CN112591848A - 一种含油污水的油水分离方法及分离系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含油污水的油水分离方法，方法包括如下步骤：S1、在含油污水中加入表面活性剂，以获得第一混合物，其中表面活性剂的至少一部分具有亲水性，并且另一部分具有亲油性；S2、对所述活性剂施加第一力，以对第一混合物进行一次分离以获得第二混合物，其中第二混合物包括油和表面活性剂的混合物；S3、对所述第二混合物中的表面活性剂施加第二力，以对所述油和表面活性剂的混合物进行二次分离。本发明所提供的含油污水的油水分离方法，利用磁场进行二次分离，将与一部分亲水一部分亲油的表面活性剂结合的水和油分别分离出来，大大提高了油水分离的效果，分离得到的水、油、表面活性剂可进行二次利用，该方法更加环保节能。
Description
技术领域
本发明涉及油水分离技术领域，具体涉及一种含油污水的油水分离方法及分离系统。
背景技术
随着社会的发展，油类逐渐侵入到水体，形成含油污水，含油污水来源广，主要来源于工业生产和人类生活，工业生产产生了大量的含油污水，如石油开采、加工、提炼和运输过程中产生的污水，机械制造中的轧钢水、冷却润滑液，运输工业中的机车污水、铁路洗油罐污水，以及洗毛厂的洗毛污水等，其共同特点是成分复杂，生活含油污水主要来源于食堂、饭店，相比工业含油污水，量比较小。
未经处理的含油污水危害巨大，鉴于含油污水一般具有高XOD值、有色、有味、易燃、易氧化分解和难溶于水等特点，直接将含油污水排入水体会对水体造成严重影响，当水面油膜厚度大于1微米时就会隔绝空气与水体间的气体循环，导致水体溶氧量下降，造成水质恶化，产生恶臭，水中生物因缺氧而死亡，并导致鱼类、贝类等因变味而不可食用，如果海上鸟类体表黏上溢油，将会丧失飞行能力，造成鸟类大量死亡。此外，含油污水也会污染大气和土壤，直接影响人类健康和农作物生长。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种含油污水的油水分离方法及分离系统，用于更方便的分离含油污水中的油和水，以解决现有技术中含油污水未经处理排放所导致的环境问题。
本发明的目的在于，提供一种含油污水的油水分离方法，所述方法包括如下步骤：S1、在含油污水中加入表面活性剂，以获得第一混合物，其中所述表面活性剂的至少一部分具有亲水性，并且另一部分具有亲油性；S2、对所述表面活性剂施加第一力，以对所述第一混合物进行一次分离以获得第二混合物，其中所述第二混合物包括油和表面活性剂的混合物；S3、对所述第二混合物中的表面活性剂施加第二力，以对所述油和表面活性剂的混合物进行二次分离。
本发明所提供的含油污水的油水分离方法，还具有这样的特征，所述第二力的强度大于所述第一力的强度。
本发明所提供的含油污水的油水分离方法，还具有这样的特征，所述表面活性剂具有磁性。
本发明所提供的含油污水的油水分离方法，还具有这样的特征，利用磁场进行所述第一次分离和第二次分离。
本发明所提供的含油污水的油水分离方法，还具有这样的特征，所述S1在混合装置中进行，所述混合装置用于将所述含油污水和所述表面活性剂充分混合。
本发明所提供的含油污水的油水分离方法，还具有这样的特征，所述方法还包括在S1前对所述含油污水进行预处理，所述预处理为静置分层，分层所得下层为经过预处理后的含油污水。
本发明所提供的含油污水的油水分离方法，还具有这样的特征，所述预处理还包括加热，加热温度为40-50℃。
本发明所提供的含油污水的油水分离方法，还具有这样的特征，所述S2中分离出来的水存储至净化水储槽，所述S3中分离出来的油存储至污油储槽。
