CN115818861A - 一种基于流化床的污油水分离工艺方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于流化床的污油水分离工艺方法和设备，包含上部流化床层、聚结层、下部流化床层和射流曝气器。含油废水进入设备后，在上、下流化床层，微气泡会粘附废水中的油粒和固体颗粒物，并裹挟这些颗粒物上浮。在聚结层，微小油粒被聚结材料表面吸附并聚结成大油珠，被上浮的微气泡粘附，促使其脱离聚结材料表面上浮。油粒和固体颗粒物在微小气泡的裹挟下最终上浮到上部流化床层表面经由撇油槽排出，气体从设备顶部排出，产水通过溢流管排出。本发明的有益效果是：射流曝气产生的微气泡与含油废水充分混合，废水中的微小油粒和固体颗粒物被微气泡粘附，上浮流动性增强，在聚结气浮双重作用下，除油效果显著提高。

Description

一种基于流化床的污油水分离工艺方法和设备

技术领域

本发明涉及含油废水除油处理技术领域，具体是一种基于流化床的除油一体化设备，该设备将聚结除油、射流曝气、旋流气浮有机结合起来而形成的一种基于流化床的污油水分离工艺方法和设备。

背景技术

含油废水在石油化工行业很常见，多来自于石油炼化工艺流程中的石油脱水工艺段。对于一些含油量比较高及浮油粒度比较大的含油废水，一般先通过重力沉降处理将能够上浮的轻质部分撇除，对于一些含油量少、浮油粒度小或乳化程度比较高的含油废水，比较难以实现污油水分离，很多情况下直接排入下游污水处理厂进行深度处理。由于炼化工艺流程会经常出现波动，造成排出含油废水的含油量、含油粒度、乳化程度也会出现波动，对下游深度处理工艺非常不利，并经常造成排水超标事故。

现在污油水分离技术除了简单的重力沉降，主要的还有改性纤维吸附、加气浮选与混凝、高级氧化、蒸汽汽提、表面聚结、水力旋流、微孔膜分离等等，这些工艺方法都存在选择性和局限性，很难做到在污油水中的含油和乳化出现大幅度波动时还能实现出水水质指标稳定达标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于流化床的污油水分离工艺方法和设备，以解决上述背景技术中提到的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于流化床的污油水分离工艺方法和设备，包括：

流化床除油一体化设备，将射流曝气、聚结除油、旋流气浮除油、上部流化床层、下部流化床层、均质层、撇油、溢流排水等整合起来，形成除油一体化设备。

射流器，用于曝气，产生微气泡。

射流泵，为射流器提供射流动能。

射流曝气切入口，可以产生旋流效果。

聚结层，可以将微小油粒聚结成大油珠。

均质层，用于下部流化床层上浮气泡的均质化。

隔水板，用于分隔下部流化床层与底部溢流管入口。

上部流化床层，用于捕获含油废水中的细小油粒和固体颗粒物，增加这些油粒和固体颗粒物的上浮流动性，并将这些油粒和固体颗粒物收入撇油槽中。

下部流化床层，用于捕获从上部流化床层和聚结层逃脱的油粒和固体颗粒物，增加这些油粒和固体颗粒物的上浮流动性。

底部溢流管，用于将产水输送至溢流水槽。

溢流水槽，用于控制上部流化床层液面位置和排出产水。

撇油槽，用于接收上浮的油粒和固体颗粒物并通过撇油管将其排出。

一种基于流化床的污油水分离工艺方法和设备，还包括：

氮气储罐，用于氮气储存、氮气循环和补充氮气。

污油水罐，用于接收撇油管排出的高浓度污油水。

集气管，用于将所述氮气储罐、污油水罐、流化床除油一体化设备、溢流水槽连通起来。

作为本发明再进一步方案，在流化床除油一体化设备顶部设置有排气管，聚结层在中间位置，聚结层上方为上部流化床层，聚结层下方为下部流化床层，靠近底部设置有隔水板，射流泵的吸入口在隔水板下部，射流泵出口与射流器进水口连接，射流器的出口在隔水板上部，并从切线方向进入所述一体化设备，溢流管入口在隔水板下部，溢流管出口与溢流水槽底部连接，溢流水槽上部设置有通气管。

作为本发明再进一步方案，氮气储罐与射流器的吸气管相连通，并在顶部设置呼吸口，氮气储罐上还设置有进气管与氮气源连通，用于补充消耗掉的氮气。

作为本发明再进一步方案，氮气储罐中的氮气通过吸气管进入射流器，在高速射流中转换成微气泡随射流进入所述流化床除油一体化设备，依次经过下部流化床层、聚结层、上部流化床层，从一体化设备顶部排气管进入集气管，最后经由回气管回到氮气储罐，由此实现氮气循环利用。

