CN209668812U - 一种焦化废水用新型微纳米气浮装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种焦化废水用新型微纳米气浮装置，包括气浮池、废水进口、废水出口、溶气水泵和微纳米气泡发生器；所述废水进口和废水出口均开设在气浮池上，若干微纳米气泡发生器安装在气浮池中，且微纳米气泡发生器安装在废水进口与废水出口之间；所述微纳米气泡发生器释放的溶气水由溶气水泵用于将压缩空气加压溶解在水源中通过管道泵入微纳米气泡发生器下方；在微纳米气泡发生器产生的微纳米气泡作用下，废水中的轻质和部分密度较小的重质煤焦油被微纳米气泡接触并粘附，在气泡浮力作用下被带到气浮池水面上，再通过浮油刮渣器刮至浮油收集槽，从收集槽排出气浮装置。
Description
技术领域
本实用新型属于焦化废水除油技术领域，具体涉及一种焦化废水用新型微纳米气浮装置。
背景技术
焦化废水中含有大量煤焦油，其在常温状态下粘度高，密度与水十分接近，传统的气浮装置因产生的气泡直径较大，难以从焦化废水中将煤焦油分离，很难焦化废水处理所需的除油效果。
具体来说，焦化废水主要来源于煤焦化生产过程中洗涤煤气用水经蒸氨塔后排出的一种含油废水。废水中的油类污染物主要为洗涤煤气所夹带的重质煤焦油和轻质煤焦油，其中重质煤焦油密度约为1.02-1.06kg/L，轻质煤焦油的密度约为0.96-0.99kg/L，与水的密度1kg/L十分接近。工业生产中通常从焦化废水中分离煤焦油的主要设备为气浮装置，例如传统溶气气浮装置或射流气浮装置。
但传统溶气气浮装置或射流气浮装置均是依靠将空气通过压力压缩溶解至废水中，再经过压力突然减小使空气从水中释放出来，从而使水中产生一定数量的空气气泡，通常通过此种加压空气的方式使水中产生的气泡直径较大，约0.1-1mm。可将气泡想象为水中直径为0.1-1mm的空心乒乓球，因气泡(空心乒乓球)体积越大，受到水的浮力就越大，其从水中上浮的速度就越快，同时单位体积内气泡的数量也越少；导致气泡在水中停留时间短、与油滴的接触时间短，气泡数量少与油滴粘附的概率低，从废水中分离煤焦油的能力就弱，除油效果差。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型目的是提供一种焦化废水用新型微纳米气浮装置，其目的在于将释放的气泡直径变小、并增加单位体积内气泡的数量，那么气泡体积减小，受到水的浮力就小；气泡上浮速度慢且气泡数量多就能延长气泡在水中的停留时间，从而增加气泡与油滴的接触时间和粘附概率，进而增加从废水中分离煤焦油的能力，增强除油效果。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是，一种焦化废水用新型微纳米气浮装置，包括气浮池、废水进口、废水出口、溶气水泵和微纳米气泡发生器；
所述废水进口和废水出口均开设在气浮池上，若干微纳米气泡发生器安装在气浮池中，且微纳米气泡发生器安装在废水进口与废水出口之间；所述微纳米气泡发生器释放的溶气水由溶气水泵用于将压缩空气加压溶解在水源中通过管道泵入微纳米气泡发生器下方。
所述微纳米气泡发生器由具有小孔的多层钢板组成，钢板上小孔的孔径为0.1-0.3mm，钢板层数为3-5层，相邻两层钢板之间的间距为1mm，相邻两层钢板上的小孔错开；
所述气浮池底部还设置有重油收集室，所述重油收集室设置在进水导流挡板的正下方。
还包括设置在气浮池顶部开口处的浮油刮渣器和浮油收集槽，所述浮油刮渣器用于将气浮池顶部水面的浮油刮至浮油收集槽中。
还包括设置在气浮池中的多孔挡板，若干多孔挡板并排设置，两多孔挡板之间形成的空间用于安装一微纳米气泡发生器。
所述多孔挡板的高度为1m，挡板弯折设计。
所述气浮池上开设有回流水口，所述回流水口的高度低于废水出口；回流水口通过回流水管连接至溶气水泵的水源入口，水源入口还连接有压缩空气泵入装置，所述压缩空气泵入装置与溶气水泵之间连接有压缩气储罐。
