线，即，旋流器的锥段位于所述气浮槽的中轴位置，从而借助所述旋流器锥段的从上向下渐缩的外形轮廓在所述气浮槽内部构造一个从下向上渐缩的环形空间，气浮槽内的流体在微旋流导向叶片造旋后沿气浮槽与锥段之间的渐缩环形空间向上流动，有助于强化油水分离。

本申请的油水分离装置工作原理及过程解释如下：含浮油浮渣的污水从进液管进入罐体的来液室之后，通过设置在来液室内的多组旋流器的入口进入造旋段后进入旋流器锥段，在油水密度差及旋流器内流体压差作用下，较轻的油相从旋流器溢流管进入收油室，并通过收油室顶端的排油管排出；经旋流器底流管排出的含浮油浮渣的水相与经溶气水进管注入的加药溶气水直接对流冲击混合，受气浮室和混合腔之间隔板的阻挡，混合后的流体只能通过微旋流导向叶片进入气浮槽，所述微旋流导向叶片会对混合流体造旋，气泡与浮油浮渣碰撞、附着后，浮油浮渣经气浮室上部的浮油浮渣排出管排出，干净的水相从气浮室下部的排水管排出，气浮室内的沉淀残渣经气浮室底部的气浮室排污管排出，所述混合腔内的残渣经混合腔排污管排出。

本发明的优点如下：

1、根据污水处理量大小的需要随意调整罐体内旋流气浮一体组件的数量，调节方便、利于集成化设置，设备外部轮廓空间相对小，污水处理的整体流程短；

2、通过气浮槽的设置，将旋流器底流管与溶气水混合过程及气浮过程进行了稳流调节，在满足充分混合利于气浮吸附的同时又为气浮分离提供了稳定高效的流动状态；

3、气浮槽结构的设置方式以及微旋流导向叶片的设置，使气浮分离过程可借助旋流器锥段的锥面外形轮廓，有助于强化分离，从而保证处理后水的洁净度。

附图说明

图1是背景技术中先旋流后气浮设备结构图；

图2是本发明便于旋流气浮工艺集成化的油水分离装置结构示意图；

图3是本发明单组旋流气浮一体组件结构示意图；

图中：1、混合腔排污管，2、加药管，3、溶气水进管，4、底流管，5、微旋流导向叶片，6、罐体，7、气浮槽，8、锥段，9、造旋段，10、进液管，11、来液室，12、溢流管，13、收油室，14、排油管，15、浮油浮渣排出管，16、气浮室，17、排水管，18、气浮室排污管，19、混合腔，20、挡水槽。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方法，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

参阅附图，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的位置限定用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

图1是背景技术中先旋流后气浮设备结构图，如图所示，其虽然采用了先旋流后气浮的工艺顺序，但是其工艺中旋流前后两次溶气，同时借助凸台13冲击旋流器底流管出液，旋流前的溶气由于旋流器内强旋流场的分离效果会影响气浮吸附效果，旋流后的溶气由于凸台13的存在使底流管出液与气浮气混合效果好，但对强烈的乱流减弱了气浮后期分离效果，影响设备整体处理效果；另外单罐与单旋流器一对一搭配，大处理量时不利于减小设备体积。

图2是本发明便于旋流气浮工艺集成化的油水分离装置结构示意图，如图所示，一种便于旋流气浮工艺集成化的油水分离装置，包括罐体6，罐体6内通过隔板由上至下依次分为收油室13、来液室11、气浮室16和混合腔19四部分，罐体6顶部设置排油管14，罐体6与来液室11对应处的侧部设置有进液管10，罐体6与气浮室16对应处的侧部设置有浮油浮渣排出管15和排水管17，罐体6与混合腔19对应处的侧部设置有溶气水进管3，所述溶气水进管3上一体设置加药管2，所述溶气水进管3与加药管2在罐体6外相连为一体，且溶气水进管3和加药管2上均设置有截止阀，罐体6的底部设置有混合腔排污管1；

罐体6内部设置有多组旋流气浮一体组件，所述旋流气浮一体组件包括气浮槽7和旋流器，所述气浮槽7安装于气浮室16和混合腔19之间的隔板上，所述旋流器位于气浮槽7内部，包括溢流管12、造旋段9、锥段8和底流管4，所述气浮槽7与旋流器的底流管4之间安装有微旋流导向叶片5，所述底流管4伸入所述混合腔19内部，所述气浮槽7的高度延伸至涵盖大部分或完全涵盖所述旋流器的锥段8，所述旋流器的溢流管12伸出至所述收油室13，所述旋流器的入口设置在所述来液室11。所述旋流器可选择为轴向或切向进液式，所述旋流器的造旋段9、锥段8及底流管4的中轴线与所述气浮槽7的中轴线保持同一直线，即，旋流器的锥段8位于所述气浮槽7的中轴位置，从而借助所述旋流器锥段8的从上向下渐缩的外形轮廓在所述气浮槽7内部构造一个从下向上渐缩的环形空间，气浮槽7内的流体在微旋流导向叶片5造旋后沿气浮槽7与锥段8之间的渐缩环形空间向上流动，有助于强化油水分离。

