CN203794672U - 船用波纹板聚结油水分离系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船用波纹板聚结油水分离系统，包括波纹板聚结油水分离器、船底废油罐和储油罐，所述波纹板聚结油水分离器包括箱体，所述箱体前端设有入口构件，所述入口构件包括T型进液口，T型进液口的下部设有布液构件；所述箱体后端设有出口构件；所述布液构件与出口构件之间为从前向后依次布置若干组聚结构件，且最后一组聚结构件与出口构件之间设有集油构件；所述聚结构件包括锥形排污斗及位于锥形排污斗上方的若干块上下依次叠放的波纹板；所述集油构件包括集油管、挡油板、排油口、隔油池和集油斜板。本实用新型出水含油量小于10mg/L；分离直径为10微米以上的细小油滴；出水效果稳定；全密封安全性能高；运行维护简单。

Description

船用波纹板聚结油水分离系统

技术领域

本实用新型涉及一种船舶防污染领域，具体是一种船用波纹板聚结油水分离系统。

背景技术

随着世界航运事业的快速发展，船舶吨位的迅猛增加，船舶废弃物已成为不可忽视的海洋污染源，尤其是船舶含油压载水、洗舱水以及机舱水等舱底油污水给海洋环保带来了巨大的压力，船舶油污水的排放己成为海洋污染的一个重要因素。为此，国际海事组织和各国政府相继出台了一系列海事法律法规，严格控制船舶污染问题。国际海事组织海上环境保护委员会也将船舶在沿海和特殊区域排放舱底水的含油量不超过15ppm的规定扩大到了所有的海域。因此，船用舱底油污水处理装置成为强制配备执行的船舶污染处理设备。

现有的船用舱底油污水处理分离方法不外乎物理分离、化学分离以及电化分离等三种方法，由于物理分离法具有筒单方便、成本低廉、无二次环境污染等显著优势而得到广泛的应用。重力分离又是物理分离的主要方法。重力分离装置是利用油和水的密度差以及油水的不相溶性，在静止或流动状态下实现油珠、悬浮物与水的分离，分散在水中的油珠在浮力的作用下缓慢地上浮、分层，油珠的聚集上浮以及上浮速度是实现油水高效分离的重要因素。

根据美国哈真((Hazen)提出的浅池理论，颗粒沉降速度与沉淀面积有关，且沉淀分离池身越浅，可被去除的悬浮物颗粒越小，理论上若用水平隔板将总高H分成n层，分离处理能力可以提高n倍。据此，现有的油水重力分离装置大多采用多层水平隔板相隔叠置的结构型式，这种结构能大幅度地提高设备的分离处理能力，减少分离设备所占据的空间；相隔叠置的平板间所形成的油污水横向平行流道，有效地减少了油滴的上浮距离，促使小而分散的油珠聚集并合成大油滴，由于油滴的上浮速度又与油滴直径的平方成正比，因此，油滴直径的增大，上浮速度则大大加快，有利于提高油水分离处理效率。

