CN114477576A - 一种高浓度含油污水的除油系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种高浓度含油污水的除油系统及方法，属于含油污水处理技术领域。其特征在于：包括依次设置的旋流除油器（1）、超声波破乳反应器（5）和波纹除油装置（13），在超声波破乳反应器（5）上设置有超声波换能单元和超声波发生器；在超声波破乳反应器（5）的入口处设置有粒径检测仪（2），出口管路上分离检测器（8）和返回管路，返回管路的另一端连接超声波破乳反应器（5）的入口。在本高浓度含油污水的除油系统及方法中，同时通过旋流除油、超声波破乳以及沉降除油的组合方式对含油污水进行油水分离，可解决现有高浓度含油废水处理技术中除油技术油水分离效率低的问题，确保除油后的污水水质稳定。

Description

一种高浓度含油污水的除油系统及方法

技术领域

一种高浓度含油污水的除油系统及方法，属于含油污水处理技术领域。

背景技术

随着我国工业技术的不断发展，在石油开采、石油炼制、石油化工、油品贮运、机械制造、食品加工等行业中均会产生大量的含油污水。对含油污水处理的目的在于去除水中的悬浮物、油、添加剂以及其它可能造成系统腐蚀、结垢的不利成分；当今油水分离技术较多，常用的方法有重力分离法、空气浮选法、粗粒化法、过滤法、吸附法、超声波法等技术。由于废水中油滴粒径小于10μm的乳化油较难通多上述方式得到有效的去除，因此一方面需要在生产过程中注意减轻废水中有的乳化，一方面需要在处理的工程中减少用泵提升废水的次数，以免增加乳化程度。国内外采用的乳化油处理方法大致可分为拦截法、吸附法、和破乳法。破乳法和生化法，以上各种方法分别存在各自的不足之处：

（1）拦截法通过膜将乳化油从水中进行拦截，吸附法是采用吸附材料将水中的乳化油进行吸附，拦截法和吸附法均容易引起堵塞，现场操作难度大。（2）破乳法能够彻底将乳化油中的油和水分离开，但是化学破乳法需投加破乳剂、絮凝剂等化学药剂与乳化油进行混合，处理回收的油和化学药剂的化合物也是非常困难，容易产生二次污染。

超声波除油技术是一种新型的污水处理技术，其基本原理是：当超声波通过含有污水的溶液时，造成微小油滴随水一起振动，由于大小不同的粒子具有不同的相对振动速度，油滴将会互相碰撞，使油滴的体积增大。随后由于粒子已变大，不能随声波振动了，只做无规则运动，最后水中有滴凝聚并上浮。由于超声波在液体中具有良好的传导性，具有能量集中，穿透力强等优点，因此超声波除油方式的油水分离效果良好。

在现有技术中，在王晓猛等人所著的文献《电脱盐污水除油设施在常减压蒸馏装置中的应用》中提出了一种采用超声波辅助下的二级沉降分离和水力液-液旋流分离耦合技术的除油设施，但是该文献中的技术方案所提到的电脱盐污水直接进入超声波油水分离器，增加了超声波处理的能耗，而且电脱盐罐油水界位的高低直接影响污水除油设施的处理量以及超声波油水分离器的操作压力。在出现界位异常时需要将污水除油设施切除，待生产平稳后才能投入使用。说明在除油装置运行过程中易出现运行不稳定的状况。其次，超声波处理乳化油污水时，必须先通过实验以确定最佳的声波频率，否则可能出现超声粉碎效应，影响处理效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种同时通过旋流除油、超声波破乳以及沉降除油的组合方式对含油污水进行油水分离，可解决现有高浓度含油废水处理技术中除油技术油水分离效率低的问题，确保除油后的污水水质稳定，为后续的生化和深度处理创造良好的条件，有利于污水处理系统长期稳定运行的高浓度含油污水的除油系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该高浓度含油污水的除油系统，其特征在于：包括依次设置的旋流除油器、超声波破乳反应器和波纹除油装置，含油污水接入旋流除油器的入口，旋流除油器的污水出口连接超声波破乳反应器的入口，在超声波破乳反应器的入口处安装有用于对含油污水内油滴的粒径进行检测的粒径检测仪，粒径检测仪与控制器相连；在超声波破乳反应器上设置有超声波换能单元，超声波发生器与超声波换能单元相连，控制器与超声波发生器相连并对其输出频率和输出功率进行控制；