本发明所提供的含油污水的油水分离方法，还具有这样的特征，所述S3所得表面活性剂存储至表面活性剂储槽，待重复利用。
本发明的另一目的在于提供一种含油污水的油水分离系统，所述装置包括：一次分离设备，用于分离加入表面活性剂的含油污水，分离后得到水以及油和表面活性剂的混合物；二次分离设备，所述二次分离设备与所述一次分离设备连接，用于分离上述油和表面活性剂的混合物，分离后得到油和表面活性剂。
本发明所提供的含油污水的油水分离系统，还具有这样的特征，所述一次分离设备包括用于进行油粒分离的一次分离槽和设置在所述一次分离槽中的一次吸附装置。
本发明所提供的含油污水的油水分离系统，还具有这样的特征，所述一次分离设备包括多个串联设置的一次分离槽。
本发明所提供的含油污水的油水分离系统，还具有这样的特征，所述二次分离设备包括用于进行油粒分离的二次分离槽、设置在所述二次分离槽内的二次吸附装置和搅拌装置。
本发明所提供的含油污水的油水分离系统，还具有这样的特征，所述二次分离设备还包括设置在所述二次分离槽上的辅助添加装置，所述辅助添加装置设有控制阀，所述辅助添加装置所添加的辅助剂被配置为辅助油粒与表面活性剂分离的试剂。
本发明所提供的含油污水的油水分离系统，还具有这样的特征，所述二次分离设备还包括用于加热二次分离槽内液体的加热装置。
本发明所提供的含油污水的油水分离系统，还具有这样的特征，所述装置还包括将所述含油污水和表面活性剂混合的混合器，用于将所述含油污水和表面活性剂混合均匀，使得所述含油污水和表面活性剂的混合物呈乳化状态。
本发明所提供的含油污水的油水分离系统，还具有这样的特征，所述装置还包括设置在所述混合器之前的储罐，用于存储含油污水，所述储罐的下方设有出液口，所述出液口与所述混合器的进液口连接。本发明所提供的含油污水的油水分离系统，还具有这样的特征，所述出液口设有加热器，用于加热含油污水。
本发明所提供的含油污水的油水分离系统，还具有这样的特征，所述储罐之前还设有含油污水清洗设备，用于对含油污水进行清洗和过滤杂质。
本发明所提供的含油污水的油水分离系统，还具有这样的特征，所述装置还包括与所述混合器和所述二次分离设备分别连接的表面活性剂储槽，所述表面活性剂储槽用于存储二次分离设备分离出的表面活性剂，并将所述表面活性剂储槽中存储的表面活性剂加入混合器重复利用。
本发明所提供的含油污水的油水分离系统，还具有这样的特征，所述装置包括与所述一次分离设备连接的净化水储槽以及与所述二次分离设备连接的污油储槽，所述净化水储槽用于存储一次分离设备分离出的水，所述污油储槽用于存储二次分离设备分离出的油。
有益效果
本发明所提供的含油污水的油水分离方法，利用磁场进行二次分离，将与一部分亲水一部分亲油的表面活性剂结合的水和油分别分离出来，大大提高了油水分离的效果，分离得到的水、油、表面活性剂可进行二次利用，该方法更加环保节能。
本发明所提供的含油污水的油水分离系统，设有一次分离设备和二次分离设备，分别将水和油与添加的表面活性剂分离，油水分离效果好，该分离系统分离的水和油可二次利用，分离效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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。
图1为本发明实施例所提供的含油污水的油水分离系统的结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的含油污水的分离方法的流程图；
图3为本发明实施例所提供的含油污水的分离装置的一次分离设备的结构示意图；
图4为本发明实施例所提供的含油污水的分离装置的二次分离设备的结构示意图。