但在现有平板相隔叠加而构成的油水分离装置中，一方面由于油水流道中的水流流线和过水断面总是恒定的，小而分散的油珠在流动过程中保持不变的移动方向和速度，因而相互碰撞进而聚集的机率并不高；再一方面这种平板结构也使得有限的分离装置空间内，难以达到理想的比表面积，要增加比表面积就必然带来整个空间体积的扩大，这显然对于空间十分宝贵的船舶来说是无法达到的，而比表面积的大小又与油珠的聚集、长大、上浮直接关联。因此，现有的这种平板叠置的结构严重影响着油水分离的处理效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种船用波纹板聚结油水分离系统，它不仅能有效地促使油珠的聚集变大，油污水分离效果好；而且能在船舶摇摆环境下实现油水的连续分离处理。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种船用波纹板聚结油水分离系统，包括波纹板聚结油水分离器、船底废油罐和储油罐，所述波纹板聚结油水分离器包括箱体，所述箱体前端设有入口构件，所述入口构件包括T型进液口，T型进液口的下部设有布液构件；所述箱体后端设有出口构件，出口构件包括出水口以及位于出水口前方的出水挡板，且出水口和出水挡板的顶部均位于油面下方；所述布液构件与出口构件之间为从前向后依次布置若干组聚结构件，且最后一组聚结构件与出口构件之间设有集油构件；所述聚结构件包括锥形排污斗及位于锥形排污斗上方的若干块上下依次叠放的波纹板，所述波纹板的波峰处设有若干个浮油孔；所述集油构件包括集油管、挡油板、排油口、隔油池和集油斜板，在聚结构件和出口构件之间为挡油板，且挡油板与聚结构件之间形成隔油池，所述隔油池的一端为集油管，所述挡油板上端位于油面上方，下端位于油面下方，所述排油口位于集油管上方，所述集油斜板位于聚结构件上方；所述T型进液口通过第三阀门连接次级过滤器出口，次级过滤器的进口连接电动泵和第四阀门，所述电动泵和波纹板聚结油水分离器均由启动器控制，所述第四阀门连接船底废油罐，电动泵同时连接控制进水的第二阀门和控制进废油的第二阀门，所述第二阀门通过初级过滤器连接船底废油罐，所述排污阀门通过排污阀门也连接船底废油罐，所述出水口依次连接第一出水阀门、n型管、二位电磁阀，以及与船底外部连通的第二出水阀门，所述n型管的顶部高于波纹板聚结油水分离器的顶部，所述二位电磁阀还与船底废油罐连接，所述排油口连接储油罐。

作为本实用新型进一步的方案：所述布液构件采用穿孔布液板，其孔径6mm，孔中心间距25mm，穿孔率为4.5%；在穿孔布液板的上下两端各留有一定空间不打孔。

作为本实用新型进一步的方案：所述聚结构件设有2-3组，每组25-35块，所述波纹板为镀锌波纹板，上下相邻两块镀锌波纹板的间距为4-8mm。

作为本实用新型进一步的方案：所述集油管用钢管制成，沿长度方向在管壁的一侧开槽，开槽宽度为60度角的切口。

作为本实用新型进一步的方案：在箱体前端设有前端排污斗，箱体后端设有后端放空口。

本实用新型船用波纹板聚结油水分离系统，首次将薄板受迫振动应用于油水分离器，加设振动与粗粒化设施，达到了很好的油水分离效果，并且不存在粗粒化材料的堵塞、吸附饱和等现象。

本实用新型正是将“浅池原理”和“聚结技术”有效地相结合，选用表面具有亲油疏水性质的新型波纹板材，当含油废水通过聚结板堆时，―方面由于板材料亲油而不粘油，不仅有利于细微油珠的聚结增大，而且泥渣可依靠重力下滑，板堆阆隙不易堵塞，无需经常反洗。另一方面，由于波纹板的特殊结构使其具有比平板大得多的聚结表面积，并提供了流体在上面来回流动的曲折通道，使分散油珠产生最大程度的聚结。波纹板的水力半径小，雷诺数较低，在较大处理量、较短停留时间条件下，仍保持层流状态。此外，本实用新型还将对分离器内部的各构件进行优化设计，使液流分布比较均匀，以避免由于短路和死角等造成的对油水分离的不良影响，提高油水分离效率。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）除油能力：出水含油量小于10mg/L；