超声波破乳反应器的出口通过管路连接波纹除油装置的入口；在超声波破乳反应器的出口管路上分离检测器，分离检测器连接控制器；超声波破乳反应器的出口通过管路上还并联有返回管路，返回管路的另一端返回连接至粒径检测仪的入口。

优选的，所述的超声波破乳反应器包括一个立式的筒状壳体，所述的超声波换能单元包括设置在壳体外壁上的超声波换能器和设置在壳体内部的超声波换能棒；所述的超声波发生器包括与超声波换能器连接的高频可调超声波发生器和与超声波换能棒连接的低频可调超声波发生器。

优选的，所述的超声波破乳反应器壳体的内壁上设有螺纹状的导流凹槽。

优选的，所述的分离检测器包括一个可以容纳含油污水的透明容器以及一个对该容器中含油污水进行图像采集的装置，透明容器的两端分别通过由控制器控制的阀门与超声波破乳反应器的出口管路连通。

优选的，在所述波纹除油装置内部下方设置有布水器，超声波破乳反应器的出口通过管路连接布水器，布水器上方为可转动的多片波纹板，波纹板的上方为有由金属网填充的填充区。

优选的，自所述波纹除油装置的顶部向其内部安装有转动轴，转动轴在外部电动机的带动下转动，转动轴竖直进入波纹除油装置内部之后与波纹板固定。

优选的，还设置有污油储罐，所述旋流除油器波纹除油装置的油液出口同时接入污油储罐。

优选的，在所述旋流除油器的出口管路中安装由进水泵，在所述的返回管路中安装有循环泵，进水泵和循环泵与控制器连接。

一种高浓度含油污水的除油方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1001，含油污水以3.0~7.0m³/h的流速进入旋流除油器，在旋流除油器内0.3~1.0MPa的运行压力下进行旋流除油处理，旋流除油处理含油乳化油的污水自旋流除油器底部的排水口排出；

步骤1002，粒径检测仪对自旋流除油器排出的排水进行油滴粒径检测，并将检测数据送入控制器；控制器根据油滴粒径的大小控制超声波发生器的输出功率；

步骤1003，含油污水进入超声波破乳反应器内之前，由控制器根据油滴粒径调节超声波发生器的工作频率，可调超声波发生器通过超声波换能单元发出超声波，对含油污水进行超声波破乳处理，含油污水在超声波破乳反应器中破乳处理的时间为3~20分钟，然后经超声波破乳反应器的出口输出；

步骤1004，含油污水自超声波破乳反应器输出之后进入波纹除油装置，并在进入波纹除油装置的过程中流经分离检测器，由分离检测器对流经期内的含油污水进行图像采集，并将采集到的图像信息送入控制器；

步骤1005，控制器根据图像采集装置采集到的图像判断超声波破乳反应器的破乳效果是否合格，如果合格，执行步骤1007，如果不合格，执行步骤1006；

步骤1006，控制器控制超声波破乳反应器进入波纹除油装置的通道关闭并同时开启返回管路，自超声波破乳反应器输出的含油污水经返回管路返回超声波破乳反应器内，同时控制器发出信号，调整超声波发生器的输出功率，对含油污水返回油滴粒径检测仪之前，重复步骤1003，进行二次破乳处理；

步骤1007，自超声波破乳反应器输出的含油污水进入波纹除油装置内，进行沉降除油处理；

步骤1008，含油污水在波纹除油装置内完成沉降除油处理之后，完成油水分离。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

1、在本高浓度含油污水的除油系统及方法中，同时通过旋流除油、超声波破乳以及沉降除油的组合方式对含油污水进行油水分离，可解决现有高浓度含油废水处理技术中除油技术油水分离效率低的问题，确保除油后的污水水质稳定，为后续的生化和深度处理创造良好的条件，有利于污水处理系统长期稳定运行。

2、在本高浓度含油污水的除油系统及方法的超声波破乳反应器中，，螺旋进水的方式使水分布更加均匀；不同频率的超声波工具头内外的共同作用，强化了超声波的作用效果，大幅提升了油水分离速度和分离效果。同时，解决了传统的超声波破乳装置在使用完毕后，罐体的内壁上附着有较多的油污的问题。

