CN115124104A - 含油污水用旋流气浮除油系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种含油污水用旋流气浮除油系统，包括：储藏罐、旋流器、压力溶气罐、气泡发生器、空压机和气浮除油罐；所述储藏罐通过第一提升泵与所述旋流器的进口连接，所述旋流器的出口连接所述压力溶气罐的进口一，所述气泡发生器通过第二提升泵连接所述压力溶气罐的进口二，空压机连接所述压力溶气罐的进口三，所述压力溶气罐的出口通过第三提升泵连接所述气浮除油罐，其中，所述气浮除油罐的顶部设置有通孔和集液槽，所述集液槽围绕所述气浮除油罐的周壁布置并位于所述通孔的下方，所述气浮除油罐的中部设置有排水管，所述气浮除油罐的底部设置有排污管。实现降低环境污染、提高分离效率并稳定出水水质。
Description
技术领域
本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种含油污水用旋流气浮除油系统。
背景技术
随着国内油田的不断开发探索，原油的含水量也在不断上升。原油中的油相初步过滤脱出后就形成了低含油污水，这些含油污水不能直接排放或回注，必须通过进一步处理以达到可以排放或回注的标准，以便减少对地层和环境的污染。油田含油污水处理方法复杂多样：重力沉降法利用油、水密度差及其在重力场中的受力差异，以实现油水分离。但分离过程耗时长，产量高的油井就需要增加沉降杯的数量，导致设备占地面积增大；离心法除油通过高速旋转形成强于重力千倍的力场，较轻的油相会从含油污水中分离出来，在离心场的中部聚集。离心除油效率对污水中的含水率要求很高，过高的离心速度可能会将油滴剪切破碎造成二次乳化，增加后续除油难度；气浮除油通过向水中注入微气泡，与油滴形成黏附后带着油滴上浮。气浮除油分离时间长效率低，往往需要加入助凝剂与絮凝剂，产生大量浮渣，不利于污油的回收利用，浮渣产生机械磨损腐蚀，造成二次污染，增加设备运行成本。在日渐严苛的环保要求前，单一含油污水处理方式的往往略显捉襟见肘。鉴于此，如何设计一种降低环境污染、提高分离效率并稳定出水水质的技术是本发明所要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种含油污水用旋流气浮除油系统，实现降低环境污染、提高分离效率并稳定出水水质。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种含油污水用旋流气浮除油系统，包括：储藏罐、旋流器、压力溶气罐、气泡发生器、空压机和气浮除油罐；
所述储藏罐通过第一提升泵与所述旋流器的进口连接，所述旋流器的出口连接所述压力溶气罐的进口一，所述气泡发生器通过第二提升泵连接所述压力溶气罐的进口二，所述空压机连接所述压力溶气罐的进口三，所述压力溶气罐的出口通过第三提升泵连接所述气浮除油罐，其中，所述气浮除油罐的顶部设置有通孔和集液槽，所述集液槽围绕所述气浮除油罐的周壁布置并位于所述通孔的下方，所述气浮除油罐的中部设置有排水管，所述气浮除油罐的底部设置有排污管。
进一步的，所述旋流器的顶部设置有溢流管，所述溢流管竖立布置并插在所述旋流器内，所述溢流管的下端口设置有内翻边结构。
进一步的，所述气浮除油罐的下部设置有安装架，所述安装架位于所述排水管的下方，所述安装架上设置有多个搅拌器。
进一步的，相邻两个所述搅拌器的搅拌方向相反。
进一步的，还包括控流模块，所述控流模块包括套管模组和两个端头模组，所述套管模组位于两个所述端头模组之间；
所述套管模组包括内套管和外套管，所述外套管套在所述内套管的外部，所述外套管与所述内套管之间形成第一间隔，所述外套管上设置有连通所述第一间隔的连接管；
所述端头模组包括第一管接头、弹性部件和滑动接头，所述第一管接头中设置有第一镂空架，所述第一镂空架上设置有第一插接管，所述第一插接管伸出至所述第一管接头的外部，所述第一插接管与所述第一管接头之间形成第二间隔，第一插接管中设置有第二镂空架，所述第二镂空架上设置有堵头；所述滑动接头上设置有第二插接管，所述滑动接头密封可滑动地设置在所述第一管接头中，所述第二插接管与所述第一管接头之间形成第三间隔，所述第二插接管密封插在所述第一插接管中并与所述堵头相对布置，所述弹性部件设置在所述第一管接头中并抵靠在所述滑动接头以对所述滑动接头施加朝向所述堵头方向的弹力；