作为本发明再进一步方案，污油水罐与撇油管连通，污油水罐顶部设置有通气管，该通气管与集气管连通，撇油时部分氮气会被带入污油水罐，带入的氮气会从污油水罐通气管进入集气管，最后经由回气管回到氮气储罐。

作为本发明再进一步方案，在溢流水槽上部设置有通气管，该通气管与集气管连通，将流化床除油一体化设备上部空间与溢流水槽上部空间连通起来。

作为本发明再进一步方案，可将两个及两个以上的流化床除油一体化设备串联起来，发挥多级除油效果。所有这些设备顶部的排气管以及溢流水槽通气管都与集气管连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过射流曝气产生的微气泡与含油废水充分混合，含油废水中的微小油粒和固体颗粒物被微气泡吸附，浮力增加，上浮流动性增强，在气浮和聚结的双重作用下，提高了含油废水的除油效果。同时，通过射流产生的负压从氮气储罐中吸入的氮气通过流化床层和聚结层后又回到氮气储罐，实现了氮气循环利用，避免了产生 VOC的问题。

附图说明

图1为流化床除油一体化设备原理结构示意图。

图2为基于流化床的污油水分离工艺流程示意图。

图3为二级基于流化床的污油水分离工艺流程示意图。

图中：1、进水管 2、撇油管 3、排水管 4、吸气管 5、排气管 6、射流曝气切入口 7、撇油槽 8、射流器 9、射流泵 10、溢流水槽 11、聚结层 12、均质层 13、上部流化床层 14、下部流化床层 15、隔水板 16、溢流管 17、溢流水槽通气管 18、流化床除油一体化设备19、回气管 20、氮气储罐 21、进气管 22、呼吸口 23、污油水罐 24、液位计 25、污油水外排口 26、集气管 27、污油水罐通气管 28、一级流化床除油一体化设备 29、二级流化床除油一体化设备

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，流化床除油一体化设备原理结构示意图，包括：

进水管1，设置在上部流化床层13的中上部，略低于撇油槽7，含油废水通过进水管1进入上部流化床层13。

撇油管2，与撇油槽7底部连通，用于将分离出的污油水排出。

排水管3，设置在溢流水槽10侧面略低于撇油槽7顶部位置，用于排出产水。

吸气管4，与射流器的吸气口对接，用于吸入气体。

排气管5，设置在流化床除油一体化设备18顶部，用于排出气体。

射流曝气切入口6，沿流化床除油一体化设备切向焊接，气液混合体沿切线方向高速进入下部流化床层并形成旋流。

撇油槽7，用于接收上浮的油粒和固体颗粒物。

射流器8，用于射流曝气。

射流泵9，为射流器8提供射流动能。

溢流水槽10，用于控制上部流化床层13液面高度和排出产水。

聚结层11，设置在流化床除油一体化设备中部位置，用于聚结含油废水中的微小油粒。

均质层12，设置在聚结层11下部位置，用于下部流化床层14上浮气泡的均质化。

上部流化床层13，处于聚结层11上方，用于捕获含油废水中的微小油粒和固体颗粒物，增加这些油粒和固体颗粒物的上浮流动性，并将这些油粒和固体颗粒物收入撇油槽7中。

下部流化床层14，处于聚结层11的下方，用于捕获从上部流化床层13和聚结层11逃脱的微小油粒和固体颗粒物，增加这些油粒和固体颗粒物的上浮流动性。

隔水板15，用于分隔下部流化床层14与溢流管16底部入口。

溢流管16，作为产水进入溢流水槽的通道。

溢流水槽通气管17，连通流化床除油一体化设备上部空间和溢流水槽上部空间。

进一步，射流泵9的吸入口在隔水板15下部，射流泵9的出口与射流器8的进水口连接，射流器8的出水口在隔水板15上部，与射流曝气切入口6连通。

进一步，气体通过吸气管4进入射流器8，在高速射流中转换成微气泡随射流进入流化床除油一体化设备18，依次经过下部流化床层14、均质层 12、聚结层11、上部流化床层13，经从顶部排气管5排出，含油废水中的微小油粒和固体颗粒物被微小气泡粘附并随之上浮进入撇油槽7，通过撇油槽底部连接的撇油管排出。

请参阅图2，基于流化床的污油水分离工艺流程示意图，包括：

氮气储罐20，用于氮气储存、氮气循环和补充氮气。

污油水罐23，用于接收撇油管2排出的高浓度污油水。

集气管26，用于将所述氮气储罐20、污油水罐23、流化床除油一体化设备18、溢流水槽10连通起来。

进一步，氮气储罐20通过吸气管4与射流器8的吸气口相连通，并在氮气储罐20顶部设置呼吸口22，氮气储罐上还设置有进气管21与氮气源连通，用于补充消耗掉的氮气。

进一步，氮气储罐20中的氮气通过吸气管4进入射流器8，在高速射流中转换成微气泡随射流进入流化床除油一体化设备18，依次经过下部流化床层14、聚结层11、上部流化床层13，通过顶部排气管5进入集气管 26，最后经由回气管19回到氮气储罐20，由此实现氮气循环利用。