其中，1：一次分离槽；2：一次吸附装置；3：进液管；4：二次分离槽；5：搅拌装置；6：二次吸附装置；7：磁盘；8：刮泥条；9：兜泥条。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明所提供的含油污水分离系统作具体阐述。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
如图1所示，为本发明所提供的含油污水的油水分离系统，该装置包括一次分离设备和二次分离设备，一次分离设备用于分离加入表面活性剂的含油污水，经过一次分离设备分离得到水和第二混合物，其中第二混合物为油和表面活性剂的混合物，二次分离设备与一次分离设备连接，用于分离第二混合物，经过二次分离设备得到油和表面活性剂。该装置还包括混合器，混合器用于将含油污水和表面活性剂混合均匀，使得表面活性剂与含油污水中的水和油分别充分接触反应。
如图2所示，为本发明所提供的含油污水的油水分离方法的流程图，同时也是上述实施例所提供的油水分离系统的工作流程图，步骤如下：
S1：将含油污水和表面活性剂同时加入混合器，含油污水与表面活性剂在混合器中混合，对混合器中的混合物进行搅拌，使得含油污水和表面活性剂充分混合，表面活性剂更好的包裹住油，得到含油污水和表面活性剂混合均匀的第一混合物；其中，表面活性剂一部分亲水一部分亲油，
S2：将第一混合物加入一次分离设备，对表面活性剂施加第一力，得到水和第二混合物，其中第二混合物包括油和表面活性剂的混合物；
S3：将第二混合物加入二次分离设备，对第二混合物中的表面活性剂施加第二力，分别得到油和表面活性剂。
其中，第二力的强度大于第一力的强度，表面活性剂具有磁性，利用磁场进行第一次分离和第二次分离。第二力大于第一力的强度才能保证二次分离的结果，才能使得油和表面活性剂的分离更加准确。该实施例中的表面活性剂包括Janus颗粒。
该实施例先将含油污水和表面活性剂在混合器中进行混合，然后得到含油污水和表面活性剂混合均匀的第一混合物，再对第一混合物进行两次分离，基于表面活性剂一端亲水一端亲油的特性，将水、油和混合进去的表面活性剂分别分离，使得分离效果更好，分离得到的水、油和表面活性剂可进行二次利用，该分离装置的分离更加环保节能。
在本发明的部分实施例中，如图3所示，一次分离设备包括用于进行油粒分离的一次分离槽1和设置在所述一次分离槽1中的一次吸附装置2。一次分离设备包括多个串联设置的一次分离槽1。每个一次分离槽1内设有用于检测一次分离槽1液位的液位检测器，向一次分离槽1中输送含油污水的进液管3上设有进液调节阀，输出将油粒分离后剩余水的出液管上设有出液调节阀。一次分离设备还设有控制系统，控制系统接收液位检测器所监测的液位信息，根据该液位信息控制进液调节阀和出液调节阀的开关与液体流速。一次吸附装置2为电磁铁。
在上述实施例中，含油污水通过进液管道进入一次分离槽1，含油污水在一次分离槽1中静置一段时间后，一次吸附装置2将被表面活性剂吸附的油粒与水分离，水从出液管道排出一次分离槽1。从第一一次分离槽1中排出的水进入第二一次分离槽进行进一步分离，以此类推，含油污水在多个一次分离槽1中进行分离。液面检测器监控串联的每个一次分离槽1中的液位，控制系统根据每个分离槽中的液位分别控制分离槽中的进液管道个出液管道。串联的多个一次分离槽1可以使得分离效果更好，解决了现有问题中因磁性太弱导致的分离效果差的问题，提高了含油污水的处理效率。