其中，所述第一管接头密封插在所述外套管中，第一插接管密封插在所述内套管中，所述第一间隔、所述第二间隔和所述第三间隔依次连通；
另外，所述压力溶气罐的顶部连接有气管，所述气管与所述连接管连接，所述控流模块连接在所述压力溶气罐与所述第三提升泵之间。
进一步的，所述端头模组还包括第二管接头，所述第二管接头密封连接在所述第一管接头的外端部，所述弹性部件为弹簧，所述弹簧夹在所述第二管接头与所述滑动接头之间。
本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：通过采用旋流器和气浮除油罐协同配合进行除油，除油过程未使用化学试剂，杜绝了二次污染，减小对了处理设备腐蚀，增加了使用寿命，整个过程更加环保；另外，利用压力溶气罐的高压条件将气泡发生器产生的气泡加压，使之完全融入经旋流器初步排油的污水，然后，再进入气浮除油罐，在低压环境下气泡自然逸出，产生的气泡数量多、直径小，提高了气泡粘附油滴的概率，使用气泡发生器产生的气泡与油滴聚结提高分离效率，实现降低环境污染并稳定出水水质。
附图说明
图1为本发明含油污水用旋流气浮除油系统的原理图之一；
图2为本发明含油污水用旋流气浮除油系统中旋流器的
的原理图；
图3为本发明含油污水用旋流气浮除油系统的原理图之二；
图4为本发明含油污水用旋流气浮除油系统中控流模块的剖视图；
图5为图4中A区域的局部放大示意图。
附图标记：
储藏罐100、第一提升泵101；
旋流器200、溢流管201、内翻边结构202；
压力溶气罐300、第三提升泵301、气管302；
气泡发生器400、第二提升泵401；
气浮除油罐500、通孔501、集液槽502、排水管503、排污管504、污泥储藏罐505、安装架506、搅拌器507；
控流模块600；
空压机700；
套管模组1、内套管11、外套管12、连接管13；
端头模组2、第一管接头21、弹性部件22、滑动接头23、第二管接头24；
第一镂空架211、第一插接管212、第二镂空架213、堵头214、第二插接管231；
第一间隔a、第二间隔b、第三间隔c。
具体实施方式
如图1-图2所示，本发明提供一种含油污水用旋流气浮除油系统，包括：储藏罐100、旋流器200、压力溶气罐300、气泡发生器400、空压机700和气浮除油罐500；
储藏罐100通过第一提升泵101与旋流器200的进口连接，旋流器200的出口连接压力溶气罐300的进口一，气泡发生器400通过第二提升泵401连接压力溶气罐300的进口二，空压机700连接压力溶气罐300的进口三，压力溶气罐300的出口通过第三提升泵301连接气浮除油罐500，其中，气浮除油罐500的顶部设置有通孔501和集液槽502，集液槽502围绕气浮除油罐500的周壁布置并位于通孔501的下方，气浮除油罐500的中部设置有排水管503，气浮除油罐500的底部设置有排污管504。
具体而言，在实际使用过程中，含油污水存放在储藏罐100中，并通过第一提升泵101将储藏罐100中的含油污水输送至旋流器200中。其中，为了提高过滤效率，可以配置有多个并联布置的旋流器200，这样，经过旋流器200的初步过滤除油后，旋流器200的出口流出的液体共同汇集并输送至压力溶气罐300中。
而气泡发生器400产生的气泡则通过第二提升泵401输送至压力溶气罐300。由于压力溶气罐300维持密闭的高压环境，便于气泡与初步过滤的污水充分混合。
在经过空压机700加压溶气后，压力溶气罐300中污水和气泡进行充分混合后，便可以从压力溶气罐300输出并通过第三提升泵301输送至气浮除油罐500中。气浮除油罐500中气压为常压状态，压力降低后，污水中的气泡得以析出，气泡析出在上浮的过程中将吸附油滴，进而在液面上形成一层油气泡液膜，液面上的油将通过通孔501排放到集液槽502中。
与此同时，除油后的集中在气浮除油罐500的中部并通过打开排水管503上的阀门来控制输出；而气浮过程中，重相物质集中在气浮除油罐500的底部，通过打开排污管504上的阀将重相物质通过排污管504排放到污泥储藏罐505中。