（2）除油精度：分离直径为10微米以上的细小油滴；

（3）设备运行状态：出水效果稳定且不受污水含油教的高低影响，无易堵塞部件；

（4）安全性能：全密封安全性能高；

（5）运行维护：改性波纹板有较强的耐腐蚀性，且板表面几乎不粘油，不必频繁清冼，运行维护简单。

附图说明

图1为船用波纹板聚结油水分离系统的结构示意图；

图2为波纹板聚结油水分离器的结构示意图；

图中：100-波纹板聚结油水分离器、1-入口构件、11-T型进液口、2-布液构件、3-聚结构件、31-锥形排污斗、311-排污阀门、32-波纹板、4-集油构件、41-集油管、42-挡油板、43-排油口、44-隔油池、45-集油斜板、5-出口构件、51-出水挡板、52-出水口、521-第一出水阀门、522-n型管、523-第二出水阀门、524-二位电磁阀、61-前端排污斗、62-后端放空口、621-放空阀门、71-初级过滤器、72-第一阀门、73-第二阀门、74-电动泵、75-次级过滤器、76-第三阀门、77-第四阀门、78-启动器、8-船底废油罐、9-储油罐。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例中，一种船用波纹板聚结油水分离系统，包括波纹板聚结油水分离器100、船底废油罐8和储油罐9，所述波纹板聚结油水分离器100包括箱体，所述箱体内设有入口构件1、布液构件2、聚结构件3、集油构件4、出口构件5以及其他构件。

1、入口构件：

所述入口构件1的功能主要是吸收进入设备高速液流的动能，稳定流态，减少入口射流对流场的冲击。以前分离设备的研究及设计仅偏重于填料的选择和沉降区结构的设置，而忽略了入口构件在整个分离过程中所起的作用。实际上，一台性能良好的分离设备应该是各种构件相互协调、流场流态平稳，这样才能最大限度地发挥分离设备的潜能。所以说入口构件也可称之为分离区的必要组成部分。事实上，入口构件设置的优劣不仅影响分离设备的流态，而且对其分离效率也有着很大的影响。

本实用新型采用T型进液口11，高流速来液首先进入管段后，其速度方向被迫发生90度改变，这一过程可吸收大量动能。同时在管段的管壁上，以管轴线为中心打有放射状小孔，使得管段沿途发生泻流，减小管末端的动能。另外管段与分离器壁有一定距离，如流速仍过大，分离器壁可再次吸收来液动能，避免短路流和沟流，减少对流场的冲击。

2、布液构件

所述布液构件2主要起着稳定流体流态，消除或减缓流场中的沟流、短路流和涡流现象的作用。重力式油水分离过程要求主分离区的流场应均匀、稳定，且主分离区愈大，流场愈均、稳定，分离效果愈好。而入口构件只能起到消能作用，所以需设置布液构件来均匀液流。

本实用新型采用穿孔布液板，其孔径6mm，孔中心间距25mm，穿孔率为4.5%。在板的上下两端各留有一定空间不打孔，上端不打孔是为了避免水流从板组上方通过。当液流从管道进入分离器时，因空间的增大而使流速突然下降，必然引起废水中一部分悬浮物的沉淀，下端不打孔可起到一个挡板的作用，防止水流将已沉淀的物质冲入板组，使其堵塞。中间打孔部分能很好地起到均匀分布水流，将水流的三维运动变为二维运动，确保流场的均匀稳定。

3、聚结构件：

所述聚结构件3是油水分离器的核心部分，包括锥形排污斗31及位于锥形排污斗31上方的若干块上下依次叠放的波纹板32。而聚结材料的表面性质和板组结构是影响除油效率的重要因素。油滴粒径越大，则脱油效率越高。如能使含油污水中的细小油滴合并为大油滴，则能使脱油效率得到较大幅度的提高。采用物理方法使油滴合并,从经济上讲是最合适的，这就是油滴的聚结，其原理是让含油污水通过由表面亲油的固体物质构成的填充床层，水中细小油滴就会粘附在填充床层表面上，逐步积累，变成大油滴而得以加速分离。采用板状聚结材料重叠组合来增大接触面积，促进油珠聚结增大，可提高分离效率，避免流通通道堵塞，也不存在吸附饱和现象，因而能够实现工艺处理过程的连续操作。 

本实用新型采用的波纹板32为镀锌波纹板，并水平放置，除具有聚结材料所要求的表面亲油疏水的性质外，波纹板的特殊结构为油水分离提供了有利条件。它与常规重力除油技术相比主要特征是：因为水平波纹板间距只有几毫米，上升高度小，可以分离直径为10um以上的油珠，并且因为水流流向是不断变化的，可产生近似于正弦波的水流，使小油珠相互碰撞成大油珠上浮得以分离去除。

