CN112110519A - 一种厨余垃圾油水分离装置及油水分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种厨余垃圾油水分离装置及油水分离方法，该装置包括油水分离箱和油水分离箱外侧的夹套层，油水分离箱内包括第一挡板和第二挡板，将油水分离箱分隔为滤料室、油水分离室和溢水室，滤料室内设置滤料层，油水分离室内设置平行且倾斜布置的多块聚油板，油水分离箱外侧底部设置有超声波振板，油水分离箱的相对两侧壁的下部设置有进水口和出水口。本发明利用物理方法提高分离装置内温度并辅以超声波破乳，加速油水小液滴分离，继而通过滤料层和聚油板使得小颗粒油珠不断碰撞、聚结，形成大尺寸油珠，加速油水分离；本发明不仅能简易高效低能耗的将餐厨废水中油水分离，提升除油率，而且无需添加药剂也不会对水质造成二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾废水油水分离技术领域，具体涉及一种厨余垃圾油水分离 装置及油水分离方法。
背景技术
国家经济的快速发展和居民生活水平的不断提高，推动各城市的餐饮业进 入了快速发展阶段，但同时也使城市面临“垃圾围城”的境况，大量的厨余垃 圾严重影响城市环境，不仅严重阻碍了城市化发展，而且危害人类健康。我国 餐厨垃圾中含有大量的水和动植物油脂，这些油脂发酵极易产生毒性超过砒霜 100倍的致癌物质——黄曲霉素，因此需对餐厨废水进行无害化处置，抑制病菌 的产生和传播，防止其对环境产生二次污染。
餐厨废水的处置首先需对废水进行油水分离处理，目前常用的油水分离方 法有气浮法、絮凝法、电化学法等，但是这些油水分离方法均存在一些缺陷： 气浮法要求被处理废水中存在大量细微气泡，使油脂物质呈悬浮状态，且要求 废水中的油脂含量高，但该方法易造成设备的堵塞，影响运行的稳定性；絮凝 法又称凝聚法，需向废水中投加一定比例的絮凝剂，产生亲油性的絮状物，使 微小的油脂液滴吸附其上，产生沉淀，但该方法引入的化学药剂易对水质产生 二次污染；电化学方法利用电能可有效的达到油水分离的目的，但该方法需消 耗大量的电能，使得餐厨垃圾的处置成本增加。因此，期望提供一种有效且环境友好的油水分离方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种餐厨废水油水分离器， 本发明不仅能简易高效的将餐厨废水中油水分离，提升除油率，而且利用物理 方法将油脂聚结，显著的降低了电能的消耗，无需添加药剂也不会对水质造成 二次污染。
为了解决现有技术中所存在的问题，本发明采用以下技术方案：
一种餐厨废水油水分离器，包括油水分离箱和设置在所述油水分离箱外侧 的夹套层，所述油水分离箱内包括第一挡板和第二挡板，所述第一挡板和第二 挡板将所述油水分离箱分隔为按照流体方向依次布置的滤料室、油水分离室和 溢水室，所述滤料室内设置滤料层，所述油水分离室内设置平行且倾斜布置的 多块聚油板，所述油水分离箱外侧底部设置有超声波振板，所述油水分离箱的 相对两侧壁的下部设置有进水口和出水口。
优选地，所述聚油板与所述油水分离箱底部平面的倾斜夹角为15～20°；所 述聚油板两两之间的距离为5-8mm，更优选地，所述聚油板两两之间的距离为 5mm；所述聚油板的厚度为3-5mm；所述述聚油板的材质为亲油性的玻璃钢。
优选地，所述聚油板通过卡槽结构与所述油水分离箱的侧壁连接。聚油板 可从油水分离箱中取出，便于定期清洗或更换。
优选地，所述超声波振板产生的功率为30-40W。
优选地，所述油水分离箱的壳体材质为304不锈钢材料。
优选地，所述第一挡板从所述油水分离箱的底部向上延伸，所述第二挡板 从所述油水分离箱的顶部向下延伸。
优选地，还包括从所述油水分离箱的底部向上延伸第三挡板，所述第三挡 板与所述第二挡板之间具有允许废水流过的开口。如此设置，有利于油水分离 箱内的油水分层。
优选地，所述夹套层内设置传热介质，传热介质的温度设置为40-60℃。
优选地，所述滤料层的滤料为陶沙、陶粒、石英砂、玻璃颗粒中的任一种 或几种；所述滤料的粒径为3-5mm，更优选地，所述滤料的粒径为4mm。
本发明还提供一种厨余垃圾油水分离方法，使用上述的油水分离装置进行 油水分离，包括如下步骤：S1，向夹套层内通入温度为40-60℃的介质，对油 水分离箱进行预热；S2，开启超声波振板，设置超声波的功率为30-40W；S3， 打开进水口的阀门，将厨余废水由进水口引入油水分离箱内；S4，打开出水口 阀门，去除油脂的废水经出水口排出。
本发明提供的油水分离装置的油水分离原理及部分有益技术效果如下：
