CN115893578B - 一种立管式微旋流-强化气浮耦合工艺装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种立管式微旋流‑强化气浮耦合工艺装置，包括外筒体和内部组件，所述外筒体上下两端由封头或封板封堵，所述外筒体底部设置有底盘、排污管、混合微泡污水入口管和微泡补充管，所述外筒体侧壁设置有浮油浮渣排出管和净化水出口管，所述外筒体顶部设置有排气孔；所述内部组件包括旋流筒组件、造旋部件、固定筋板和环形引流板；其基于现有的旋流气浮技术对工艺设备进行了结构的优化设计，内部流场均匀，大幅提高了弱旋流区域的气浮效率，弥补了现有旋流气浮设备中弱旋流区域大而效率低的缺陷。

Description

一种立管式微旋流-强化气浮耦合工艺装置

技术领域

本发明涉及含油污水的多相分离除油净水处理设备、环保设备领域，具体涉及一种立管式微旋流-强化气浮耦合工艺装置。

背景技术

旋流气浮技术将旋流和气浮两个分离过程技术耦合，通过低强度离心力场促进油滴和气泡的碰撞粘附过程，加速油滴从水中分离，兼具了气浮分离和旋流分离的优点。

如专利CN113213582A公开了一种多管式微旋流-气浮耦合工艺装置，其相对于传统设备单体处理量更大，而且形成温和的微旋流场，在实现对流体导流造旋作用的同时，使气泡与油滴获得适量的碰撞能量，避免能量过剩影响后续的粘附，该装置的微旋流气浮分离主要发生在旋流筒组件的第一筒体内部，从第一筒体与第二筒体的环形空间下沉的污水进入弱旋流区域，污水基本外排；整套装置具有处理量大、旋流气浮的浮选性能强的优点。

在目前现有的设备基础上，进一步优化设备内空间利用，提高气浮浮选效率依然是值得改进的重要方向。

发明内容

基于上述现有技术的现状，本发明提供了一种立管式微旋流-强化气浮耦合工艺装置，其基于现有的旋流气浮技术对工艺设备进行了结构的优化设计，内部流场均匀，大幅提高了弱旋流区域的气浮效率，弥补了现有旋流气浮设备中弱旋流区域大而效率低的缺陷。

本发明采用的技术方案如下：一种立管式微旋流-强化气浮耦合工艺装置，其特征在于，包括外筒体和内部组件，所述外筒体上下两端由封头或封板封堵，所述外筒体底部设置有底盘、排污管、混合微泡污水入口管和微泡补充管，所述外筒体侧壁设置有浮油浮渣排出管和净化水出口管，所述外筒体顶部设置有排气孔，所述排气孔用于排出本发明的工艺装置运行期间顶部聚集的气体；所述浮油浮渣排出管位于第一筒体上端部的上方，用于排出经净化分离出的漂浮于流体上层的浮油浮渣；所述净化水出口管位于外筒体下部临近底盘的位置处，用于排出分离出的水；具体的，所述排污管位于底盘外侧接近外筒体处，所述混合微泡污水入口管位于底盘中心轴线处，所述微泡补充管数量为4个，用于通入微气泡流，且所述微泡补充管以旋流筒中心轴线为轴呈中心对称分布，所述微泡补充管的轴线圆直径大于第一筒体的直径而小于环形引流板的直径；所述浮油浮渣排出管所在水平面高于第一筒体上端所在水平面，所述净化水出口管中心轴线所在水平面高于环形引流板下端所在水平面且低于环形引流板中部所在水平面。

所述内部组件包括旋流筒组件、造旋部件、固定筋板和环形引流板，所述固定筋板包括上固定筋板和下固定筋板；所述旋流筒组件包括第一筒体和第二筒体，所述第一筒体和第二筒体均为空心直筒结构，且所述第一筒体的直径大于第二筒体的直径且小于环形引流板直径；所述旋流筒组件、造旋部件、环形引流板和外筒体同轴线设置。

所述造旋部件为切向式入流口造旋部件或者轴流式导叶造旋部件。

所述环形引流板下端低于净化水出口管而高于底盘上接管的内伸长，所述环形引流板上端位于第二筒体中部，所述第二筒体的中部通过下固定筋板与所述环形引流板相对固定，所述环形引流板通过下固定筋板与外筒体相对固定。