含油污水用旋流气浮除油系统耦合了旋流除油与气浮除油，提高除油效率，减小了设备占地面积，便于人员管理。除油过程未使用化学试剂，杜绝了二次污染，减小对了处理设备腐蚀，增加了使用寿命，整个过程更加环保。利用压力溶气罐的高压条件将气泡发生器产生的气泡加压，使之完全融入初步排油的污水，有利于气泡与污水充分混合。而后进入气浮除油罐，在低压环境下气泡自然逸出，产生的气泡数量多、直径小，提高了气泡粘附油滴的概率。
进一步的，旋流器200的顶部设置有溢流管201，溢流管201竖立布置并插在旋流器200内，溢流管201的下端口设置有内翻边结构202。
具体的，通过配置溢流管201，溢流管201的下端部延伸至旋流器200内部，使油相尽早的进入溢流管201中，并且，溢流管201底部端口的内翻边结构202向内收拢呈弯钩状，可以有效的防止油相脱出，提高了除油效率。
又进一步的，气浮除油罐500的下部设置有安装架506，安装架506位于排水管503的下方，安装架506上设置有多个搅拌器507。
具体的，气浮除油罐500下部的多个搅拌器507转动，在保证气泡与污水充分混合的同时避免气泡破裂而降低分离效率，优选地，搅拌器507的转动方向各不相同，相邻两个搅拌器507的搅拌方向相反。有效的避免了因单一搅拌器507和相同转速引起的中心液面下陷而使得液面形成紊流，提高了除油效率。
其中，对于第一提升泵101而言，其可以使储藏罐100中的含油污水以一定的速度进入旋流器200。而通过配置第二提升泵401调节气泡发生器400的流量以满足足够的气泡与初步过滤的污水充分混合。而为了保证气浮除油罐500内流体有一定的旋流速度用以加强气浮除油效果，需要第三提升泵301提供一定的初速度。
基于上述技术方案，可选的，如图3-图5所示，含油污水用旋流气浮除油系统还包括控流模块600，控流模块600包括套管模组1和两个端头模组2，套管模组1位于两个端头模组2之间；
套管模组1包括内套管11和外套管12，外套管12套在内套管11的外部，外套管12与内套管11之间形成第一间隔a，外套管12上设置有连通第一间隔a的连接管13；
端头模组2包括第一管接头21、弹性部件22和滑动接头23，第一管接头21中设置有第一镂空架211，第一镂空架211上设置有第一插接管212，第一插接管212伸出至第一管接头21的外部，第一插接管212与第一管接头21之间形成第二间隔b，第一插接管中设置有第二镂空架213，第二镂空架213上设置有堵头214；滑动接头23上设置有第二插接管231，滑动接头23密封可滑动地设置在第一管接头21中，第二插接管231与第一管接头21之间形成第三间隔c，第二插接管231密封插在第一插接管212中并与堵头214相对布置，弹性部件22设置在第一管接头21中并抵靠在滑动接头23以对滑动接头23施加朝向堵头214方向的弹力；
其中，第一管接头21密封插在外套管12中，第一插接管212密封插在内套管11中，第一间隔a、第二间隔b和第三间隔c依次连通；
另外，压力溶气罐300的顶部连接有气管302，气管302与所述连接管连接，控流模块600连接在压力溶气罐300与第三提升泵301之间。
具体的，为了确保压力溶气罐300中的压力达到设定要求后，再将压力溶气罐300中的液体输出，则可以在压力溶气罐300与第三提升泵301之间配置控流模块600，控流模块600利用压力溶气罐300中气压来控制通断。
在使用过程中，旋流器200输出的液体流入到压力溶气罐300中，气泡发生器400产生的气泡也进入到压力溶气罐300中，随之压力溶气罐300的压力不断上升，以使得气泡能够在罐内与液体的充分接触传质，使空气溶液体中，尽量达到饱和程度。而压力溶气罐300的压力未达到设定值之前，压力溶气罐300中气压通过气管302传递到控流模块600的第一间隔a中，此时，气压对滑动接头23产生的压力不足以克服弹性部件22的弹力，使得堵头214堵在第二插接管231中，利用控流模块600将压力溶气罐300和第三提升泵301之间的流路截断。
随着压力溶气罐300中的压力不断上升，使得传导至控流模块600中的气压也不断上升，当压力溶气罐300中的气压值达到设定值后，相对应的，由于传导至控流模块600中的气压增大，以使得气压对滑动接头23产生的压力克服弹性部件22的弹力驱动滑动接头23远离堵头214移动，以打开控流模块600。这样，如图5中虚线所指的液体流动方向，压力溶气罐300中的气液混合物经由第一管接头21、滑动接头23、第二镂空架213进入到内套管11，然后，再通过另一个端头模组2输出并输送至第三提升泵301，以通过第三提升泵301输送至气浮除油罐500中。
