CN111924935A - 用于石油、煤化工废水的乳化油回收装置、回收方法及除油系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于石油、煤化工废水的乳化油回收装置、回收方法及除油系统，所述回收装置包括：原水布水系统，包括：配水槽；所述配水槽设置有进水管，用于向配水槽通入废水；所述配水槽设置有溢流堰，用于在废水布满配水槽时溢出废水；油水分离系统，包括：复合纳米泡沫铜部件；所述复合纳米泡沫铜部件倾斜设置于所述配水槽的外壁上，用于作为溢流堰溢出废水的流道并进行油水分离；所述复合纳米泡沫铜部件中，按照油渗透的方向依次设置超疏水、超亲油泡沫铜材料层和超疏油泡沫铜材料层。本发明可同时解决乳化油的破乳与分离问题，避免化学破乳剂的使用，实现乳化油的高效回收。

Description

用于石油、煤化工废水的乳化油回收装置、回收方法及除油 系统

技术领域

本发明属于石油、煤化工废水中乳化油的回收技术领域，特别涉及一种用于石油、煤化工废水的乳化油回收装置、回收方法及除油系统。

背景技术

油类物质是石油、煤化工废水中污染物质的主要组成成分。高浓度的油类物质具有很高的回收价值，如不采取回收，不仅造成了资源的严重浪费，而且也给后续处理带来极大的困难。特别是在煤化工废水的酚氨回收系统中，高浓度的油类物质会引起蒸馏和换热设备的堵塞，降低酚氨回收率，增加企业的运营成本，同时也严重影响后续生化池的生物活性。

石油、煤化工废水中油类物质按颗粒大小可分为浮油、分散油、乳化油和溶解油。浮油、分散油粒径较大，采用静沉与气浮法可以实现高效的去除与回收；乳化油粒径约为0.1～10微米，具有一定的稳定性，单纯靠重力沉降技术和气浮技术无法将其与水分开，必须经破乳后才能实现油水分离，因此，乳化油的去除与回收是石油、煤化工废水中油类物质回收的重要环节。

目前，乳化油的去除方法主要有膜法和化学破乳法。化学破乳法最大的特点是专一性强，针对不同类型的乳化油需要选用不同的破乳剂，造成成本过高；另外，大多数破乳剂也会对环境易造成二次污染。膜分离过程中，乳化油容易造成膜堵塞，减少膜的使用寿命，更换膜组件的造价很高，增加企业的运营成本。

综上，亟需一种新的用于石油、煤化工废水的乳化油回收装置、回收方法及除油系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于石油、煤化工废水的乳化油回收装置、回收方法及除油系统，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明基于超疏水、超亲油和超疏油复合而成的纳米泡沫铜材料实现油水的分离，可同时解决乳化油的破乳与分离问题，避免化学破乳剂的使用，实现乳化油的高效回收。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种用于石油、煤化工废水的乳化油回收装置，包括：

原水布水系统，包括：配水槽；所述配水槽设置有进水管，用于向配水槽通入废水；所述配水槽设置有溢流堰，用于在废水布满配水槽时溢出废水；

油水分离系统，包括：复合纳米泡沫铜部件；所述复合纳米泡沫铜部件倾斜设置于所述配水槽的外壁上，用于作为溢流堰溢出废水的流道并进行油水分离；所述复合纳米泡沫铜部件中，按照油渗透的方向依次设置超疏水、超亲油泡沫铜材料层和超疏油泡沫铜材料层。