进一步的，所述混合微泡污水入口管的内径小于所述第二筒体的内径，且所述混合微泡污水入口管上端与所述第二筒体下端通过渐扩锥段连通，小直径的混合微泡污水入口管利于气泡与污水的均匀混合，而直径渐扩的锥段将混合入流均匀扩散至第二筒体内部，有利于强化微气泡混合效果。

进一步的，所述造旋部件选择为切向式入流口造旋部件或者轴流式导叶造旋部件。

本发明的工艺装置工作过程解释如下：混合微气泡的含油污水由底盘中央的混合微泡污水入口管进入，在第二筒体底部沿通孔外壁的造旋叶片向上流动并在旋流筒组件的第二筒体内完成造旋过程。在离心力作用下，含油溶气水中的浮油浮渣会向轴心处聚集，水则向旋流筒组件的第一筒体内壁聚集，并从第一筒体与第二筒体之间的环形空间内沉入底盘上部空间内，与此同时，微细气泡通过微泡补充管进入，在弱旋流区域旋流上浮的过程中，附着含油污水中的细小悬浮油珠及固体颗粒等形成聚合体，最终浮至液体表面，即在旋流和气浮的耦合作用下完成油水分离过程。

本发明的优点在于：

1、与传统的微旋流气浮装置相比，本发明的流场更加均匀，结构更加紧凑，适应性强、适用范围广、净化分离效果提升显著。

2、通过微泡补充管的设计，显著提高了弱旋流区域的微细气泡的浓度，弥补了弱旋流区域浮选效率低的缺陷，显著强化了弱旋流区域的浮选性能，装置总体积不变的的同时大幅提升了浮选效率，装置内空间得到更充分的利用，可有效提高经济效益。

3、通过环形引流板的设计，合理划分流场区域，显著增加了微细气泡与悬浮油珠的接触概率，使气泡与油滴的定向、有序碰撞更加高效，旋流气浮的浮选性能有效提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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是立管式微旋流-强化气浮耦合工艺装置的整体结构视图；

图2是立管式微旋流-强化气浮耦合工艺装置的俯视图；

图3是底盘结构示意图；

图中：1—排气孔、2—浮油浮渣排出管、3—外筒体、4—第一筒体、5—上固定筋板、6—第二筒体、7—造旋部件、8—下固定筋板、9—环形引流板、10—净化水出口管、11—法兰环、12—底盘、13—排污管、14—微泡补充管、15—混合微泡污水入口管。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方法，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

参阅附图，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的位置限定用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1-2所示，图1是立管式微旋流-强化气浮耦合工艺装置的整体结构视图；图2是立管式微旋流-强化气浮耦合工艺装置的俯视图；图3是底盘结构示意图；本发明的立管式微旋流-强化气浮耦合工艺装置包括外筒体3和内部组件，所述外筒体3上下两端由封头或封板封堵，所述外筒体3底部设置有底盘12、排污管13、混合微泡污水入口管15和微泡补充管14，所述外筒体3侧壁设置有浮油浮渣排出管2和净化水出口管10，所述外筒体3顶部设置有排气孔1，所述排气孔1用于排出本发明的工艺装置运行期间顶部聚集的气体；所述浮油浮渣排出管2位于外筒体3侧面的上端部，用于排出经净化分离出的漂浮于流体上层的浮油浮渣；所述净化水出口管10位于外筒体3侧面下部临近底盘12的位置处，用于排出分离出的水。

所述内部组件包括旋流筒组件、造旋部件7、固定筋板和环形引流板9，所述固定筋板包括上固定筋板5和下固定筋板8；所述旋流筒组件包括第一筒体4和第二筒体6，所述第一筒体4和第二筒体6均为空心直筒结构，且所述第一筒体4的直径大于第二筒体6的直径且小于环形引流板9直径，第一筒体4的下端部与第二筒体6的上端部套接在一起且两者之间通过上固定筋板5相对固定；所述旋流筒组件、造旋部件7、环形引流板9和外筒体3同轴线设置。

所述环形引流板9下端低于净化水出口管10而高于底盘12上接管的内伸长，所述环形引流板9上端位于第二筒体6中部，所述第二筒体6的中部通过下固定筋板8与所述环形引流板9相对固定，所述环形引流板9通过下固定筋板8与外筒体3相对固定，混合微气泡的含油污水从第一筒体4和第二筒体6之间的环形间隙流动到底盘的上部空间，经过环形引流板9划分流场区域，得到均匀的弱旋流区域流场。