所述浮油浮渣排出管15设置在构成所述气浮室16的罐体6侧壁部分的上部，所述排水管17设置与构成所述气浮室16的罐体6侧壁部分的中部偏下位置；所述气浮室16和混合腔19之间的隔板上还设置有通往罐体外部的气浮室排污管18。所述溶气水进管3在混合腔内的出口分为多个，分别对应所述旋流器的底流管出口，以将溶气水或加药后的溶气水与旋流器底流管的来流进行冲击混合。

运行时，含浮油浮渣的污水从进液管10进入罐体6的来液室11之后，通过设置在来液室11内的多组旋流器的入口进入造旋段后进入旋流器锥段8，在油水密度差及旋流器内流体压差作用下，较轻的油相从旋流器溢流管12进入收油室13，并通过收油室13顶端的排油管14排出；经旋流器底流管4排出的含浮油浮渣的水相与经溶气水进管3注入的加药溶气水直接对流冲击混合，受气浮室和混合腔之间隔板的阻挡，混合后的流体只能通过微旋流导向叶片5进入气浮槽7，所述微旋流导向叶片5会对混合流体造旋，气泡与浮油浮渣碰撞、附着后，浮油浮渣经气浮室上部的浮油浮渣排出管15排出，干净的水相从气浮室下部的排水管17排出，气浮室内的沉淀残渣经气浮室底部的气浮室排污管排出，所述混合腔内的残渣经混合腔排污管排出。

本申请的便于旋流气浮工艺集成化的油水分离装置在面对低处理量时，比如仅需单组旋流气浮一体组件即可满足需要是，显然如图1中单罐配合单旋流器的搭配方式在体积上会占据较大空间，因此为了保证满足充分混合利于气浮吸附的同时又为气浮分离提供了稳定高效的流动状态，另外为减小设备体积、释放工地空间，我们特别完善了单组旋流气浮一体组件时的结构。如图3所示，是本发明单组旋流气浮一体组件结构示意图，气浮槽7同时充当了罐体，但是又区别于罐体，气浮槽7的高度延伸至完全涵盖所述旋流器的锥段8，其上端封闭，并在上端侧部开设浮油浮渣排出管15，气浮槽7与旋流器的底流管4之间设置微旋流导向叶片5，同时在微旋流导向叶片5上方的气浮槽7内壁面上设置挡水槽20，气浮槽7壁面上对应挡水槽20处设置排水管17，微旋流导向叶片5下方设置混合腔，所述底流管4伸入混合腔内，加药管2与旋流器底流管4直接相连，溶气水进管3伸入混合腔内，其出口与旋流器底流管4的出口相对设置，混合腔底部设置混合腔排污管。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可作出的各种等效结构或等效流程的修改或变形，或直接或间接运用到其他相关的技术领域，仍在本发明的保护范围以内。

Claims (3)

1.一种便于旋流气浮工艺集成化的油水分离装置，其特征在于，包括罐体，罐体内通过隔板由上至下依次分为收油室、来液室、气浮室和混合腔四部分，罐体顶部设置排油管，罐体与来液室对应处的侧部设置有进液管，罐体与气浮室对应处的侧部设置有浮油浮渣排出管和排水管，罐体与混合腔对应处的侧部设置有溶气水进管，所述溶气水进管上一体设置加药管，罐体的底部设置有混合腔排污管；

罐体内部设置有多组旋流气浮一体组件，所述旋流气浮一体组件包括气浮槽和旋流器，所述气浮槽安装于气浮室和混合腔之间的隔板上，所述旋流器位于气浮槽内部，包括溢流管、造旋段、锥段和底流管，所述气浮槽与旋流器的底流管之间安装有微旋流导向叶片，所述底流管伸入所述混合腔内部，所述气浮槽的高度延伸至涵盖大部分或完全涵盖所述旋流器的锥段，所述旋流器的溢流管伸出至所述收油室，所述旋流器的入口设置在所述来液室；

所述浮油浮渣排出管设置在构成所述气浮室的罐体侧壁部分的上部，所述排水管设置于构成所述气浮室的罐体侧壁部分的中部偏下位置；所述气浮室和混合腔之间的隔板上还设置有通往罐体外部的气浮室排污管。

2.根据权利要求1所述的便于旋流气浮工艺集成化的油水分离装置，其特征还在于，所述溶气水进管在混合腔内的出口分为多个，分别对应所述旋流器的底流管出口。

3.根据权利要求1所述的便于旋流气浮工艺集成化的油水分离装置，其特征还在于，所述旋流器可选择为轴向或切向进液式，所述旋流器的造旋段、锥段及底流管的中轴线与所述气浮槽的中轴线保持同一直线。

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