3、将图像识别技术应用于污水处理工艺，可在短时间内实现对油水分离效果的预测，结合进水油滴粒径的分析，通过自动化控制系统实现对超声波处理单元的功率、频率等工艺参数的精准调控。准确控制含油污水的破乳程度，使除油装置应对冲击的能力显著提高，减轻了下游污水处置装置的压力。设备运行自动化程度高，便于管理。

4、在本高浓度含油污水的除油系统及方法中，使用的均为物理分离的方法，未使用任何破乳剂，絮凝剂等化学药剂，大幅降低了污水处理成本，是一种绿色环保的工艺，具有良好的经济效益和环境效益。

附图说明

图1为高浓度含油污水的除油系统结构示意图。

图2为高浓度含油污水的除油系流程图。

其中：1、旋流除油器 2、粒径检测仪 3、低频可调超声波发生器 4、控制器 5、超声波破乳反应器 6、高频可调超声波发生器 7、循环泵 8、分离检测器 9、污油储罐10、第一阀门 11、转动轴 12、填料区 13、波纹除油装置 14、布水器 15、第二阀门16、第三阀门 17、第四阀门 18、超声波换能器 19、超声波换能棒 20、进水泵。

具体实施方式

图1~2是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~2对本发明做进一步说明。

实施例1：

如图1所示，一种高浓度含油污水的除油系统（以下简称除油系统），包括依次放置的旋流除油器1、超声波破乳反应器5以及波纹除油装置13。含油污水通过管路接入旋流除油器1的入口。含油污水从切向进口以相对的压力或速度引入旋流除油器，油污水在旋流除油器1内高速运转，形成离心力场。在离心力的效果下，相对密度大的水被甩向周围，并朝着壁面往下运作，最终自底部的排水口排出并通过管路接入进水泵20的入口；密度较小的油迁移到中间并向上运作，最后从中心的溢流口排出，并通过管路接入污油储罐9内，达到油水分离的目地。

通过旋流除油器1主要用于去除油珠直径在15μm以上、油水相对密度差大于0.05，且非乳化的含油污水。进水泵20的出口通过管路连接超声波破乳反应器5的入口，含油污水在旋流除油器1内完成第一次油水分离后经进水泵20送入超声波破乳反应器5内。在进水泵20与超声波破乳反应器5的连接管路上安装有粒径检测仪2，粒径检测仪2用于对进入超声波破乳反应器5的含油污水内油滴的粒径进行检测，粒径检测仪2的输出端与控制器4相连。

在本除油系统中，超声波破乳反应器5包括立式的筒状壳体，在壳体的内壁上设有螺纹状的导流凹槽，对进水起到导流和强化旋流的作用。超声波破乳反应器5工作时，含油污水从反应器的顶端沿切线方向进入超声波破乳反应器5，沿导流槽旋流而下，从壳体底部切线方向出水。通过在壳体内壁上设置螺纹状的导流凹槽，延长了含油污水在反应器内的停留时间，减小装置体积，并能够使污水在反应器内均匀分布，确保了超声波作用效果均匀。

超声波破乳反应器5的壳体外壁上设置有不同频率的超声波换能器18，换能频率为60kHz~120kHz。通过实验研究表明：低频的超声波更适合从油含量高的乳化液中脱水，即油包水的状况；而高频的超声波适合穿透水层，使得污水乳状液内的分散的微小油珠聚集成团，形成大油滴，最终使油水两相分层析出，实现乳化油的去除。

在超声波破乳反应器5内部还设置有超声波换能棒19，超声波换能棒19由多个不同频率的钛合金超声波工具头串联而成，换能频率为20kHz~40kHz，不同频率的工具头交错排列，自上而下排布在超声波破乳反应器5的壳体内部。