在本发明的部分实施例中，如图4所示，二次分离设备包括用于进行油粒分离的二次分离槽4、设置在所述二次分离槽4内的二次吸附装置6和搅拌装置5。二次分离设备还包括设置在所述二次分离槽4上的辅助添加装置，所述辅助添加装置设有控制阀，所述辅助添加装置所添加的辅助剂被配置为辅助油粒与表面活性剂分离的试剂。所述辅助剂为原油或者低粘度的油等稀释剂。二次分离设备还包括用于加热二次分离槽4内液体的加热装置。二次分离设备还包括可旋转的磁盘7和刮泥组件，所述二次吸附装置6设置在磁盘7上，所述刮泥条组件被配置为用于将所述磁盘7上吸附的表面活性剂。所述刮泥组件包括可旋转的刮泥条8和兜泥条9，所述刮泥条8的旋转轴与所述磁盘7的旋转轴之间轴向平行，所述刮泥条8的旋转轴轴心与磁盘7的旋转轴轴心之间的距离大于所述磁盘7的半径，所述兜泥条9为弧形，且该弧形中心与刮泥条的8回转中心重合。二次吸附装置6包括电磁铁或永磁铁。
在上述实施例中，搅拌装置对液体的搅拌，加速了磁性材料与油粒的分离；作为稀释剂的原油相当于清洗装置，对混合液体进行了预清洗；二次吸附装置6将磁性材料吸附，与油粒进行分离，分离后的磁性材料与油粒可进行二次利用。磁性材料与油粒的混合液体进入二次分离槽4，通过搅拌装置，磁性材料与油粒分离，磁盘7在含油污水中顺时针转动，在磁场的作用下，磁性材料被吸附在磁盘7的表面，随着磁盘7的转动(正常运转时，兜泥条9是静止状态)，磁性材料被兜泥条9完全刮下，而刮泥条8沿着中心逆时针旋转，刮泥条8将兜泥条9中的磁性材料刮下，实现了从含油污水中分离出油粒的目的。永磁铁的设置增加了二次吸附装置6的磁性，使得二次吸附装置6设置在磁盘7上在二次分离槽4中转动一圈即能吸附到更多的磁性材料，该实施例将二次吸附装置6设置在了旋转的磁盘7上，并且配置了相应的刮渣设备，节省了取出吸附设备刮渣的工序，更方便快捷。
在本发明的部分实施例中，该设备还包括储罐，储罐设置在混合器之前，用于临时存储含油污水，含油污水在储罐中静置一段时间后，基于油和水的不同密度，储罐中会产生分层，上层为油，下层为未被分离的部分油和水。储罐中设有阶梯型挡板，含油污水从储罐上层进入的时候，经过阶梯型挡板会去掉部分浮油，含油污水在储罐中提留4小时左右，产生的分层能去掉大部分的浮油，为后续的油水分离减少压力，储罐的出液口设置在储罐下层。
在本发明的部分实施例中，储罐的出液口设有加热器，加热器的加热温度保持在40℃-50℃。通过加热器的含油污水在进入混合器中被加热，加热后的含油污水更易于与表面活性剂混合反应，解决了粘度较高所带来的混合不均匀的问题。
在本发明的部分实施例中，该装置还包括含油污水清洗设备，该装置设置在储罐之前，含油污水清洗器用清水对含油污水进行清洗，并可过滤部分大颗粒的泥沙以及杂质。
在本发明的部分实施例中，该装置还包括与一次分离设备相连的净化水储槽、与二次分离设备相连的污油储槽和表面活性剂储槽，净化水储槽、污油储槽和表面活性剂储槽分别存储两次分离所得到的水、油以及表面活性剂。表面活性剂储槽同时与混合器连接，分离得到的表面活性剂可二次利用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (21)
1.一种含油污水的油水分离方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：在含油污水中加入表面活性剂，以获得第一混合物，其中所述表面活性剂的至少一部分具有亲水性，并且另一部分具有亲油性；
S2：对所述表面活性剂施加第一力，以对所述第一混合物进行一次分离以获得第二混合物，其中所述第二混合物包括油和表面活性剂的混合物；
S3：对所述第二混合物中的表面活性剂施加第二力，以对所述油和表面活性剂的混合物进行二次分离。
2.根据权利要求1所述的油水分离方法，其特征在于，所述第二力的强度大于所述第一力的强度。