利用压力溶气罐300的气压来控制控流模块600的开关，可以有效的简化控制过程并提高使用可靠性。
进一步的，端头模组2还包括第二管接头24，第二管接头24密封连接在第一管接头21的外端部，弹性部件22为弹簧，所述弹簧夹在第二管接头24与滑动接头23之间。
具体的，为了方便控流模块600与外部设备通过水管进行连接，还可以在第一管接头21的外部设置第二管接头24，第二管接头24的两端部分别配置有外螺纹。第二管接头24的一端部螺纹连接在第一管接头21中，再通过另一端部的外螺纹与连接的水管进行连接。另外，第二管接头24还可以进一步的起到安装所述弹簧的作用，以使得所述弹簧压紧在第二管接头24与滑动接头23之间。
本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：通过采用旋流器和气浮除油罐协同配合进行除油，除油过程未使用化学试剂，杜绝了二次污染，减小对了处理设备腐蚀，增加了使用寿命，整个过程更加环保；另外，利用压力溶气罐的高压条件将气泡发生器产生的气泡加压，使之完全融入经旋流器初步排油的污水，然后，再进入气浮除油罐，在低压环境下气泡自然逸出，产生的气泡数量多、直径小，提高了气泡粘附油滴的概率，实现降低环境污染、提高分离效率并稳定出水水质。
以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种含油污水用旋流气浮除油系统，其特征在于，包括：储藏罐、旋流器、压力溶气罐、气泡发生器、空压机和气浮除油罐；
所述储藏罐通过第一提升泵与所述旋流器的进口连接，所述旋流器的出口连接所述压力溶气罐的进口一，所述气泡发生器通过第二提升泵连接所述压力溶气罐的进口二，所述空压机连接所述压力溶气罐的进口三，所述压力溶气罐的出口通过第三提升泵连接所述气浮除油罐，其中，所述气浮除油罐的顶部设置有通孔和集液槽，所述集液槽围绕所述气浮除油罐的周壁布置并位于所述通孔的下方，所述气浮除油罐的中部设置有排水管，所述气浮除油罐的底部设置有排污管。
2.根据权利要求1所述的含油污水用旋流气浮除油系统，其特征在于，所述旋流器的顶部设置有溢流管，所述溢流管竖立布置并插在所述旋流器内，所述溢流管的下端口设置有内翻边结构。
3.根据权利要求1所述的含油污水用旋流气浮除油系统，其特征在于，所述气浮除油罐的下部设置有安装架，所述安装架位于所述排水管的下方，所述安装架上设置有多个搅拌器。
4.根据权利要求3所述的含油污水用旋流气浮除油系统，其特征在于，相邻两个所述搅拌器的搅拌方向相反。
5.根据权利要求1-4任一项所述的含油污水用旋流气浮除油系统，其特征在于，还包括控流模块，所述控流模块包括套管模组和两个端头模组，所述套管模组位于两个所述端头模组之间；
所述套管模组包括内套管和外套管，所述外套管套在所述内套管的外部，所述外套管与所述内套管之间形成第一间隔，所述外套管上设置有连通所述第一间隔的连接管；
所述端头模组包括第一管接头、弹性部件和滑动接头，所述第一管接头中设置有第一镂空架，所述第一镂空架上设置有第一插接管，所述第一插接管伸出至所述第一管接头的外部，所述第一插接管与所述第一管接头之间形成第二间隔，第一插接管中设置有第二镂空架，所述第二镂空架上设置有堵头；所述滑动接头上设置有第二插接管，所述滑动接头密封可滑动地设置在所述第一管接头中，所述第二插接管与所述第一管接头之间形成第三间隔，所述第二插接管密封插在所述第一插接管中并与所述堵头相对布置，所述弹性部件设置在所述第一管接头中并抵靠在所述滑动接头以对所述滑动接头施加朝向所述堵头方向的弹力；
其中，所述第一管接头密封插在所述外套管中，第一插接管密封插在所述内套管中，所述第一间隔、所述第二间隔和所述第三间隔依次连通；
另外，所述压力溶气罐的顶部连接有气管，所述气管与所述连接管连接，所述控流模块连接在所述压力溶气罐与所述第三提升泵之间。
6.根据权利要求5所述的含油污水用旋流气浮除油系统，其特征在于，所述端头模组还包括第二管接头，所述第二管接头密封连接在所述第一管接头的外端部，所述弹性部件为弹簧，所述弹簧夹在所述第二管接头与所述滑动接头之间。
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