所述废水出口的下方气浮池的内壁上还设置有出水溢流口，处理后的焦化废水由出水溢流口稳流布水后从废水出口排出。
所述气浮池内壁安装有进水导流挡板，所述进水导流挡板顶部封闭底部开口，且进水导流挡板罩设在废水进口上。
所述废水进口低于废水出口，且废水进口和废水出口设置在气浮池相对的两个侧壁上。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：在微纳米气泡发生器产生的微纳米气泡作用下，废水中的轻质和部分密度较小的重质煤焦油被微纳米气泡接触并粘附，在气泡浮力作用下被带到气浮池水面上，再通过浮油刮渣器刮至浮油收集槽，从收集槽排出气浮装置。废水中的煤焦油在上升过程中需要不断的一层一层穿透多孔挡板，增加了油滴与多孔挡板接触的次数，提高了多孔挡板捕集煤焦油的能力，重质煤焦油在多孔挡板上不断聚集增多，从而同时达到分离重质煤焦油的作用。
本实用新型的微纳米气泡发生器由带小孔且错开设置的多层钢板组成，高压溶气水中的气泡经过发生器时在小孔中不断碰撞产生新的气泡，再经过小孔切割产生的气泡达到微纳米级，气泡上升速度较传统气浮慢，增加了气泡与废水中小油滴的接触时间和接触概率，提高了废水中煤焦油的去除效率。
废水在微纳米气泡作用下由下向上流动，在弯折的多孔挡板作用下水中的重质煤焦油可被挡板捕集并在挡板上形成油层，并因自身密度大于水而沿挡板自流入重油收集室从废水中分离。且由于挡板的存在，废水在挡板附近向上流动时以层流状态运动，流动速度极慢，避免了传统气浮因水流上升速过快使重质煤焦油不能向下流动收集，达到了同时分离重质煤焦油的作用。远离挡板的废水因没有挡板的阻滞作用，不影响微纳米气泡带动轻质煤焦油上浮分离。本实用新型微纳米气浮装置设置有专门的重油收集室，重油可沿分离室底部及时收集排出；通过以上结构设计，本装置具有比传统气浮更加高效的分离去除轻油(密度小于水)的能力，还具有高效的分离去除重油(密度大于水)的能力，特别适用于焦化废水的处理。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型的微纳米气浮装置结构示意图。
图中：1-废水进口；2-进水导流挡板；3-溶气水泵；4-微纳米气泡发生器；5-浮油刮渣器；6-浮油收集槽；7-焦化废水出水溢流口；8-焦化废水出口；9-回流水管；10-压缩空气罐；11-多孔挡板；12-重油收集室；13-气浮池。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
如图1所示，焦化废水由废水进口1进入气浮池13，在进水导流挡板2的作用下均匀缓慢向下流动，与微纳米气泡发生器4释放的溶气水混合，在微纳米气泡发生器4产生的微纳米气泡作用下，废水中的轻质和部分密度较小的重质煤焦油被微纳米气泡接触并粘附，在气泡浮力作用下被带到气浮池13水面上，再通过浮油刮渣器5刮至浮油收集槽6，从收集槽排出气浮装置。
其余密度更大的重质煤焦油随溶气水上升的过程中遇到多孔挡板11，在水流带动作用下被多孔挡板11捕集，随着多孔挡板11上的重质煤焦油不断增多形成油层后因密度大于水而沿多孔挡板11向下自流进入重油收集室12，再从重油收集室12排出气浮装置。因废水在气浮池13中同时会由废水进口1向废水出口8方向自流，废水中的煤焦油在上升过程中需要不断的一层一层穿透多孔挡板11，增加了油滴与多孔挡板接触的次数，提高了多孔挡板捕集煤焦油的能力，重质煤焦油在多孔挡板上不断聚集增多，从而同时达到分离重质煤焦油的作用。经气浮装置处理后的焦化废水由出水溢流口7稳流布水后从废水出口8排出装置。
微纳米气泡发生器4释放的溶气水由溶气水泵3将压缩空气加压溶解在部分气浮装置出水中形成，压缩空气由外部装置提供，压缩气储罐10起到稳定压缩空气压力的作用。回流水管9至溶气泵的气浮装置出水比例为进水水量的30-50％。
本实用新型微纳米气泡发生器4是由具有小孔的多层钢板组成，钢板上小孔的孔径为0.1-0.3mm，多层钢板设置3-5层，每层间距1mm，每层钢板上的小孔错开以增加释放溶气水时产生的微纳米气泡数量。