进一步，污油水罐23与撇油管2连通，通气管27集气管26连通，撇油时部分氮气被带入污油水罐23，而污油水罐通气管27通过集气管26及回气管19与氮气储罐20连通。同时溢流水槽通气管17也通过集气管26 与流化床除油一体化设备18顶部排气管5连通，由此避免了因氮气聚集而影响到液位平衡。

请参照图3，二级基于流化床的污油水分离工艺流程示意图，将两套流化床除油一体化设备串联起来，一级流化床除油一体化设备28的产水管与二级流化床除油一体化设备的进水管连接，形成二级流化床除油工艺。

进一步，两级流化床除油一体化设备顶部的排气管以及溢流水槽通气管都与集气管连通。

进一步，可将两个以上的流化床除油一体化设备串联起来，发挥多级除油效果。

本发明的工作原理是：含油废水从上部流化床层中上部进入，向下依次流经上部流化床层、聚结层、下部流化床层，射流曝气产生的微小气泡则从下部流化床层的底部沿切线方向进入，因此产生旋流效果。含油废水在向下流动过程中，废水中的微小油粒和固体颗粒物与上浮的微气泡相遇，微小气泡会吸附在油粒和固体颗粒物周围，增加了油粒和固体颗粒物上浮的流动性。同时微小油粒通过聚结层时被吸附在聚结材料表面逐渐变成较大的油粒，这些油粒被通过聚结层的微气泡捕获，在浮力和上升微气泡冲刷的作用下脱离聚结材料表面上浮。这样在气浮和聚结的双重作用下，提高了含油废水的除油效果。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明精神或基本特征的情况下，能够以其他具体形式实现本发明。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种基于流化床的污油水分离工艺方法和设备，包括：

流化床除油一体化设备，将射流曝气、聚结除油、旋流气浮除油、上部流化床层、下部流化床层、均质层、撇油、溢流排水等整合起来，形成除油一体化设备；

射流器，用于曝气，产生微气泡；

射流泵，为射流器提供射流动能；

射流曝气切入口，可以产生旋流效果；

聚结层，可以将微小油粒聚结成大油珠；

均质层，用于下部流化床层上浮气泡的均质化；

隔水板，用于分隔下部流化床层与底部溢流管入口；

上部流化床层，用于捕获含油废水中的油粒和固体颗粒物，增加这些油粒和固体颗粒物的上浮流动性，并将这些油粒和固体颗粒物收入撇油槽；

下部流化床层，用于捕获从上部流化床层和聚结层逃脱的油粒和固体颗粒物，增加这些油粒和固体颗粒物的上浮流动性；

底部溢流管，用于将产水输送至溢流水槽；

溢流水槽，用于控制上部流化床层液面位置和排出产水；

撇油槽，用于接收上浮的油粒和固体颗粒物并通过撇油管将其排出。

2.一种基于流化床的污油水分离工艺方法和设备，还包括：

氮气储罐，用于氮气储存、氮气循环和补充氮气；

污油水罐，用于接收撇油管排出的高浓度污油水；

集气管，用于将所述氮气储罐、污油水罐、流化床除油一体化设备、溢流水槽连通起来。

3.一种基于流化床的污油水分离工艺方法和设备，其特征在于，采用氮气作为气浮气源，且氮气在气浮过程中被循环利用。

4.根据权利要求1所述流化床除油一体化设备，其特征在于，所述一体化设备的顶部设置有排气管，该排气管与集气管连通，聚结层在所述一体化设备中间位置，聚结层上方为上部流化床层，聚结层下方为下部流化床层，底部设置有隔水板，射流泵的吸入口在隔水板下部，射流泵出口与射流器进水口连接，射流器的出口在隔水板上部，并从切线方向进入一体化设备，溢流管入口在隔水板下部，溢流管出口与溢流水槽底部连接，溢流水槽上部设置有通气管，该通气管与集气管连通。

5.根据权利要求2所述氮气储罐，其特征在于，所述氮气储罐与射流器吸气管相连通。

6.根据权利要求1所述流化床除油一体化设备及权利要求2所述氮气储罐和集气管，其特征在于，氮气储罐中的氮气通过射流器的吸气管进入射流器，在高速射流中转换成微气泡随射流进入所述流化床除油一体化设备，依次经过下部流化床层、聚结层、上部流化床层，从一体化设备顶部排气管进入集气管，最后经由回气管回到氮气储罐。

7.根据权利要求2所述污油水罐，其特征在于，所述污油水罐与撇油管连通，所述污油水罐顶部设置有通气管，该通气管与集气管连通。

8.一种基于流化床的污油水分离工艺方法和设备，其特征在于，可将两个及两个以上的流化床除油一体化设备串联起来，所有一体化设备顶部的排气管以及溢流水槽通气管都与集气管连通。

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