设置在超声波破乳反应器5内部的超声波换能棒19通过导线与低频可调超声波发生器3相连，设置在超声波破乳反应器5外壁上的超声波换能器18通过导线与高频可调超声波发生器6相连。低频可调超声波发生器3和高频可调超声波发生器6均包括多个功率不同的超声波发生器，控制器4控制低频可调超声波发生器3内功率不同的超声波发生器工作，通过超声波换能棒19输出20kHz~40kHz低频超声波；控制器4控制高频可调超声波发生器6内功率不同的超声波发生器工作，通过超声波换能棒19输出60kHz~100kHz的高频超声波。在本高浓度含油污水的除油系统中，将频率为20kHz~40kHz的超声波定义为低频超声波；同时将频率超过40kHz的超声波定义为高频超声波。

超声波内外共同作用不仅强化了超声波破乳的效果，实现了功率、频率可调，且解决了传统的超声波破乳装置在使用完毕后，罐体的内壁上附着有较多的油污的问题。低频可调超声波发生器3和高频可调超声波发生器6均与控制器4连接，由控制器4控制低频可调超声波发生器3和高频可调超声波发生器6工作。

含油污水经过旋流出游器1进行油水分离进入超声波破乳反应器5之后，当超声波通过有悬浮油粒子的含油废水时，造成悬浮油粒子与含油废水介质一起振动，并产生“位移效应”，由于“位移效应”的存在，使含油废水中的油粒子不断向超声波的波腹或波节点移动，由于大小不同的油粒子具有不同的相对振动速度，油粒子将相互碰撞、粘合，使其体积和重量均增大，最后分离上浮，从而达到除油的目的。

含油污水在经过超声波破乳反应器5进行二次油水分离后其底部的出口通过管路同时连接第一阀门10、第二阀门15、第三阀门16和第四阀门17的一端，在第三阀门16和第四阀门17之间设置有分离检测器8，分离检测器8的两端分别连接第三阀门16和第四阀门17的另一端。第二阀门15的另一端通过管路接入波纹除油装置13内，第一阀门10的另一端通过管路连接循环泵7的入口，循环泵7的出口通过管路连接至粒径检测仪2的入口处，与进水泵20的出口管路汇于一处后再次经过粒径检测仪2进入超声波破乳反应器5内部。

分离检测器8包括一个可以容纳含油污水的透明容器以及一个对该容器中含油污水进行图像采集的装置（如工业相机、摄像器等）。上述的控制器4对第一阀门10、第二阀门15、第三阀门16和第四阀门17的开关状态进行控制，第三阀门16和第四阀门17开启时，自超声波破乳反应器5流出的含油污水进入分离检测器8，并由图像采集装置对含油污水进行图像采集，图像采集装置将采集到的图像信息送入上述的控制器4内，由控制器4对超声波破乳反应器5处理后的含油污水的破乳情况图像分析，具体分析步骤为：

步骤a，设计不同主频的窄带带通Gabor滤波器来提取图像纹理特征。对污水图片I（m，n）进行Gabor变换，得到一系列子带记为GT_l^k，其中l=1，2，…，L，L为最大分解层数；k=1，2，…，2n，2n为各层分解的方向数目。

步骤b，对得到的各子带采用非线性变换函数进行变换，通过低通滤波来降低相同纹理区域内特征的变换，增加不同区域的区别。

步骤c，将上述处理得的各子带GT_l^k对应的像素组成特征向量，即图像I中点(x，y)的特征向量为GT_l^1(x，y)，GT_l^1(x，y)，…GT_l^2n(x，y)，GT_L^1(x，y)，…，GT_L^2n(x，y)，对其进行纹理特征提取，形成污水图像不同区域的特征向量。

步骤d，使用SVM对特征向量进行二分类，从而实现污水图片油水分离的图像识别。

然后控制器4对破乳情况进行判断，若破乳效果不合格，则关闭第二阀门15，并开启第一阀门10，含油污水经超声波破乳反应器5输出后在循环泵7的带动下再次返回超声波破乳反应器5进行二次破乳处理，若破乳效果合格，则含油污水经超声波破乳反应器5输出后经过第二阀门15进入波纹除油装置13进行油水二次分离。