本实用新型多孔挡板是由1-3mm钢板经弯折形成，多孔挡板11一般设置5-8层，挡板由下到上均匀分布有10-15个50-100mm孔洞供废水通过；挡板选用的钢板材质一般为304不锈钢，表面打磨糙化处理，处理精度为Sa2.5级。
与传统气浮装置相比，首先本实用新型的微纳米气浮装置的进水导流挡板2可使废水均匀缓和的向下流动进入气浮池，有利于重质煤焦油的分离；废水再由进口向出口方向均匀缓慢流动，避免水流短路造成除油效率低下；出水口前纵向均匀设置的多个出水溢流口也减小了水流短路的可能，有利于废水中重质煤焦油的分离。
其次废水在微纳米气泡作用下由下向上流动，在弯折的多孔挡板作用下水中的重质煤焦油可被挡板捕集并在挡板上形成油层，并因自身密度大于水而沿挡板自流入重油收集室从废水中分离。且由于挡板的存在，废水在挡板附近向上流动时以层流状态运动，流动速度极慢，避免了传统气浮因水流上升速过快使重质煤焦油不能向下流动收集，达到了同时分离重质煤焦油的作用。远离挡板的废水因没有挡板的阻滞作用，不影响微纳米气泡带动轻质煤焦油上浮分离。
再次本实用新型的微纳米气泡发生器4由带小孔且错开设置的多层钢板组成，高压溶气水中的气泡经过发生器时在小孔中不断碰撞产生新的气泡，再经过小孔切割产生的气泡达到微纳米级，气泡上升速度较传统气浮慢，增加了气泡与废水中小油滴的接触时间和接触概率，提高了废水中煤焦油的去除效率。
最后，本实用新型微纳米气浮装置设置有专门的重油收集室，重油可沿分离室底部及时收集排出；微纳米气泡发生器安装在距离气浮池底0.5m位置，下部收集的重质煤焦油不易被向上流动的水流干扰；多孔挡板按照气泡发生器的位置两侧排布，挡板底部连接重油收集室，可最大限度收集到废水中的重质煤焦油并及时导流至重油收集室；多孔挡板表面还可涂刷亲油性材料增强重油捕集能力。
通过以上结构设计，本装置具有比传统气浮更加高效的分离去除轻油(密度小于水)的能力，还具有高效的分离去除重油(密度大于水)的能力，特别适用于焦化废水的处理。
某焦化厂从蒸氨塔出来的焦化废水水量为30m3/h，废水中煤焦油的含量约500mg/L，其中重质煤焦油密度约1.02kg/L、含量100mg/L；轻质煤焦油密度约0.97kg/L、含量400mg/L。
由提升泵输送来的废水通过废水进口1进入气浮装置，经进水导流挡板2后水流向气浮装置下部流动。在气浮池中下部从进水口到出水口方向依次设置有6排微纳米气泡发生器4，每排设置10个，每排发生器间距0.8m，每排发生器两侧均设置有高度为1m的如图1所示弯折的多孔挡板11，共设7块，挡板与气浮池前后壁焊接固定，每块挡板上均匀设置10个直径0.1m圆孔供废水均匀流过，相邻的挡板上的圆孔在高度方向错开。废水由进水口方向依次通过7块多孔挡板11后经出水溢流口至废水出口后自流排出。
在出水溢流口7前，部分即将排出的废水通过管道与压缩空气罐的空气一同被输送进入溶气水泵3，被水泵加压后输送至气泡发生器释放溶气水，溶气水在气泡发生器表面释放大量微纳米级气泡。新进入的废水与溶气水不断混合，微纳米气泡则不断扩散至废水中，气泡与废水中的轻质煤焦油不断接触、粘附，随着气泡在水中上浮轻质煤焦油被带出水面，再通过浮油刮渣器和浮油收集槽排出气浮装置。在气泡推动作用下水流向上流动，同时因废水由进口向出口方向流动，水中的重质煤焦油则在气泡和水流共同的作用下不断被水流推动到多孔挡板的迎水侧上富集长大、在挡板上形成更大的油滴或油层，最终在煤焦油自身重力作用下沿挡板下沉至重油收集室后排出。
本案例气浮池通过计算设计，长度为10m，宽度为3m，水流向上运动的速度约为1m/h，即水流在气浮装置中上升速度约1.67cm/min，可确保多孔挡板上富集的重质煤焦油不被水流冲刷带走，从而保证重质煤焦油可沿挡板自流进入重油收集室分离去除。
经本气浮装置处理后的焦化废水
| 项目 | 原废水指标 | 气浮装置出水指标 | 去除效率 |
| 重质煤焦油含量 | 100mg/L | 12mg/L | 88％ |
| 轻质煤焦油含量 | 400mg/L | 23mg/L | 94％ |
