CN115557631A - 一种集旋流-气浮-介质聚结于一体的油水分离装置和方法 - Google Patents
一种集旋流-气浮-介质聚结于一体的油水分离装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115557631A CN115557631A CN202211122286.1A CN202211122286A CN115557631A CN 115557631 A CN115557631 A CN 115557631A CN 202211122286 A CN202211122286 A CN 202211122286A CN 115557631 A CN115557631 A CN 115557631A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oil
- solid
- coalescence
- water
- inclined plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 86
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 238000005188 flotation Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 69
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000002101 nanobubble Substances 0.000 claims abstract description 30
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 7
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 6
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 3
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 2
- 238000009941 weaving Methods 0.000 claims 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 11
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 11
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 84
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/24—Treatment of water, waste water, or sewage by flotation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/38—Treatment of water, waste water, or sewage by centrifugal separation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/40—Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/32—Hydrocarbons, e.g. oil
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/002—Construction details of the apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
- Y02A20/204—Keeping clear the surface of open water from oil spills
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Cyclones (AREA)
Abstract
本发明涉及一种集旋流‑气浮‑介质聚结于一体的油水分离装置，该装置包括外筒、内筒、旋流分离器、斜板聚结层、纤维聚结层、溶气泵；外筒与内筒之间由下往上设有旋流分离器和斜板聚结层，内筒设有纤维聚结层，外筒外部设有溶气泵。本发明涉及一种集旋流‑气浮‑介质聚结于一体的油水分离方法，该方法涉及旋流预分离除固、微纳米气泡耦合斜板聚结强化除油和纳米气泡耦合纤维聚结深度除油。采用旋流场中微纳米气泡和多种聚结介质耦合分离的方法，提高了污水除固除油效率，有助于含固含油污水资源化利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种集旋流-气浮-介质聚结于一体的油水分离装置和方法，更具体来说，利用该装置依次对含固含油污水进行旋流除固、旋流气浮、气浮斜板耦合聚结、气浮纤维耦合聚结工艺处理。此装置尤其适用于油气开采、石油化工、煤化工等行业生产中会产生的高乳化含固体杂质的含油污水的深度净化处理。属于油类污水处理的环保领域。
背景技术
在石油化工行业里面，开采、处理、炼化等生产过程中会产生大量的含固含油污水。这个过程中从采出液到最后含油污水排放或者回注，是通过一系列分离装置进行的，这些装置包括，三相分离器，水力旋流分离器，气浮装置，普通过滤装置，膜过滤装置等。这些装置各有优缺点，出现工作效率低、运行压降高、不能深度净化、装置复杂、产生二次污染等问题。鉴于上述问题有必要研制出一种具有同时除固除油的多功能新型高效分离装置与方法。
中国发明专利(CN108905475A)公开了一种便于旋流气浮工艺集成化的油水分离装置。该发明在罐体内部设置有多组旋流气浮一体组件，使旋流分离、溶气混合、气浮分离各段流动稳定互不干扰，同时设备整体结构小、流程短。但是该装置从旋流分离器溢流管排出的油相含水较多且无进一步的脱水处理，其次，对旋流分离器底流管排出的含浮油浮渣的水进行气浮和加药，收油效率低并带来二次污染。
中国发明专利(CN105084449A)公开了一种立式气浮聚结油水分离器。该发明在分离器内部高度集成了过滤、聚结和气浮选三种分离技术，提高了分离效率，并且缓解了聚结层堵塞的问题。但该装置采用过滤除固导致效率低，也存在聚结层单一和压降高的问题。此外无旋流状态的气泡与油滴的碰撞几率低，曝气产生的微米气泡强化聚结效率不高。
中国发明专利(CN105776420A)公开了一种含油废水处理用压力式旋流气浮分离设备。此发明提供了一种将旋流与气浮相结合的设备单元，实现油水分离。但是该装置复杂，不利于装置的使用与日常维护，增加了装置使用成本。
中国发明专利(CN101972559B)公开了油水分离装置及油水分离方法。该发明采用一个底流管设置成U形的旋流分离器和一个具有液体均匀分布功能的卧式聚结油水分离器，同时卧式聚结油水分离器内有多层介质，不锈钢板波纹填料提供了油滴聚结分离的场所，带有气浮装置的聚丙烯丝网波纹填料可进一步将残留的细小油滴聚结分离。以上组合同时具有旋流、聚结、气浮的效果，可以实现油水的深度分离。但是该装置占地面积大，不利于装置的使用与日常维护，增加了装置使用成本。过多聚结介质的设置会导致装置运行压降过高、工作效率低下，不能满足高效生产要求。
因此，有必要设计一种对含固含油污水同时实现除固除油的高效分离装置与方法，采用旋流分离、气浮分离、斜板聚结、介质聚结等工艺于一体化，充分提高除固除油效率，降低操作成本和除油能耗。
发明内容
针对现有油水分离方法与装置中存在固杂易堵、停留时间长、不能深度去除小粒径油滴、运行压降高、加药剂造成二次污染等问题，本发明提供了一种新型集旋流-气浮-介质聚结于一体的油水分离装置，先利用旋流分离器预除固，再利用旋流气浮除去大部分油相，最后利用新型排列的介质组合深层去除残留小油滴，使装置在低运行成本下，实现油水深度分离，达到高效除油的目的。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种集旋流-气浮-介质聚结于一体的油水分离装置，其特征在于，所述装置包括外筒与内筒，在外筒与内筒之间，由下而上围绕内筒沿圆周方向设置旋流分离器和斜板聚结层；所述旋流分离器通过上隔板和下隔板固定，并将内、外筒之间区域分成顶流富油区、进液区、底流富固区，旋流分离器的溢流口、进口、底流口分别位于顶流富油区、进液区、底流富固区内，饱和溶气水切向进口、含固含油污水进口、含固水相出口分别设置在顶流富油区、进液区、底流富固区处的外筒表面，一个排气口位于外筒顶端，排油口设在外筒表面斜板聚结层上部，清水循环口和清水出口设于外筒底部；
所述内筒中部设有纤维聚结层，内筒底部与外筒相连，内筒上部设有喇叭状开口并与排气口、排油口相通，内筒下部与清水循环口和清水出口相通；
一个溶气泵独立位于外筒外，所述溶气泵进口和出口分别通过管道与外筒底部的清水循环出口和外筒侧面的饱和溶气水切向进口相连；