具体的，所述排污管13位于底盘12外侧接近外筒体3处，所述混合微泡污水入口管15位于底盘12中心轴线处，所述微泡补充管14用于通入微气泡流，且所述微泡补充管14以旋流筒组件中心轴线为轴呈中心对称分布的设置有多个，所述微泡补充管14的轴线圆直径大于第一筒体4的直径而小于环形引流板9的直径；所述浮油浮渣排出管2所在水平面高于第一筒体4上端所在水平面，所述净化水出口管10中心轴线所在水平面高于环形引流板9下端所在水平面且低于环形引流板9中部所在水平面。

图3所示的实施例中，示出了微泡补充管14的数量设置为四个的情况，显而易见的是，其也可以设置为六、八或其他数量，用于通入微气泡流，且所述微泡补充管14以旋流筒中心轴线为轴呈中心对称分布，微气泡流通过微泡补充管14通入，在环形引流板9的作用下与环形间隙的悬浮油滴来流交汇碰撞，附着含油污水中的细小悬浮油珠及固体颗粒等形成聚合体，进一步强化装置的浮选效果。

本发明的技术方案中，所述造旋部件7依然采纳了CN113213582A中造旋部件的结构，选择为切向式入流口造旋部件或者轴流式导叶造旋部件，其设置在第二筒体6内部作为生成微旋流的造旋结构。

本发明的立管式微旋流-强化气浮耦合工艺装置工作过程如下：

混合微气泡的含油污水由底盘12中央的混合微泡污水入口管15进入，在第二筒体6底部沿通孔外壁的造旋叶片向上流动并在旋流筒组件的第二筒体6内完成造旋过程。在离心力作用下，含油溶气水中的浮油浮渣会向轴心处聚集，水则向旋流筒组件的第一筒体4内壁聚集，并从第一筒体4与第二筒体6之间的环形空间内沉入底盘12上部空间内，与此同时，微细气泡通过微泡补充管14进入，在弱旋流区域旋流上浮的过程中，附着含油污水中的细小悬浮油珠及固体颗粒等形成聚合体，最终浮至液体表面，完成弱旋流区域的气浮浮选，即在旋流和气浮的耦合作用下完成油水分离过程。

以上虽结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但并不局限于本发明的保护范围，所属领域的技术人员应明白，在本发明的技术方案基础上，本领域的技术人员无需付出创造性劳动就可对本发明的各种等效结构或等效流程进行修改或变形，或直接或间接应用于其他相关技术领域，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种立管式微旋流-强化气浮耦合工艺装置，包括外筒体和内部组件，所述外筒体上下两端由封头或封板封堵，所述外筒体底部设置有底盘、排污管、混合微泡污水入口管，所述外筒体侧壁设置有浮油浮渣排出管和净化水出口管，所述外筒体顶部设置有排气孔；

所述内部组件包括旋流筒组件、造旋部件；所述旋流筒组件包括第一筒体和第二筒体，所述第一筒体和第二筒体均为空心直筒结构，且所述第一筒体的直径大于第二筒体的直径，且第一筒体的下端部与第二筒体的上端部套接在一起且两者之间相对固定，所述造旋部件设置在第二筒体内部；

其特征在于：

所述底盘上设置有多个微泡补充管；所述外筒体内部还设置有环形引流板，所述环形引流板套设在第二筒体外部且其直径大于所述第一筒体的直径，所述环形引流板下端低于净化水出口管的高度而高于底盘上的排污管及多个微泡补充管的向上伸长的高度，所述环形引流板上端位于第二筒体中部。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征还在于，所述旋流筒组件、造旋部件、环形引流板和外筒体同轴线设置。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征还在于，所述多个微泡补充管以旋流筒组件中心轴线为轴呈中心对称分布的设置，且多个微泡补充管的轴线圆直径大于第一筒体的直径而小于环形引流板的直径。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征还在于，所述微泡补充管数量为四个、六个或八个。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征还在于，还包括上固定筋板和下固定筋板，所述上固定筋板将第一筒体的下端部与第二筒体的上端部同轴的套接固定，所述下固定筋板将第二筒体、环形引流板、外筒体同轴的固定。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征还在于，所述混合微泡污水入口管的内径小于所述第二筒体的内径，且所述混合微泡污水入口管上端与所述第二筒体下端通过渐扩锥段连通。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征还在于，所述外筒体和底盘通过法兰环和螺栓配合的方式固定连接在一起。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征还在于，所述造旋部件选择为切向式入流口造旋部件或者轴流式导叶造旋部件。