经本实用新型的微纳米气浮装置对焦化废水中重质煤焦油的去除率达88％，轻质煤焦油的去除率达94％，达到了预期的效果，满足废水后续处理油含量＜50mg/L的要求。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种焦化废水用新型微纳米气浮装置，其特征在于：包括气浮池(13)、废水进口(1)、废水出口(8)、溶气水泵(3)和微纳米气泡发生器(4)；
所述废水进口(1)和废水出口(8)均开设在气浮池(13)上，若干微纳米气泡发生器(4)安装在气浮池(13)中，且微纳米气泡发生器(4)安装在废水进口(1)与废水出口(8)之间；所述微纳米气泡发生器(4)释放的溶气水由溶气水泵(3)用于将压缩空气加压溶解在水源中通过管道泵入微纳米气泡发生器(4)下方。
2.根据权利要求1所述的一种焦化废水用新型微纳米气浮装置，其特征在于：所述微纳米气泡发生器(4)由具有小孔的多层钢板组成，钢板上小孔的孔径为0.1-0.3mm，钢板层数为3-5层，相邻两层钢板之间的间距为1mm，相邻两层钢板上的小孔错开。
3.根据权利要求1所述的一种焦化废水用新型微纳米气浮装置，其特征在于：所述气浮池(13)底部还设置有重油收集室(12)，所述重油收集室(12)设置在进水导流挡板(2)的正下方。
4.根据权利要求1所述的一种焦化废水用新型微纳米气浮装置，其特征在于：还包括设置在气浮池(13)顶部开口处的浮油刮渣器(5)和浮油收集槽(6)，所述浮油刮渣器(5)用于将气浮池(13)顶部水面的浮油刮至浮油收集槽(6)中。
5.根据权利要求1所述的一种焦化废水用新型微纳米气浮装置，其特征在于：还包括设置在气浮池(13)中的多孔挡板(11)，若干多孔挡板(11)并排设置，两多孔挡板(11)之间形成的空间用于安装一微纳米气泡发生器。
6.根据权利要求5所述的一种焦化废水用新型微纳米气浮装置，其特征在于：所述多孔挡板(11)的高度为1m，挡板弯折设计。
7.根据权利要求1所述的一种焦化废水用新型微纳米气浮装置，其特征在于：所述气浮池(13)上开设有回流水口，所述回流水口的高度低于废水出口(8)；回流水口通过回流水管(9)连接至溶气水泵的水源入口，水源入口还连接有压缩空气泵入装置，所述压缩空气泵入装置与溶气水泵(3)之间连接有压缩气储罐(10)。
8.根据权利要求7所述的一种焦化废水用新型微纳米气浮装置，其特征在于：所述废水出口(8)的下方气浮池(13)的内壁上还设置有出水溢流口(7)，处理后的焦化废水由出水溢流口(7)稳流布水后从废水出口(8)排出。
9.根据权利要求1所述的一种焦化废水用新型微纳米气浮装置，其特征在于：所述气浮池(13)内壁安装有进水导流挡板(2)，所述进水导流挡板(2)顶部封闭底部开口，且进水导流挡板(2)罩设在废水进口(1)上。
10.根据权利要求1所述的一种焦化废水用新型微纳米气浮装置，其特征在于：所述废水进口(1)低于废水出口(8)，且废水进口(1)和废水出口(8)设置在气浮池(13)相对的两个侧壁上。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN111499088A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-08-07 | 北京图腾猎技科技有限公司 | 一种高效煤化工废水处理装置及方法 |
| CN113321262A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-08-31 | 江西台标环保有限公司 | 一种适用于纺织印染废水处理的混凝气浮方法 |
| CN113877279A (zh) * | 2021-09-27 | 2022-01-04 | 池州万维化工有限公司 | 一种制备8-羟基喹啉的釜液过滤装置 |
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