油珠浮集分离的过程大体是这样的，由于波纹板表面是亲油的，因此首先在波纹板表面形成一层油膜，随着水流的不断经过，油膜逐渐加厚，借助油的表面张力形成--定大小油珠之后，受油珠本身浮力及水流的冲力使油珠脱落，随水流经波峰处浮油孔上浮。再者由于波纹板是波浪形，其提供的曲折通道使水流呈近似于正弦波状态地流动，流向不断发生变化，增加了油珠之间的碰撞机率，促使小油珠变大，加快油珠的上浮速度，达到油水分离的目的。

设计的波纹板32间距只有4-8mm，经过査阅大量资料和多方咨询，最终将波纹板分2-3组，每组25-35块。首先在扳上打安装孔，采用特殊的长螺杆固定，层与层之间用垫片保证4-8mm的间距，从而使25-35块板组成为一个整体，易于在分离器内的装卸。对板组制作，本实用新型进行了简单而巧妙的设计。采用类似于子母扣的设计，在上一层板的下表面有一个突出物，而在下一层板的上表面有一凹槽，这样的子母扣每隔一定间距设置，其高度与板间距相等，既可作为板之间的支撑物，精确保证了板间距，又可将板组间变得连为—个整体。

4、集油构件：

所述集油构件4包括集油管41、挡油板42、排油口43、隔油池44和集油斜板45。

在实际生产中，在聚结构件3和出口构件5之间设有挡油板42，且挡油板42与聚结构件3之间形成隔油池44，隔油池44的一端设置集油管41，集油管41用钢管制成，沿长度方向在管壁的一侧开槽，开槽宽度为60度角的切口。集油管41可以绕轴线转动。当排油时将集油管的开槽方向转向水平面以下来收集浮油。

本实用新型的油水分离器，主要适用于处理中、低浓度的含油废水，液面的油层不容易收集得很厚，但如不及时排油可能会影响出水水质，因此在聚结构件3上方设置了集油斜板45，在水的静压作用下，促使已上浮的油珠沿斜面上升汇集，使浮油层集中到斜板上部集油区三角形的位置，因油层表面积小，这样比水平集油形成的油层要厚得多，进而靠重力自流入集油槽内，又由排油管41上方的排油口43排出分离器外。其优点主要是增加了油层厚度，使得集油变得容易,同时收集废油的含水率也会降低。

5、出口构件：

所述出口构件5包括出水口52以及位于出水口52前方的出水挡板51，且出水口52和出水挡板51的顶部均位于油面下方。

在隔油池44和一些重力式油水分离器中，多采用溢流堰出水，经出水管收集后排放，在出水溢流堰处仍有小的油花不断上浮，并随溢流堰出水，一起泻流流入出水槽，严重影响了出水水质。这是因为采用薄壁溢流堰会引起水表层的紊动，上浮至水表面附近的油珠将由于惯性力作用，冲破水面并且展开成膜，随水流排出，致使出水含油量增大。因此，本实用新型采用淹没管式出流。这样油珠即使上浮也不致被水流带走。

6.其它构件：

本实用新型在箱体前端设有前端排污斗61，后端设有后端放空口62。可以定时或根据需要排泥和放空。

所述T型进液口通过第三阀门76连接次级过滤器75出口，次级过滤器75的进口连接电动泵74和第四阀门77，所述电动泵74和波纹板聚结油水分离器100均由启动器78控制，所述第四阀门77连接船底废油罐8，电动泵74同时连接控制进水的第二阀门73和控制进废油的第二阀门72，所述第二阀门72通过初级过滤器71连接船底废油罐8，所述排污阀门31通过排污阀门311也连接船底废油罐8，所述出水口52依次连接第一出水阀门521、n型管522、二位电磁阀524，以及与船底外部连通的第二出水阀门523，所述n型管522的顶部高于波纹板聚结油水分离器100的顶部，所述二位电磁阀524还与船底废油罐8连接，所述排油口43连接储油罐9。