其中，所述斜板聚结层由多个部分开孔的斜板倾斜叠加成螺旋状组成，倾斜角度α为35°-65°，斜板上半面均匀开直径为1-3mm孔；
所述纤维聚结层为凹凸组合结构，由孔隙率为0.7-0.9的凸聚结层和孔隙率为0.5-0.7的凹聚结层组成；所述凸聚结层由粗糙度Ra为0.1-0.3μm的疏油性纤维与不锈钢丝混编而成，疏油性纤维直径为20-50μm；所述凹聚结层由亲油性纤维和不锈钢丝混编而成，亲油性纤维直径为10-30μm，粗糙度Ra为0.6-0.9μm；所述不锈钢丝直径为100-300μm。
所述旋流分离器设置4-10个，并成圆周均匀分布，旋流分离器溢流口处设有切口弯头，切口角度为45°，弯头转角为30°-60°。
所述纤维聚结层厚度h为100-500mm之间，凹凸厚度h1/h为0.1-0.5之间，凹凸面直径D1/D为0.75-0.95之间，其中D为内筒直径。
另一方面，本发明提供了一种集旋流-气浮-介质聚结于一体的油水分离方法，该方法包括以下步骤：
(a)待处理含固含油污水经含固含油污水进口进入外筒内部，首先经过旋流分离器预处理，使含油污水中的固杂在离心力场作用下加速向旋流分离器外壁处运移汇集并经底流口排至底流富固区，并通过含固水相出口排出，经旋流后的含油污水经溢流口排至顶流富油区，得到旋流除固后的高含油污水；
(b)将步骤(a)中经旋流除固后的高含油污水与由溶气泵中产生且切向进入的微纳米气泡发生旋流气浮，在旋流的状态下油滴更容易与气泡发生碰撞，油滴发生气浮聚并，形成气浮分离后的含气含油污水；
(c)步骤(b)中气浮分离后的含气含油污水继续向分离器的上端流动到达斜板聚结层，油滴在微纳米气泡和斜板耦合作用下在斜板表面继续聚并变大，同时在斜板螺旋状排布下加大了油滴与斜板的碰撞机率，使得含油污水得到进一步分离，在浮力的作用下气泡携带油滴到达分离器顶部，气体从排气口排出，油相从排油口排出，剩下携带纳米气泡的含小油滴污水折流流向内筒内部，形成斜板分离后的含纳米气泡微含油污水；
(d)步骤(c)中斜板分离后的含纳米气泡微含油污水继续往下流动到达纤维聚结层，在凸聚结层中疏油纤维和纳米气泡耦合的作用下，小油滴发生碰撞聚结分离，在凹聚结层中亲油纤维和纳米气泡耦合的作用下，小油滴发生润湿聚结分离，经纤维聚结分离出的油相在浮力的作用下从纤维聚结层两侧上浮至分离器顶部，分离后得到净水相小部分经清水循环出口循环至溶气泵，大部分经清水出口连续排出。
在所述步骤(a)中，含固含油污水中含固浓度不大于600mg/L，含油浓度不大于2000mg/L，流体在装置中的流速为0.005-0.02m/s。
在所述步骤(b)中，溶气泵的循环水流量是含固含油污水的进水流量的0.5-10.0％，纳米气泡直径为0.1-1μm。
有益效果：
本发明的装置和方法的主要优点在于：
(1)利用旋流分离器对含油污水进行预处理，分离出大部分固体杂质，避免造成装置堵塞，延长纤维聚结内件的使用寿命。同时，旋流分离器对含固含油污水进行预分离，液体中的浮油和大部分分散油等被提前分离出去，进一步提高分离效率。
(2)采用溶气泵，流程简便，设备占地空间小，管理方便。该工艺能产生致密、粒径较小的气泡，纳米气泡直径在0.1-1μm之间。利用加压溶气泵产生微纳米气泡，油滴更容易在浮力及气泡的作用下向分离器的上端移动，加快了油滴之间的碰撞概率。
(3)利用斜板填料提供了油滴聚结分离的场所，油滴在斜板表面聚结变大，分散油和乳化油得到很好的分离，同时采用倾斜叠加成螺旋状组成的斜板填料可强化旋流，多孔板易于定向排油，相比普通填料分离效率更高。
(4)利用亲油纤维和疏油纤维与不锈钢纤维组合的纤维聚结层，有利于气泡和纤维耦合除油。同时采用孔隙率大、粗糙度小的凸纤维层结构有利于在有限空隙中油滴与气泡和纤维之间发生聚结，强化碰撞聚结效果，采用孔隙率小、粗糙度大的凹纤维层结构有利于纳米气泡在纤维上附着，增加了纤维表面的疏水性，促进了在纤维上油滴相互聚集，强化润湿聚结效果。凹凸组合纤维聚结层可将残留的细小油滴进一步聚结分离，提高了分离效率，实现油水分离的深度净化。
附图说明
附图是用以提供对本发明的进一步理解的，它只是构成本说明书的一部分以进一步解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1是本发明集旋流-气浮-介质聚结于一体的油水分离装置示意图。
图2是外筒中旋流分离器分布示意图。
图3是外筒中斜板聚结层俯视示意图。
图4是外筒中斜板聚结层侧面示意图。
图5是内筒中纤维聚结层截面示意图。