在波纹除油装置13内底部设置有布水器14，在布水器14的上方叠放有多片波纹板，波纹板由亲油疏水材料制成，自波纹除油装置13的顶部向其内部安装有转动轴11，转动轴11在外部电动机的带动下转动，转动轴11竖直进入波纹除油装置13内部之后与波纹板固定，转动轴11转动时进一步带动波纹板转动，波纹板的转动速度为50~100r/min。波纹板在转动时，使波纹除油装置13内部形成一个向上的离心作用，使整个分离体系内形成向上的冲力，加快小油滴颗粒之间的相互碰撞，是整个设备具有较高的油水分离效率，可稳定去除粒径大于20μm的油滴颗粒，分离后的污水从波纹除油装置13的排水口排出，沉淀的杂质从波纹除油装置13的排渣口排出，分离后的油滴上浮。

波纹板的上方为填料区12，在填料区12内填充有金属网材料的填料，上浮的油滴上浮经过填料区12，可以有效去除油脂分离过程中产生的油沫，油滴最终经过波纹除油装置13顶部的排油口排出进入污油储罐9内。经实验可知，通过本除油系统中的波纹除油装置13，与相同容积传统的相比油水分离时间缩短35％，同时能够避免含油污水经超声波破乳后长时间静置出现“返混”的现象。

如图2所示，利用上述除油装置实现的除油方法，具体包括如下步骤：

步骤1001，对含油污水进行旋流除油处理；

含油污水首先进入旋流除油器1，含油污水进入旋流除油器1时的流速为3.0~7.0m³/h，优选3.5~6.5m³/h。在旋流除油器1内运行时的运行压力为0.3~1.0MPa，优选为0.4~0.7MPa；较大粒径的油滴及杂质从上端的溢油槽排除通过泵进入污油储罐9，含油乳化油的污水自旋流除油器1底部的排水口排出。

步骤1002，分析含油污水的油滴粒径；

自旋流除油器1底部的排水口排出污水经过进水泵20送入超声波破乳反应器5内，在污水进入超声波破乳反应器5之前，由粒径检测仪2对污水中油滴粒径进行检测，并将检测数据送入控制器4。

步骤1003，对含油污水进行超声波破乳处理；

含油污水进入超声波破乳反应器5内之后，由控制器4根据油滴粒径调节高频可调超声波发生器6和低频可调超声波发生器3的工作频率，高频可调超声波发生器6通过超声波换能器18发出高频超声波，高频可调超声波发生器6通过超声波换能棒19发出低频超声波。多种频率的超声波换能器18环绕均匀的分布在筒壁外侧。含油污水从反应器的顶端沿切线方向进入超声波反应器，沿导流槽旋流而下，调整进水的流量，使含油污水在超声波破乳反应器5中停留3~20分钟，优选5~15分钟，污水从筒体底部切线方向流出，在内外超声波共同作用下完成破乳反应。含油污水在完成破乳反应之后自其底部的出口输出。

步骤1004，对破乳处理后的含油污水进行图像分析；

含油污水自超声波破乳反应器5输出之后分为两路，一路经由第二阀门15进入波纹除油装置13，另一路经由第四阀门17进入分离检测器8。含油污水进入分离检测器8内并静置1~3分钟之后由图像采集装置对含油污水进行图像采集，图像采集装置将采集到的图像信息送入上述的控制器4内，整个过程持续约5分钟。

步骤1005，破乳效果是否合格；

控制器4根据图像采集装置采集到的图像判断超声波破乳反应器5的破乳效果是否合格，如果合格，执行步骤1007，如果不合格，执行步骤1006。

步骤1006，调整破乳处理参数，进行二次破乳处理；

若破乳处理不合格，控制器4首先控制第二阀门15关闭，同时将第一阀门10开启，自超声波破乳反应器5输出的含油污水在循环泵7的作用下返回超声波破乳反应器5，进行二次破乳处理。同时控制器4调整高频可调超声波发生器6和低频可调超声波发生器3的功率，同时调整进水泵20的流量，重新进行破乳反应。并返回执行步骤1003。

步骤1007，对含油污水进行沉降除油处理；

若破乳处理合格，自超声波破乳反应器5输出的含油污水进入波纹除油装置13内，进行沉降除油处理。

步骤1008，完成油水分离；

含油污水在波纹除油装置13内完成沉降除油处理之后，分离后的污水从波纹除油装置13的排水口排出，沉淀的杂质从波纹除油装置13的排渣口排出，分离后的油滴上浮经过填料区12，最终经过波纹除油装置13顶部的排油口排出进入污油储罐9内，完成油水分离。