本实用新型产品对油水分离器的入口构件、布液构件、聚结构件、集油构件及出口构件等进行了优化设计。本实用新型采用T型入口构件，可吸收大量动能，避兔短路流和沟流，减少对流场的沖击。布液构件采用穿孔布液板，能很好地起到均匀布水、防止泥渣进入板组的作用。聚结构件采用聚结波紋板组，油从波峰的浮油孔去除，泥渣可从波谷下滑,从而保证了板组的畅通。集油区设置集油斜板，使油层表面积减小，促使油层变厚，有利于油的收集。出水构件釆用淹没管式出流，避免了由于水的拉拽作用，将液面附近油珠带入出水，使水质变差。同时，分离器还设有排泥阀和放空阀，便于排泥和放空。

本实用新型将重力法与聚结技术相结合，设计制作了波纹板聚结油水分离器，并对分离器的内部构件如入口构件、布液构件、聚结构件、集油构件及出口构件等迸行了创造性的优化设计，改善了水力条件，强化了油水分离效果。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。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，本实用新型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实用新型内。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 (5)

1.一种船用波纹板聚结油水分离系统，包括波纹板聚结油水分离器（100）、船底废油罐（8）和储油罐（9），所述波纹板聚结油水分离器（100）包括箱体，其特征在于，所述箱体前端设有入口构件（1），所述入口构件（1）包括T型进液口（11），T型进液口（11）的下部设有布液构件（2）；所述箱体后端设有出口构件（5），出口构件（5）包括出水口（52）以及位于出水口（52）前方的出水挡板（51），且出水口（52）和出水挡板（51）的顶部均位于油面下方；所述布液构件（2）与出口构件（5）之间为从前向后依次布置若干组聚结构件（3），且最后一组聚结构件（3）与出口构件（5）之间设有集油构件（4）；所述聚结构件（3）包括锥形排污斗（31）及位于锥形排污斗（31）上方的若干块上下依次叠放的波纹板（32），所述波纹板（32）的波峰处设有若干个浮油孔；所述集油构件（4）包括集油管（41）、挡油板（42）、排油口（43）、隔油池（44）和集油斜板（45），在聚结构件（3）和出口构件（5）之间为挡油板（42），且挡油板（42）与聚结构件（3）之间形成隔油池（44），所述隔油池（44）的一端为集油管（41），所述挡油板（42）上端位于油面上方，下端位于油面下方，所述排油口（43）位于集油管（41）上方，所述集油斜板（45）位于聚结构件（3）上方；所述T型进液口通过第三阀门（76）连接次级过滤器（75）出口，次级过滤器（75）的进口连接电动泵（74）和第四阀门（77），所述电动泵（74）和波纹板聚结油水分离器（100）均由启动器（78）控制，所述第四阀门（77）连接船底废油罐（8），电动泵（74）同时连接控制进水的第二阀门（73）和控制进废油的第二阀门（72），所述第二阀门（72）通过初级过滤器（71）连接船底废油罐（8），所述排污阀门（31）通过排污阀门（311）也连接船底废油罐（8），所述出水口（52）依次连接第一出水阀门（521）、n型管（522）、二位电磁阀（524），以及与船底外部连通的第二出水阀门（523），所述n型管（522）的顶部高于波纹板聚结油水分离器（100）的顶部，所述二位电磁阀（524）还与船底废油罐（8）连接，所述排油口（43）连接储油罐（9）。

2.根据权利要求1所述的船用波纹板聚结油水分离系统，其特征在于，所述布液构件（2）采用穿孔布液板，其孔径6mm，孔中心间距25mm，穿孔率为4.5%；在穿孔布液板的上下两端各留有一定空间不打孔。

3.根据权利要求1所述的船用波纹板聚结油水分离系统，其特征在于，所述聚结构件（3）设有2-3组，每组25-35块，所述波纹板（32）为镀锌波纹板，上下相邻两块镀锌波纹板的间距为4-8mm。

4.根据权利要求1所述的船用波纹板聚结油水分离系统，其特征在于，所述集油管（41）用钢管制成，沿长度方向在管壁的一侧开槽，开槽宽度为60度角的切口。

5.根据权利要求1所述的船用波纹板聚结油水分离系统，其特征在于，在箱体前端设有前端排污斗（61），箱体后端设有后端放空口（62）。