本发明的进一步改进在于，复合纳米泡沫铜部件的倾斜角度可调。

本发明的进一步改进在于，复合纳米泡沫铜部件的倾斜角度调节时，以5度为梯度进行调动。

本发明的进一步改进在于，所述溢流堰为三角溢流堰，布置于与进水方向垂直的方向上。

本发明的进一步改进在于，还包括：

集水槽，用于收集复合纳米泡沫铜部件分离获得的水；

储油室，用于收集复合纳米泡沫铜部件分离获得的油。

本发明的进一步改进在于，还包括：储水箱；

所述储水箱的底板内壁固定设置有第一底板；所述第一底板上设置有多个预设安装位，用于调整复合纳米泡沫铜部件的倾斜角度；每个预设安装位均设置有若干连接孔；

所述配水槽包括：第一侧板和第二侧板；第一侧板和第二侧板分别通过连接孔安装在第一底板的预设安装位上；其中，第一侧板、第二侧板与其两端的储水箱内壁共同构成所述配水槽。

本发明的进一步改进在于，第一侧板和第二侧板均包括：第二底板、第一竖板和第二竖板；第二底板通过连接孔安装在第一底板的预设安装位上；第一竖板的底端固定设置于第二底板上，第一竖板的顶部及第二竖板的底部预设有多个连接安装孔，用于实现第一竖板和第二竖板的固定连接及第二竖板高度的调整；第二竖板的外壁上设置有第一连接件，用于连接复合纳米泡沫铜部件。

本发明的进一步改进在于，所述第一底板设置有第二连接件；

复合纳米泡沫铜部件的顶端与第一连接件相连接，底端与第二连接件相连接，连接处设置有密封材料或密封垫片；

第一竖板与第二竖板的连接处构成叠板部，所述叠板部设置有密封材料或密封垫片；

第二底板与第一底板的连接处设置有密封材料或密封垫片。

本发明的一种用于石油、煤化工废水的除油系统，包括：本发明任一种上述的乳化油回收装置。

本发明的一种用于石油、煤化工废水的乳化油回收方法，包括以下步骤：

经去除悬浮物、漂浮物、浮油和油泥的石油、煤化工废水由进水管送入配水槽；

布满配水槽的含油水体经溢流堰流向油水分离系统；

在油水分离系统中，通过超疏水、超亲油泡沫铜材料层的疏水性能和超亲油性能，实现油包水、水包油的破乳功能；油分在超亲油性能的作用下布满泡沫铜的网孔；

布满于泡沫铜网孔的油类物质，在超疏油泡沫铜材料层的疏油性能作用以及油类物质自身重力作用下实现分离，防止堵塞。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明中，将两种高效纳米油水分离材料进行有机组合，开发出了一种高效、低成本、无二次污染的物理破乳技术与设备，可同时解决乳化油的破乳与分离问题，能够避免化学破乳剂的使用，实现乳化油的高效回收。本发明的石油、煤化工废水中乳化油的回收装置，实现了油水分离、水收集、油收集的同步进行。

本发明中，油水分离系统的角度可调系统能使该装置更好的适用于含油浓度不同水体的油水分离。含油浓度低的水体，由于油类物质浓度小，使其不能很快布满泡沫铜的网孔，部分水体可能会穿过网孔流向储油室，为了避免此问题，油水分离系统的倾角应向大调整，以便减小水体重力沿油水分离系统垂向的分量，促使水体的快速流动，避免水体击穿网孔；反之亦然。

本发明中，布满配水槽的含油水体经两侧的溢流堰均匀、稳定的流向左右的油水分离系统，含油水体的水分在超疏水、超亲油泡沫铜材料的疏水性能作用下，以及水体自身的重力作用下，很快流向下部的集水槽；而含油水体中的油分在超疏水、超亲油泡沫铜材料的超亲油性能作用下很快布满泡沫铜的网孔，布满于泡沫铜网孔的油类物质在下层超疏油泡沫铜材料的疏油性能作用下，以及油类物质自身重力作用下很快分离与下部的储油室。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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。