其中，附图标记1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、h、h1、D、D1分别代表以下设备和内件：
1：外筒
2：内筒
3：旋流分离器
4：斜板聚结层
5：纤维聚结层
6：溶气泵
7：排气口
8：排油口
9：饱和溶气水切向进口
10：含固含油污水进口
11：含固水相出口
12：清水循环出口
13：清水出口
14：上隔板
15：下隔板
3-1：顶流富油区
3-2：进液区
3-3：底流富固区
3-4：溢流口
3-5：底流口
h：凸聚结层厚度(纤维聚结层厚度)
h1：凹聚结层厚度
D：凸聚结层厚度(内筒直径)
D1：凹聚结层直径
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明通过结合旋流分离器的预处理、旋流场中斜板聚结与微纳米气泡气浮耦合的强化油水分离、凹凸结构纤维聚结层与纳米气泡耦合进行深度油水分离，这种梯度分离方法可有效克服现有油水分离工艺中油水分离效率低、分离不彻底的缺点。经旋流分离器的预处理工艺，产生旋流强度极高的离心运动，对含固含油污水进行旋流分离，可以实现固、油和水的快速分离，实现乳液中油滴和固体杂质的去除。同时斜板聚结层的特殊结构，可有效提高油水分离效率。采用孔隙率大、粗糙度小的凸纤维层结构与空隙率小、粗糙度大的凹纤维层结构相结合，可促进微油滴加速聚并向排油口排出，实现油水分离的深度净化，从而达到较好的经济效益。基于以上的构思和发现，本发明得以完成。
图1是根据本发明的一种优选实施方式的集旋流-气浮-介质聚结于一体的油水分离装置和工艺流程示意图。如图1所示，分离装置包括：外筒1、内筒2、旋流分离器3、斜板聚结层4、纤维聚结层5、溶气泵6。外筒与内筒之间内部由下往上设有旋流分离器3和斜板聚结层4，内筒2设有纤维聚结层5，外筒1外部设有溶气泵6。分离装置由上到下设有排气口7、排油口8、饱和溶气水切向进口9、含固含油污水进口10、含固水相出口11、清水循环口12、清水出口13、上隔板14、下隔板15、顶流富油区3-1、进液区3-2、底流富固区3-3、溢流口3-4、底流口3-5。溶气泵独立位于外筒外，溶气泵进口与外筒底部清水出口相连，溶气泵出口与外筒上的饱和溶气水切向进口相连。含固浓度不大于600mg/L，含油浓度不大于2000mg/L的待处理含固含油污水经进液口进入分离装置内外筒之间内部，首先经过旋流分离器预处理，使含油污水中的固体在离心力场作用下加速向旋流分离器外壁处运移汇集并经底流口排至底流富固区，并通过含固水相出口排出，经旋流后的含油污水经溢流口排至顶流富油区，得到旋流除固后的高含油污水；经旋流除固后的高含油污水与由溶气泵中产生且切向进入的微纳米气泡发生旋流气浮，在旋流的状态下油滴更容易与气泡发生碰撞，油滴发生气浮聚并，形成气浮分离后的含气含油污水；气浮分离后的含气含油污水继续向分离装置的上端流动到达斜板聚结层，油滴在气泡和斜板耦合作用下在斜板表面继续聚并变大，使得含油污水得到进一步分离，在浮力的作用下气泡携带油滴到达分离装置顶部，气体从排气口排出，油相从排油口排出，剩下携带直径为0.1-1μm的纳米气泡的含小油滴污水折流流向内筒内部，形成斜板分离后的微含油污水；斜板分离后的微含油污水继续往下流动到达纤维聚结层，在凸聚结层中疏油纤维和纳米气泡耦合的作用下，小油滴发生碰撞聚结分离，在凹聚结层中亲油纤维和纳米气泡耦合的作用下，小油滴发生润湿聚结分离，经纤维聚结分离出的油相在浮力的作用下上浮至分离器顶部，分离后得到净水相按含固含油污水的进水流量的0.5-10.0％经清水循环口循环至溶气泵，剩余全部清水经清水出口连续排出。
图2是根据本发明的一种优选实施方式的外筒中旋流分离器分布示意图。旋流分离器个数设置6个，并成圆周均匀分布，旋流分离器溢流口处设有切口弯头，切口角度为45°，弯头转角为45°。
图3、图4是根据本发明的一个优选实施方式的外筒中斜板聚结层示意图。斜板聚结层由多个部分开孔的斜板倾斜叠加成螺旋状组成，倾斜角度α为45°，斜板上部一半面积开直径为2mm的孔。
图5是根据本发明的一个优选实施方式的内筒中纤维聚结层截面示意图。纤维聚结层由孔隙率为0.8的凸聚结层和孔隙率为0.6的凹聚结层组成；所述凸聚结层由疏油性纤维与不锈钢丝混编而成，疏油性纤维直径为20μm，粗糙度Ra为0.2μm；所述凹聚结层由亲油性纤维和不锈钢丝混编而成，亲油性纤维直径为10μm，粗糙度Ra为0.8μm；所述不锈钢丝直径为100μm。纤维聚结层为凹凸组合结构，纤维聚结层厚度h为500mm之间，凹凸厚度h1/h为0.2，凹凸面直径D1/D为0.75，其中D为内筒直径。