具体工作过程及工作原理如下：

在本实施例中，石油类含量为1200mg/L的含油污水中进入旋流除油器1，水流速为4.5m³/h，旋流除油器1内工作压力为0.5MPa，出水经检测油滴粒径0.5~1μm。此时低频可调超声波发生器3功率为300w，输出频率为20kHz的超声波，高频可调超声波发生器6功率为150w，输出频率为100kHz的超声波。

此时在超声波破乳反应器5内，超声波换能棒19由20kHz和30kHz的换能转换器工具头交替工作，超声波换能器18在80kHz和120kHz下工作，反应器内的反应时间为10min，反应温度为50℃。含油污水经过破乳后，经分离检测器8检测并由控制器4判断油水分离效果合格，因此含油污水进入波纹除油装置13内进行沉降除油。波纹除油装置13内波纹板转速为50r/min，分离时间20min，最后经波纹除油装置13输出的污水中石油类含量小于150mg/L。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中，含油污水的油水分离过程中参数不同。在本实施例中，石油类含量为2000mg/L的含油污水中进入旋流除油器1，水流速为6m³/h，旋流除油器1内工作压力为0.7MPa，出水经检测油滴粒径5~10μm。此时低频可调超声波发生器3功率为150w，输出频率为20kHz的超声波，高频可调超声波发生器6功率为150w，输出频率为60kHz的超声波。

此时在超声波破乳反应器5内，超声波换能棒19由20kHz和40kHz的换能转换器工具头交替工作，超声波换能器18在80kHz和60kHz下工作，反应器内的反应时间为15min，反应温度为70℃。含油污水经过破乳后，经分离检测器8检测并由控制器4判断油水分离效果合格，因此含油污水进入波纹除油装置13内进行沉降除油。波纹除油装置13内波纹板转速为80r/min，分离时间30min，最后经波纹除油装置13输出的污水中石油类含量小于200mg/L。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中，含油污水的油水分离过程中参数不同。在本实施例中，石油类含量为800mg/L的含油污水中进入旋流除油器1，水流速为5m³/h，旋流除油器1内工作压力为1.0MPa，出水经检测油滴粒径1~2μm。此时低频可调超声波发生器3功率为300w，输出频率为20kHz的超声波，高频可调超声波发生器6功率为70w，输出频率为60kHz的超声波。

此时在超声波破乳反应器5内，超声波换能棒19由30kHz和40kHz的换能转换器工具头交替工作，超声波换能器18在100kHz、80kHz和60kHz下工作，反应器内的反应时间为15min，反应温度为70℃。含油污水经过破乳后，经分离检测器8检测并由控制器4判断油水分离效果不合格，仍存在严重的乳化问题。此时控制器4控制自超声波破乳反应器5输出的含油污水经循环泵7再次返回，进行二次破乳。

由于油滴粒径变小于1μm，说明超声波作用强度过大，将低频超声波发生器功率调整为100w，将高频可调超声波发生器6功率调整为50w，频率调整为100kHz，反应时间调整为10min，再次进行检测时破乳效果合格，后达到油水分离的要求。因此含油污水进入波纹除油装置13内进行沉降除油。波纹板转速60r/min，分离时间20min，最后经波纹除油装置13输出的污水中石油类含量小于100mg/L。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种高浓度含油污水的除油系统，其特征在于：包括依次设置的旋流除油器（1）、超声波破乳反应器（5）和波纹除油装置（13），含油污水接入旋流除油器（1）的入口，旋流除油器（1）的污水出口连接超声波破乳反应器（5）的入口，在超声波破乳反应器（5）的入口处安装有用于对含油污水内油滴的粒径进行检测的粒径检测仪（2），粒径检测仪（2）与控制器（4）相连；在超声波破乳反应器（5）上设置有超声波换能单元，超声波发生器与超声波换能单元相连，控制器（4）与超声波发生器相连并对其输出频率和输出功率进行控制；

超声波破乳反应器（5）的出口通过管路连接波纹除油装置（13）的入口；在超声波破乳反应器（5）的出口管路上分离检测器（8），分离检测器（8）连接控制器（4）；超声波破乳反应器（5）的出口通过管路上还并联有返回管路，返回管路的另一端返回连接至粒径检测仪（2）的入口。