3.根据权利要求1所述的油水分离方法，其特征在于，所述表面活性剂具有磁性。
4.根据权利要求3所述的油水分离方法，其特征在于，利用磁场进行所述一次分离和二次分离。
5.根据权利要求1所述的含油污水的油水分离方法，其特征在于，所述S1在混合装置中进行，所述混合装置用于将所述含油污水和所述表面活性剂充分混合。
6.根据权利要求5所述的含油污水的油水分离方法，其特征在于，所述方法还包括在S1前对所述含油污水进行预处理，所述预处理为静置分层，分层所得下层为经过预处理后的含油污水。
7.根据权利要求3所述的含油污水的油水分离方法，其特征在于，所述预处理还包括加热，加热温度为40-50℃。
8.根据权利要求1所述的含油污水的油水分离方法，其特征在于，所述S2中分离出来的水存储至净化水储槽，所述S3中分离出来的油存储至污油储槽。
9.根据权利要求1所述的含油污水的油水分离方法，其特征在于，所述S3所得表面活性剂存储至表面活性剂储槽，待重复利用。
10.一种含油污水的油水分离系统，其特征在于，所述系统包括：
一次分离设备，用于分离加入表面活性剂的含油污水，分离后得到水以及油和表面活性剂的混合物；
二次分离设备，所述二次分离设备与所述一次分离设备连接，用于分离上述油和表面活性剂的混合物，分离后得到油和表面活性剂。
11.根据权利要求10所述的含油污水的油水分离系统，其特征在于，所述一次分离设备包括用于进行油粒分离的一次分离槽和设置在所述一次分离槽中的一次吸附装置。
12.根据权利要求11所述的含油污水的油水分离系统，其特征在于，所述一次分离设备包括多个串联设置的一次分离槽。
13.根据权利要求10所述的含油污水的油水分离系统，其特征在于，所述二次分离设备包括用于进行油粒分离的二次分离槽、设置在所述二次分离槽内的二次吸附装置和搅拌装置。
14.根据权利要求13所述的含油污水的油水分离槽，其特征在于，所述二次分离设备还包括设置在所述二次分离槽上的辅助添加装置，所述辅助添加装置设有控制阀，所述辅助添加装置所添加的辅助剂被配置为辅助油粒与表面活性剂分离的试剂。
15.根据权利要求13所述的含油污水的油水分离槽，其特征在于，所述二次分离设备还包括用于加热二次分离槽内液体的加热装置。
16.根据权利要求10所述的含油污水的油水分离系统，其特征在于，所述系统还包括将所述含油污水和表面活性剂混合的混合器，用于将所述含油污水和表面活性剂混合均匀，使得所述含油污水和表面活性剂的混合物呈乳化状态。
17.根据权利要求16所述的含油污水的油水分离系统，其特征在于，所述系统还包括设置在所述混合器之前的储罐，用于存储含油污水，所述储罐的下方设有出液口，所述出液口与所述混合器的进液口连接。
18.根据权利要求17所述的含油污水的油水分离系统，其特征在于，所述出液口设有加热器，用于加热含油污水。
19.根据权利要求17所述的含油污水的油水分离系统，其特征在于，所述储罐之前还设有含油污水清洗设备，用于对含油污水进行清洗和过滤杂质。
20.根据权利要求10所述的含油污水的油水分离系统，其特征在于，所述系统还包括与所述混合器和所述二次分离设备分别连接的表面活性剂储槽，所述表面活性剂储槽用于存储二次分离设备分离出的表面活性剂，并将所述表面活性剂储槽中存储的表面活性剂加入混合器重复利用。
21.根据权利要求10所述的含油污水的油水分离系统，其特征在于，所述系统包括与所述一次分离设备连接的净化水储槽以及与所述二次分离设备连接的污油储槽，
所述净化水储槽用于存储一次分离设备分离出的水，所述污油储槽用于存储二次分离设备分离出的油。
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