实施例
下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明，所有的百分比和份数按重量计。
实施例1：
上海某化工厂石油乳化液采用图1所示的一种的集旋流-气浮-介质聚结于一体的油水分离装置和工艺流程，对含固含油污水依次进行旋流预分离-气浮分离-斜板聚结分离-纤维聚结分离，以去固杂和乳化油，其中
(1)工艺条件
待处理含固含油污水中的油滴平均粒径为10.8μm，85％以上的油滴粒径在3.0-15.0μm范围内，保持分离装置进口含油浓度在1000mg/L。溶气泵的循环含气水流量是含固含油污水的进水流量的2.0％，控制纳米气泡直径0.5-1μm，含油污水以0.015m/s的表观流速依次流经旋流分离器、气浮区、斜板聚结层、纤维聚结层。纤维聚结层中凸聚结层孔隙率为0.75，凹聚结层孔隙率为0.6，纤维聚结层厚度h为300mm，凹凸厚度h1为100mm，凸面直径D1为650mm，h1为40mm，内筒直径D为800mm。
(2)测试方法
依据国家环境保护标准HJ 637-2012使用红外分光度计测定水中的含油浓度。
(3)应用效果
油相经油相排出口间歇排出，水相经水相排出口连续排出，分离效率达98.6％，压降为900pa，聚结器水相排出口的含油量低于20mg/L，达到我国污水的相关排放标准。
实施例2：
石家庄某化工厂电脱盐含油废水采用图1所示的集旋流-气浮-介质聚结于一体的油水分离装置和工艺流程，对含固含油污水依次进行旋流预分离-气浮分离-斜板聚结分离-纤维聚结分离，以实现油水高效分离，其中
(1)工艺条件
待处理含固含油污水中的油滴平均粒径为9.5μm，85％以上的油滴粒径在2.0-16.0μm范围内，保持分离装置进口含油浓度在1500mg/L。溶气泵的循环含气水流量是含油污水的进水流量的5.0％，控制纳米气泡直径0.5-1μm。含油污水以0.01m/s的表观流速依次流经旋流分离器、气浮区、斜板聚结层和纤维聚结层。纤维聚结层中凸聚结层孔隙率为0.8，凹聚结层孔隙率为0.6，纤维聚结层厚度h为400mm，凹凸厚度h1为200mm，凸面直径D1为800mm，内筒直径D为1000mm。
(2)测试方法
依据国家环境保护标准HJ 637-2012使用红外分光度计测定水中的含油浓度。
(3)应用效果
油相经油相排出口间歇排出，水相经水相排出口连续排出，分离效率达99.2％，压降为920pa，聚结器水相排出口的含油量低于10mg/L，达到我国污水的相关排放标准。
Claims (6)
1.一种集旋流-气浮-介质聚结于一体的油水分离装置，其特征在于，所述装置包括外筒与内筒，在外筒与内筒之间，由下而上围绕内筒沿圆周方向设置旋流分离器和斜板聚结层；所述旋流分离器通过上隔板和下隔板固定，并将内、外筒之间区域分成顶流富油区、进液区、底流富固区，旋流分离器的溢流口、进口、底流口分别位于顶流富油区、进液区、底流富固区内，饱和溶气水切向进口、含固含油污水进口、含固水相出口分别设置在顶流富油区、进液区、底流富固区处的外筒表面，一个排气口位于外筒顶端，排油口设在外筒表面斜板聚结层上部，清水循环口和清水出口设于外筒底部；
所述内筒中部设有纤维聚结层，内筒底部与外筒相连，内筒上部设有喇叭状开口并与排气口、排油口相通，内筒下部与清水循环口和清水出口相通；
一个溶气泵独立位于外筒外，所述溶气泵进口和出口分别通过管道与外筒底部的清水循环出口和外筒侧面的饱和溶气水切向进口相连；
其中，所述斜板聚结层由多个部分开孔的斜板倾斜叠加成螺旋状组成，倾斜角度α为35°-65°，斜板上半面均匀开直径为1-3mm孔；
所述纤维聚结层为凹凸组合结构，由孔隙率为0.7-0.9的凸聚结层和孔隙率为0.5-0.7的凹聚结层组成；所述凸聚结层由粗糙度Ra为0.1-0.3μm的疏油性纤维与不锈钢丝混编而成，疏油性纤维直径为20-50μm；所述凹聚结层由亲油性纤维和不锈钢丝混编而成，亲油性纤维直径为10-30μm，粗糙度Ra为0.6-0.9μm；所述不锈钢丝直径为100-300μm。
2.如权利要求1所述的油水分离装置，其特征在于，所述旋流分离器设置4-10个，并成圆周均匀分布，旋流分离器溢流口处设有切口弯头，切口角度为45°，弯头转角为30°-60°。
3.如权利要求1所述的油水分离装置，其特征在于，所述纤维聚结层厚度h为100-500mm之间，凹凸厚度h1/h为0.1-0.5之间，凹凸面直径D1/D为0.75-0.95之间，其中D为内筒直径。