2.根据权利要求1所述的高浓度含油污水的除油系统，其特征在于：所述的超声波破乳反应器（5）包括一个立式的筒状壳体，所述的超声波换能单元包括设置在壳体外壁上的超声波换能器（18）和设置在壳体内部的超声波换能棒（19）；所述的超声波发生器包括与超声波换能器（18）连接的高频可调超声波发生器（6）和与超声波换能棒（19）连接的低频可调超声波发生器（3）。

3.根据权利要求1或2所述的高浓度含油污水的除油系统，其特征在于：所述的超声波破乳反应器（5）壳体的内壁上设有螺纹状的导流凹槽。

4.根据权利要求1所述的高浓度含油污水的除油系统，其特征在于：所述的分离检测器（8）包括一个可以容纳含油污水的透明容器以及一个对该容器中含油污水进行图像采集的装置，透明容器的两端分别通过由控制器（4）控制的阀门与超声波破乳反应器（5）的出口管路连通。

5.根据权利要求1所述的高浓度含油污水的除油系统，其特征在于：在所述波纹除油装置（13）内部下方设置有布水器（14），超声波破乳反应器（5）的出口通过管路连接布水器（14），布水器（14）上方为可转动的多片波纹板，波纹板的上方为有由金属网填充的填充区（12）。

6.根据权利要求5所述的高浓度含油污水的除油系统，其特征在于：自所述波纹除油装置（13）的顶部向其内部安装有转动轴（11），转动轴（11）在外部电动机的带动下转动，转动轴（11）竖直进入波纹除油装置（13）内部之后与波纹板固定。

7.根据权利要求1所述的高浓度含油污水的除油系统，其特征在于：还设置有污油储罐（9），所述旋流除油器（1）波纹除油装置（13）的油液出口同时接入污油储罐（9）。

8.根据权利要求1所述的高浓度含油污水的除油系统，其特征在于：在所述旋流除油器（1）的出口管路中安装由进水泵（20），在所述的返回管路中安装有循环泵（7），进水泵（20）和循环泵（7）与控制器（4）连接。

9.利用权利要求1~8所述的高浓度含油污水的除油系统实现的除油方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1001，含油污水以3.0~7.0m³/h的流速进入旋流除油器（1），在旋流除油器（1）内0.3~1.0MPa的运行压力下进行旋流除油处理，旋流除油处理含油乳化油的污水自旋流除油器（1）底部的排水口排出；

步骤1002，粒径检测仪（2）对自旋流除油器（1）排出的排水进行油滴粒径检测，并将检测数据送入控制器（4）；控制器（4）根据油滴粒径的大小控制超声波发生器的输出功率；

步骤1003，含油污水进入超声波破乳反应器（5）内之前，由控制器（4）根据油滴粒径调节超声波发生器的工作频率，可调超声波发生器通过超声波换能单元发出超声波，对含油污水进行超声波破乳处理，含油污水在超声波破乳反应器（5）中破乳处理的时间为3~·分钟，然后经超声波破乳反应器（5）的出口输出；

步骤1004，含油污水自超声波破乳反应器（5）输出之后进入波纹除油装置（13），并在进入波纹除油装置（13）的过程中流经分离检测器（8），由分离检测器（8）对流经期内的含油污水进行图像采集，并将采集到的图像信息送入控制器（4）；

步骤1005，控制器（4）根据图像采集装置采集到的图像判断超声波破乳反应器（5）的破乳效果是否合格，如果合格，执行步骤1007，如果不合格，执行步骤1006；

步骤1006，控制器（4）控制超声波破乳反应器（5）进入波纹除油装置（13）的通道关闭并同时开启返回管路，自超声波破乳反应器（5）输出的含油污水经返回管路返回超声波破乳反应器（5）内，同时控制器（4）发出信号，调整超声波发生器的输出功率，对含油污水返回油滴粒径检测仪（2）之前，重复步骤1003，进行二次破乳处理；

步骤1007，自超声波破乳反应器（5）输出的含油污水进入波纹除油装置（13）内，进行沉降除油处理；

步骤1008，含油污水在波纹除油装置（13）内完成沉降除油处理之后，完成油水分离。

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