餐厨废水由进水口进入油水分离器，废水在经过滤料层的过程中，由于滤 料颗粒的堆积形成很多孔道，使得废水在流过滤料层时并不是以直线运动，含 油废水中分散的悬浮油珠在孔道内发生碰撞、聚集作用，促进穿过滤料层的废 水中小尺寸粒径油滴变为大尺寸油珠。含油珠的废水进入聚油板时，油珠的密 度小于水的密度，则废水中油滴所受的重力小于浮力，因此流经聚油板的油滴 颗粒在浮力的推动下逐渐上浮达到液面，分布在废水中的油珠颗粒在上浮和流 动过程中与聚油板发生碰撞或者附着现象，使得油珠粒径迅速变大，有效的提 升油水分离效率。聚油板之间的距离越近，可去除的油珠颗粒越小，分离的进 度越高。因此通过增加聚油板增加有效分离面积，减少油珠的上浮高度，从而 减少上浮时间。将聚油板斜向放置，能够增加废水在聚油板之间的停留时间， 为油珠的上浮聚结提供最佳条件。废水在流经油水分离器的过程中，通过控制 夹套内水介质的温度有效的调控油水分离问题，较高的温度可有效的破坏乳状 液的稳定，提升油珠的上浮速度。餐厨废水中由于表面活性剂的存在，使得废 水中的油水形成乳状液，增加了油水分离的难度，因此在油水分离器的底部设 置超声波振板，利用超声在适当的功率密度下将废水中的乳状液破乳，有效的 促进油水分离。
本发明提供的餐厨废水(厨余废水)经油水分离过程中，均采用物理处置 方法，无需添加化学药剂。该处理方式不仅能简易高效的将餐厨废水中油水分 离，提升除油率，而且利用物理方法将油脂聚结，能显著的降低了电能的消耗， 无需添加药剂也不会对水质造成二次污染。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描 述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明油水分离装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但并不因此而限制本发明，需要 说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间 可以任意组合形成新的实施例。下述实施例中涉及的操作方法，如无特别说明， 均为常规方法；所采用的材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
图1示出了本发明油水分离装置的示意性结构，如图1所示，本发明提供 的油水分离装置，包括油水分离箱3，油水分离箱3为密闭的箱体，可在箱体顶 部设置开口，以便于在箱体内部安装或取出部件。箱体外侧壁四周设置有夹套 层5。油水分离之前，向夹套层5内通入温度为40-60℃的介质(例如，水介 质)对油水分离箱进行预热，以加快形成乳状液液滴的布朗运动，降低废水流 动过程的黏度，间接减小液滴布朗运动的阻力，增强油珠的聚集能力，降低乳 状液的稳定性，从而有效的破乳，同时高温也有效的提升油珠上浮的速度。
油水分离箱3两侧下部位置处分别设置进水口1和出水口6，进水口1和出 水口6穿过夹套层5与油水分离箱3连通。油水分离箱3的内部设置第一挡板8、 第二挡板9和第三挡板10，油水分离箱3被三个挡板分隔为三个仓室，滤料室 A、油水分离室B和溢水室C。
滤料室A中设置有滤料层2，滤料层2设置于进水口1的上部，且滤料层2 高度低于第一挡板8高度。在本发明的一个具体实施例中，滤料层2的厚度为 分离器箱3高度的1/3，宽度为高度的1/4，滤料层2中的滤料可为陶沙、陶粒、 石英砂、玻璃颗粒中的任一种，滤料颗粒的粒径为4mm，废水在经过滤料层2 的过程中，由于滤料颗粒的堆积形成很多孔道，使得废水在流过滤料层2时并 不是以直线运动，含油废水中分散的悬浮油珠在孔道内发生碰撞、聚集作用， 促进穿过滤料层2的废水中小尺寸粒径油滴变为大尺寸油珠。此外，滤料层2还将垃圾废水的大粒径物料进行过滤，阻止进入油水分离室B。
油水分离室B内设置一系列倾斜设置的聚油板4，聚油板4为亲油性的玻 璃钢，聚油板4与水平面的角度为15～20°，聚油板4之间的距离为5-8mm， 聚油板4的厚度为3-5mm，聚油板4与油水分离箱3的内侧壁连接，例如，通 过卡槽方式固定在油水分离箱3的内侧壁上。含大尺寸油珠的废水进入聚油板4 时，油珠的密度小于水的密度，则废水中油滴所受的重力小于浮力，因此流经 聚油板4的油滴颗粒在浮力的推动下逐渐上浮达到液面，分布在废水中的油珠 颗粒在上浮和流动过程中与聚油板4发生碰撞或者附着现象，使得油珠粒径迅 速变大，有效的提升油水分离效率。聚油板4之间的距离越近，可去除的油珠 颗粒越小，分离的精度越高。因此通过增加聚油板4增加有效分离面积，减少 油珠的上浮高度，从而减少上浮时间。将聚油板4斜向放置，能够增加废水在 聚油板4之间的停留时间，为油珠的上浮聚结提供最佳条件。