4.一种采用如权利要求1所述装置的油水分离方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(a)待处理含固含油污水经含固含油污水进口进入外筒内部，首先经过旋流分离器预处理，使含油污水中的固杂在离心力场作用下加速向旋流分离器外壁处运移汇集并经底流口排至底流富固区，并通过含固水相出口排出，经旋流后的含油污水经溢流口排至顶流富油区，得到旋流除固后的高含油污水；
(b)将步骤(a)中经旋流除固后的高含油污水与由溶气泵中产生且切向进入的微纳米气泡发生旋流气浮，在旋流的状态下油滴更容易与气泡发生碰撞，油滴发生气浮聚并，形成气浮分离后的含气含油污水；
(c)步骤(b)中气浮分离后的含气含油污水继续向分离器的上端流动到达斜板聚结层，油滴在微纳米气泡和斜板耦合作用下在斜板表面继续聚并变大，同时在斜板螺旋状排布下加大了油滴与斜板的碰撞机率，使得含油污水得到进一步分离，在浮力的作用下气泡携带油滴到达分离器顶部，气体从排气口排出，油相从排油口排出，剩下携带纳米气泡的含小油滴污水折流流向内筒内部，形成斜板分离后的含纳米气泡微含油污水；
(d)步骤(c)中斜板分离后的含纳米气泡微含油污水继续往下流动到达纤维聚结层，在凸聚结层中疏油纤维和纳米气泡耦合的作用下，小油滴发生碰撞聚结分离，在凹聚结层中亲油纤维和纳米气泡耦合的作用下，小油滴发生润湿聚结分离，经纤维聚结分离出的油相在浮力的作用下从纤维聚结层两侧上浮至分离器顶部，分离后得到净水相小部分经清水循环出口循环至溶气泵，大部分经清水出口连续排出。
5.如权利要求4所述的油水分离方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，含固含油污水中含固浓度不大于600mg/L，含油浓度不大于2000mg/L，流体在装置中的流速为0.005-0.02m/s。
6.如权利要求4所述的油水分离方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，溶气泵的循环水流量是含固含油污水的进水流量的0.5-10.0％，纳米气泡直径为0.1-1μm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211122286.1A CN115557631B (zh) | 2022-09-15 | 2022-09-15 | 一种集旋流-气浮-介质聚结于一体的油水分离装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211122286.1A CN115557631B (zh) | 2022-09-15 | 2022-09-15 | 一种集旋流-气浮-介质聚结于一体的油水分离装置和方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115557631A true CN115557631A (zh) | 2023-01-03 |
| CN115557631B CN115557631B (zh) | 2024-11-22 |
Family
ID=84741250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211122286.1A Active CN115557631B (zh) | 2022-09-15 | 2022-09-15 | 一种集旋流-气浮-介质聚结于一体的油水分离装置和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115557631B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117023709A (zh) * | 2023-10-09 | 2023-11-10 | 山东兴达环保科技有限责任公司 | 一体化全密闭油水处理装置 |
| CN118724171A (zh) * | 2024-09-04 | 2024-10-01 | 华东理工大学 | 一种微气泡耦合流场强化污水聚结分离性能的装置及方法 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2521212Y (zh) * | 2001-09-03 | 2002-11-20 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种含油废水处理装置 |