图1是本发明实施例的一种石油、煤化工废水中乳化油的回收装置的结构示意图；

图2是图1中A-A处的剖面结构示意图；

图3是本发明实施例中，油水分离系统、角度可调系统的结构示意图；

图1至图3中，1、排水管；2、集水槽；3、第一底板；4、储油室；5、超疏油泡沫铜材料层；6、超疏水、超亲油泡沫铜材料层；7、三角溢流堰；8、配水槽；9、第二底板；10、螺钉；11、橡胶垫片；12、螺孔；13、密封材料层；14、连接件；15、叠板部；16、金属框；18、进水管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例。基于本发明公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例的一种石油、煤化工废水中乳化油的回收装置，包括：原水布水系统、油水分离系统、油回收系统、水收集系统和油水分离设备的角度可调系统。其中，油回收系统主要由储油室4和排油管构成。

原水布水系统包括：进水管18、配水槽8和溢流堰；其中，溢流堰设置为三角溢流堰7，进水管18与配水槽8相连通，配水槽8左右两边设置了均匀对称的三角溢流堰7。配水槽8上端外壁两侧均设置用于连接油水分离分离系统的连接件14。

油水分离系统包括：超疏水、超亲油泡沫铜材料层6、超疏油泡沫铜材料层5、纳米泡沫铜支撑支架和纳米泡沫铜安装构件。其中，超疏水、超亲油泡沫铜材料层6位于超疏油泡沫铜材料层5之上，构成复合纳米泡沫铜部件；复合纳米泡沫铜部件与金属框16相连接，将其一并安装于支撑支架上。复合泡沫氧化铜部件的金属框16上设有螺孔12，利用螺栓或螺钉10将其一端与进水槽外壁上连接件14相连接。另一端以一定的倾角与下部的第一底板3相连接；螺栓连接处均设有橡胶垫片11。复合纳米泡沫铜部件与配水槽8外壁以及第一底板3一并构成了储油室4，储油室4一端与排油管相连通。

油水分离系统的下侧设置了集水槽2，集水槽2一端与排水管1相连通。

本发明实施例中，油水分离系统的倾角在一定范围内可以调节。

可选的，油水分离设备的角度可调系统是通过配水槽侧壁的竖直向移动和第二底板的水平向移动来实现。配水槽侧壁叠板的上下移动实现了油水分离设备的竖直向移动；与侧壁相连接的第二底板的水平向移动实现了油水分离设备的水平向移动。其中，配水槽侧壁叠板上的定位螺丝可以确保竖直向的定值移动，第二底板定距离的螺丝孔确保了水平向的定值移动。

本发明实施例中，油水分离系统的倾角以5度为梯度进行调动，并且第一底板的螺孔12的水平距离和配水槽8的侧壁叠板部的螺孔12的竖向距离都是以5度的调动来对应设置。

本发明实施例中，油水分离设备的角度可调系统是通过配水槽8的侧壁的竖直向移动和第二底板9的水平向移动来实现。配水槽8的侧壁叠板部15上开设了螺孔12，叠板部15上螺孔12的上下错位对接实现油水分离设备的竖直向移动；与侧壁垂直焊接的第二底板9在水平向上定值开设了不同位置的螺孔12，第二底板9不同位置的螺孔12分别与不同位置处的螺栓相连接实现了油水分离设备的水平向移动。其中，叠板竖向螺栓孔之间的距离，以及第二底板9水平向螺栓孔之间的距离都是根据倾角以5度为一个梯度的调整来设置的。叠板的上移，第二底板9的左移实现了倾角的增大，相反的移动可实现角度的减小。

本发明实施例中，竖向叠板间的密封垫圈和水平向底板间的密封垫圈均采用橡胶材料制成；竖向叠板部15分的缝隙采用柔性密封材料13填缝。

本发明实施例中，以配水槽8为中心，三角溢流堰7、油水分离系统、油水收集系统对称设置。

本发明实施例的装置可同时实现含油水体中，乳化油的破乳、分离、收集，以及水体收集。

本发明实施例中，与进水方向垂直的方向上对称设置了三角溢流堰的布水系统。

本发明实施例中，竖向叠板间的密封垫圈和水平向底板间的密封垫圈均采用橡胶材料制成。

综上，本发明公开的石油、煤化工废水中乳化油的回收装置，实现了油水分离、水收集、油收集的同步进行，并且油水分离系统的角度可调系统能使该装置更好的适用于含油浓度不同水体的油水分离。布满配水槽的含油水体经两侧的溢流堰均匀、稳定的流向左右的油水分离系统，含油水体的水分在超疏水、超亲油泡沫铜材料的疏水性能作用下，以及水体自身的重力作用下，很快流向下部的集水槽；而含油水体中的油分在超疏水、超亲油泡沫铜材料的超亲油性能作用下很快布满泡沫铜的网孔，布满于泡沫铜网孔的油类物质在下层超疏油泡沫铜材料的疏油性能作用下，以及油类物质自身重力作用下很快分离与下部的储油室。另外，含油浓度低的水体，由于油类物质浓度小，使其不能很快布满泡沫铜的网孔，部分水体可能会穿过网孔流向储油室，为了避免此问题，油水分离系统的倾角应向大调整，以便减小水体重力沿油水分离系统垂向的分量，促使水体的快速流动，避免水体击穿网孔；反之亦然。

本发明实施例的一种石油、煤化工废水中乳化油的回收装置的操作方法，包括以下步骤：

将所述回收装置安装于水平地面；

经去除悬浮物、漂浮物、浮油和油泥的煤化工废水由进水管送入配水槽；

布满配水槽的含油水体经两侧的三角溢流堰均匀、稳定的流向左右的油水分离系统，油水分离系统上层超疏水、超亲油泡沫铜材料的疏水性能和超亲油性能可实现油包水、水包油的破乳功能，其中，水分在其疏水性能的作用下，以及水体自身的重力作用下，很快流向下部的集水槽；油分在其超亲油性能的作用下很快布满泡沫铜的网孔，布满于泡沫铜网孔的油类物质在下层超疏油泡沫铜材料的疏油性能作用下，以及油类物质自身重力作用下很快分离与下部的储油室，从而避免了上部泡沫铜网孔的堵塞，实现了设备的连续运行。

本发明的操作方法中，含油浓度低的水体，由于油类物质浓度小，使其不能很快布满泡沫铜的网孔，部分水体可能会穿过网孔流向储油室，为了避免此问题，油水分离系统的倾角应向大调整，以便减小水体重力沿油水分离系统垂向的分量，促使水体的快速流动，避免水体击穿网孔，反之亦然。

本发明具体实施例中，整个储水箱体用不锈钢制作，尺寸为：长×宽×高＝2000×1000×310mm；油水分离系统中超疏水、超亲油纳米泡沫氧化铜和超疏油纳米泡沫氧化铜的尺寸均为：长×宽＝2000mm×400mm，厚度均为2mm。配水槽尺寸为：长×宽×高＝2000×210×210mm，配水槽下部与第一底板焊接。本发明实施例中，油水分离系统倾角取了固定值30度，油水分离系统以30度的倾角与配水槽外壁连接件、底板连接件、储水箱体侧壁连接件相连接，连接方式为螺栓连接，并在螺栓连接处垫有密封橡胶垫片，并且利用玻璃胶对接缝处进行了进一步的密封。进水管采用DN 60mm的PVC管，排水管及排油管均采用DN 40mm的PVC管，集水槽的尺寸为：长×宽×高＝2000×50×50mm。

本发明实施例中，利用上述尺寸的回收装置处理了去除浮油及油泥的实际煤焦废水，处理规模为：0.5t/h，进水油类物质的浓度为300mg/L，经油水分离设备的处理后，经测定油类物质的浓度为29mg/L，去除率为90％左右。该装置连续运行30天，油水分离设备未出现堵塞等异常现象。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于石油、煤化工废水的乳化油回收装置，其特征在于，包括：

原水布水系统，包括：配水槽(8)；所述配水槽(8)设置有进水管(18)，用于向配水槽(8)通入废水；所述配水槽(8)设置有溢流堰，用于在废水布满配水槽(8)时溢出废水；