油水分离箱3的底部还布置有超声波振板7。整个油水分离过程通过分离器 箱3底部的超声波振板7产生的超声波辅助油水分离，超声波振板7产生功率 大于30W的超声波，利用超声波在适当的功率密度下将废水中的乳状液破乳； 然而超声波的功率密度不易过大，易产生空化作用。
在本发明的优选实施例中，油水分离装置的油水分离箱3为304不锈钢材 质，该材料可抑制废水中大量盐离子存在时形成简易电池而造成壳体锈蚀。
本发明提供的油水分离方法，包括如下步骤：(1)向夹套层5内通入温度 为40-60℃的介质(例如，水介质)对油水分离箱进行预热；(2)开启超声 波振板7，超声波的功率设置为30-40W；(3)将厨余废水由进水口1引入油 水分离箱3内；(4)待油水分离箱3内水面高度高于第三挡板10的高度时， 打开出水口6阀门，去除油脂的废水经出水口6排出。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解： 在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、 替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种厨余垃圾油水分离装置，其特征在于，包括油水分离箱(3)和设置在所述油水分离箱(3)外侧的夹套层(5)，所述油水分离箱(3)内包括第一挡板(8)和第二挡板(9)，所述第一挡板(8)和第二挡板(9)将所述油水分离箱(3)分隔为按照流体方向依次布置的滤料室、油水分离室和溢水室，所述滤料室内设置滤料层(2)，所述油水分离室内设置平行且倾斜布置的多块聚油板(4)，所述油水分离箱(3)外侧底部设置有超声波振板(7)，所述油水分离箱(3)的相对两侧壁的下部设置有进水口(1)和出水口(6)。
2.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾油水分离装置，其特征在于，所述聚油板(4)与所述油水分离箱(3)底部平面的倾斜夹角为15～20°；所述聚油板(4)两两之间的距离为5-8mm；所述聚油板(4)的厚度为3-5mm；所述述聚油板(4)的材质为亲油性的玻璃钢。
3.根据权利要求2所述的一种厨余垃圾油水分离装置，其特征在于，所述聚油板(4)通过卡槽结构与所述油水分离箱(3)的侧壁连接。
4.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾油水分离装置，其特征在于，所述超声波振板(7)产生的功率为30-40W。
5.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾油水分离装置，其特征在于，所述油水分离箱(3)的壳体材质为304不锈钢材料。
6.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾油水分离装置，其特征在于，所述第一挡板(8)从所述油水分离箱(3)的底部向上延伸，所述第二挡板(9)从所述油水分离箱(3)的顶部向下延伸。
7.根据权利要求6所述的一种厨余垃圾油水分离装置，其特征在于，还包括从所述油水分离箱(3)的底部向上延伸第三挡板(10)，所述第三挡板(10)与所述第二挡板(9)之间具有允许废水流过的开口。
8.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾油水分离装置，其特征在于，所述夹套层(5)内设置传热介质，传热介质的温度设置为40-60℃。
9.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾油水分离装置，其特征在于，所述滤料层(2)的滤料为陶沙、陶粒、石英砂、玻璃颗粒中的任一种或几种；所述滤料的粒径为3-5mm。
10.一种厨余垃圾油水分离方法，其特征在于，使用权利要求1-9任一项所述的油水分离装置进行油水分离，包括如下步骤：
S1，向夹套层(5)内通入温度为40-60℃的介质，对油水分离箱(3)进行预热；
S2，开启超声波振板(7)，设置超声波的功率为30～40W；
S3，打开进水口(1)的阀门，将厨余废水由进水口(1)引入油水分离箱(3)内；
S4，打开出水口(6)阀门，去除油脂的废水经出水口(6)排出。
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