| CN202155076U (zh) * | 2011-06-09 | 2012-03-07 | 重庆科技学院 | 螺旋形活动斜板 |
| CN103121734A (zh) * | 2013-03-19 | 2013-05-29 | 湖南中科富邦科技有限责任公司 | 一种旋流气浮选分离器 |
| CN103432772A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-12-11 | 宋汶芸 | 油水分离器 |
| CN203763912U (zh) * | 2014-03-31 | 2014-08-13 | 华东理工大学 | 一种三相分离装置 |
| CN105084449A (zh) * | 2015-09-16 | 2015-11-25 | 北京熙珍坊投资管理有限公司 | 一种立式气浮聚结油水分离器 |
| KR101723161B1 (ko) * | 2017-01-17 | 2017-04-05 | 주식회사 이엠테크 | 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치 |
| CN106823470A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-06-13 | 华东理工大学 | 一种用于水脱油的复合聚结材料 |
| CN107162239A (zh) * | 2017-06-01 | 2017-09-15 | 浙江金龙自控设备有限公司 | 旋流聚结气浮除油柱 |
| CN109260761A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-01-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种组合式液-液分离装置 |
| CN112707545A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-27 | 上海华畅环保设备发展有限公司 | C5石油树脂生产中聚合树脂液油水分离装置及方法 |
| CN112919571A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-08 | 华东理工大学 | 一种气浮强化多级纤维聚结除油的装置及方法 |
-
2022
- 2022-09-15 CN CN202211122286.1A patent/CN115557631B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2521212Y (zh) * | 2001-09-03 | 2002-11-20 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种含油废水处理装置 |
| CN202155076U (zh) * | 2011-06-09 | 2012-03-07 | 重庆科技学院 | 螺旋形活动斜板 |
| CN103121734A (zh) * | 2013-03-19 | 2013-05-29 | 湖南中科富邦科技有限责任公司 | 一种旋流气浮选分离器 |
| CN103432772A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-12-11 | 宋汶芸 | 油水分离器 |
| CN203763912U (zh) * | 2014-03-31 | 2014-08-13 | 华东理工大学 | 一种三相分离装置 |
| CN105084449A (zh) * | 2015-09-16 | 2015-11-25 | 北京熙珍坊投资管理有限公司 | 一种立式气浮聚结油水分离器 |
| CN106823470A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-06-13 | 华东理工大学 | 一种用于水脱油的复合聚结材料 |
| KR101723161B1 (ko) * | 2017-01-17 | 2017-04-05 | 주식회사 이엠테크 | 처리수의 자체순환구조를 갖는 고액분리 부상장치 |
| CN107162239A (zh) * | 2017-06-01 | 2017-09-15 | 浙江金龙自控设备有限公司 | 旋流聚结气浮除油柱 |