油水分离系统，包括：复合纳米泡沫铜部件；所述复合纳米泡沫铜部件倾斜设置于所述配水槽(8)的外壁上，用于作为溢流堰溢出废水的流道并进行油水分离；所述复合纳米泡沫铜部件中，按照油渗透的方向依次设置超疏水、超亲油泡沫铜材料层(6)和超疏油泡沫铜材料层(5)。

2.根据权利要求1所述的一种用于石油、煤化工废水的乳化油回收装置，其特征在于，复合纳米泡沫铜部件的倾斜角度可调。

3.根据权利要求2所述的一种用于石油、煤化工废水的乳化油回收装置，其特征在于，复合纳米泡沫铜部件的倾斜角度调节时，以5度为梯度进行调动。

4.根据权利要求1所述的一种用于石油、煤化工废水的乳化油回收装置，其特征在于，所述溢流堰为三角溢流堰(7)，布置于与进水方向垂直的方向上。

5.根据权利要求1所述的一种用于石油、煤化工废水的乳化油回收装置，其特征在于，还包括：

集水槽(2)，用于收集复合纳米泡沫铜部件分离获得的水；

储油室(4)，用于收集复合纳米泡沫铜部件分离获得的油。

6.根据权利要求1所述的一种用于石油、煤化工废水的乳化油回收装置，其特征在于，还包括：储水箱；

所述储水箱的底板内壁固定设置有第一底板(3)；所述第一底板(3)上设置有多个预设安装位，用于调整复合纳米泡沫铜部件的倾斜角度；每个预设安装位均设置有若干连接孔；

所述配水槽(8)包括：第一侧板和第二侧板；第一侧板和第二侧板分别通过连接孔安装在第一底板(3)的预设安装位上；其中，第一侧板、第二侧板与其两端的储水箱内壁共同构成所述配水槽(8)。

7.根据权利要求6所述的一种用于石油、煤化工废水的乳化油回收装置，其特征在于，第一侧板和第二侧板均包括：第二底板(9)、第一竖板和第二竖板；第二底板(9)通过连接孔安装在第一底板(3)的预设安装位上；第一竖板的底端固定设置于第二底板(9)上，第一竖板的顶部及第二竖板的底部预设有多个连接安装孔，用于实现第一竖板和第二竖板的固定连接及第二竖板高度的调整；第二竖板的外壁上设置有第一连接件，用于连接复合纳米泡沫铜部件。

8.根据权利要求7所述的一种用于石油、煤化工废水的乳化油回收装置，其特征在于，所述第一底板(3)设置有第二连接件；

复合纳米泡沫铜部件的顶端与第一连接件相连接，底端与第二连接件相连接，连接处设置有密封材料或密封垫片；

第一竖板与第二竖板的连接处构成叠板部(15)，所述叠板部(15)设置有密封材料或密封垫片；

第二底板(9)与第一底板(3)的连接处设置有密封材料或密封垫片。

9.一种用于石油、煤化工废水的除油系统，其特征在于，包括：权利要求1至8中任一项所述的乳化油回收装置。

10.一种用于石油、煤化工废水的乳化油回收方法，其特征在于，基于权利要求1至8中任一项所述的乳化油回收装置；所述乳化油回收方法包括以下步骤：

经去除悬浮物、漂浮物、浮油和油泥的石油、煤化工废水由进水管(18)送入配水槽(8)；

布满配水槽(8)的含油水体经溢流堰流向油水分离系统；

在油水分离系统中，通过超疏水、超亲油泡沫铜材料层(6)的疏水性能和超亲油性能，实现油包水、水包油的破乳功能；油分在超亲油性能的作用下布满泡沫铜的网孔；

布满于泡沫铜网孔的油类物质，在超疏油泡沫铜材料层(5)的疏油性能作用以及油类物质自身重力作用下实现分离，防止堵塞。

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