| CN109260761A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-01-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种组合式液-液分离装置 |
| CN112707545A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-27 | 上海华畅环保设备发展有限公司 | C5石油树脂生产中聚合树脂液油水分离装置及方法 |
| CN112919571A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-08 | 华东理工大学 | 一种气浮强化多级纤维聚结除油的装置及方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117023709A (zh) * | 2023-10-09 | 2023-11-10 | 山东兴达环保科技有限责任公司 | 一体化全密闭油水处理装置 |
| CN117023709B (zh) * | 2023-10-09 | 2023-12-12 | 山东兴达环保科技有限责任公司 | 一体化全密闭油水处理装置 |
| CN118724171A (zh) * | 2024-09-04 | 2024-10-01 | 华东理工大学 | 一种微气泡耦合流场强化污水聚结分离性能的装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115557631B (zh) | 2024-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103964545B (zh) | 一种对含低浓度污油的废水进行深度除油的方法及装置 | |
| CN112390420B (zh) | 一种适用于海上气田复杂采出液处理的系统和方法 | |
| CN203763912U (zh) | 一种三相分离装置 | |
| CN103861329B (zh) | 一种适用于三相分离的组合方法与装置 | |
| CN201046371Y (zh) | 含油污水净化三相旋流分离器 | |
| CN115557631B (zh) | 一种集旋流-气浮-介质聚结于一体的油水分离装置和方法 | |
| CN111039434A (zh) | 一种含油污水处理工艺及系统 | |
| WO2024188361A1 (zh) | 一种同心斜板强化型立式气旋浮设备 | |
| CN115925204A (zh) | 海上油田生产水就地处理就地回注系统及工艺 | |
| CN116282321A (zh) | 一种立式浅层气浮分离设备及其净化处理含油污水的方法 | |
| CN113307399A (zh) | 一种海上油田高含油生产水分级净化的装置和方法 | |
| CN212581646U (zh) | 一种新型的适用于海上油田的生产水处理工工艺系统 | |
| CN112811667A (zh) | 一种序列式除油系统及方法 | |
| CN114477494B (zh) | 一种脱气及轻重油分级处理的酚氨废水处理装置和工艺 | |
| CN114477369A (zh) | 一种脱气及轻重油同步分离的酚氨废水预处理装置和工艺 | |
| CN114538639B (zh) | 一种含油污水进生化前的预处理系统及方法 | |
| CN213416586U (zh) | 一种具有破乳聚结功能的气旋浮分离器 | |
| CN114455670A (zh) | 一种炼油污水异性介质组合除油除悬系统及方法 | |
| CN102583830A (zh) | 一种一体化污水净化过滤机 | |
| CN112745904B (zh) | 一种油品脱悬浮物及深度脱水的装置和方法 | |
| CN114524482A (zh) | 一种乙丙烷脱氢装置工艺水除油脱固一体化装置及方法 | |
| CN210367068U (zh) | 一种压裂返排液及油田采出水固液分离系统 | |
| CN217025420U (zh) | 油水分离装置 | |
| CN112755593A (zh) | C5石油树脂生产中原料脱水装置及方法 | |
| CN111875085A (zh) | 一种新型的适用于海上油田的生产水处理工工艺系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |