CN209721649U - 一种工业含油废水膜分离油水分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业含油废水膜分离油水分离器，属于油水两相分离设备，主要包括进液管、圆柱筒、膜锥筒、外筒、出水管和出油管，所述的圆柱筒上设置有切向进液口与进液管连通，同时，圆柱筒顶部设置有出油口与出油管连通；所述的膜锥筒由超亲水油水分离膜材料卷成圆锥形且固定在支撑网锥筒上；所述的外筒上开有出水口与出水管连接。本实用新型分离器可使含油废水在圆柱筒中形成高速螺旋流，经初步分层后进入膜锥筒，油水混合相进一步离心分层，同时外层水相直接接触超亲水膜渗流到外筒排出，轻质油相从轴心溢流经出油口流出。本实用新型的优点是结合离心分离与膜分离原理，即保留了离心分离速率快的优点，又通过亲水分离膜保证了分离水能达到工业排放标准。

Description

一种工业含油废水膜分离油水分离器

一、技术领域

本实用新型属于流体机械、油水分离设备技术领域，具体涉及一种工业含油废水工业含油废水膜分离油水分离器

二、背景技术

目前中国处理含油废水的方法主要是采取老三套的处理方式，也就是隔油池、混凝气浮及好氧生物的处理方式，这是目前中国最为主要的同时也是最为常见的含油废水方式。但是随着中国工业技术的不断发展和新型污染物质的出现，很多工业生产带来的含油废水的处理问题，给中国环境造成了很大的伤害，同时也给中国人的身体素质带来了很大的危害。含油废水本身所具有的水量大、污染范围广、水质更加复杂以及难以生物降解的特点，使得含油废水的处理成为了一个难度很大的工程。含油废水对人类的生活环境和生态平衡危害很大，含油污水的处理一直是科学研究的一个重要课题。

油水分离器是最重要的基础分离设备之一，广泛用于石油工业、化工、环保等领域。常规油水分离技术按分离原理主要有离心分离、重力分离及膜分离三种；现今，基于离心分离法比较成熟的设备主要是水力旋流器，水力旋流器具有体积小、重量轻、分离效率高、无运动部件、易于维护、运转过程连续等优点，是近年来陆上和海上油田重点推广应用的油水分离设备，但水力旋流器也存在对几何结构参数敏感，如果参数设计不当，旋流器内流场不稳定而恶化分离过程。同时，水力旋流器对来液流量和性质要求相对稳定、通用性差、自控水平要求高等缺点。重力分离也叫重力沉降分离，是油水分离最基础的过程，主要代表性设备是沉降分离罐，设备结构简单，操作工艺简单，但占地面积大且分离效率低，远远不能满足日益增长的油水分离处理需求，适宜于陆上环境，空间足够大、处理量低的场合。膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜又称分离网膜或滤膜，膜壁布满小孔，根据孔径大小可以分为：微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等，膜分离都采用错流过滤方式。目前，微滤膜和超滤膜在油田含油污水处理中均有相关报道，它与传统过滤的不同在于膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。但因含油污水成分复杂，影响因素很多，加上理论的不足，使得膜分离技术在石油工业中还没有大规模工业应用。但是，膜分离法可能是解决我国低渗透油田污水回用的重要途径之一，如果能够解决膜通量较低且衰减较快，处理量小等缺点，然后研制高通量、抗污染的新型膜，将会有很好的工业应用前景。

针对油水分离技术的新需求，国内的工作主要集中于重力沉降罐(如CN104998436A)、多杯等流型油水分离器(如CN101025080B)以及水力旋流分离器(如：CN107617514A、 CN104870072A、CN206262686U、CN104624403A、CN207187964U、CN108296032A、 CN206425106U)等，此类油水分离器虽在其结构上做出了许多改进及优化，一定程度上提高了常规油水分离器性能，但都是对现有油水分离器局部创新，终究局限于其固定的沉降分离原理，很难在性能上产生质的飞跃。

近年来，新型油水分离网膜材料的研制也取得了相当进展。相应的超亲水/疏油材料及超疏水/亲油材料等逐渐成熟(如：CN107349639A、CN105214344B、CN103961905A、CN104958931A、CN102961893A等所介绍的超疏水/亲油分离网、分离膜、分离海绵材料，CN105935502B、CN105964014B、CN105148564A、CN103893999B、CN 103316507B等所介绍的超亲水/疏油油水分离材料)，为设计简易、高效、低成本、小体积的油水分离器带来了可能，相关研究也取得了初步的成果，如：CN207654759U、CN207192867U、CN207153166U、CN103537121A分别利用超亲水/疏油分离网膜、超疏水/亲油滤层进行了简易油水分离器的研究，相应制备出的油水分离器均具有节能、环保、低成本等突出优点。

三、实用新型内容

本为了解决现有常规油水分离器普遍存在的耗能高、尺寸大、效率低、处理量小等缺点，本实用新型基于现有的超亲水/疏油网膜油水分离材料，结合离心沉降机理提供了一种工业含油废水膜分离油水分离器

本实用新型的技术方案是：一种工业含油废水膜分离油水分离器包括出油管、圆柱筒、进液管、顶紧帽、外筒、膜锥筒、支撑网锥筒、并紧帽、出水管、并紧塞、外筒端盖、密封圈和并紧螺母，所述的圆柱筒上设置有切向进液口与进液管连通，且圆柱筒的顶部设置有出油口与出油管连通。

所述的膜锥筒由超亲水/疏油分离网膜材料卷成圆锥形且固定在支撑网锥筒上，所述的支撑网锥筒材料采用不锈钢冲孔板，其上均匀分布有密布孔。

所述的膜锥筒采用的超亲水/疏油网膜材料为拥有过水隔油功能的特异浸润性油水分离网膜材料，可通过市场采购获取。

所述的圆柱筒设置有顶紧螺纹及顶紧锥面，所述的顶紧锥面、膜锥筒、支撑网锥筒和顶紧帽通过拧紧顶紧螺纹顶紧配合。

所述的顶紧帽设置有固定螺纹，通过螺纹连接使其固定在外筒上。

所述的并紧塞上设置有并紧锥面，所述的并紧锥面、膜锥筒、支撑网锥筒和并紧帽通过拧紧并紧螺母并紧配合。

所述的并紧帽与外筒端盖的轴向通孔滑动配合连接，且配合处设置有密封圈实现水密封。

所述的外筒上设置有出水口与出水管连通。

所述的膜锥筒可拆卸清洗或更换。

本实用新型的优点是：本实用新型油水分离器结合了离心分离与膜分离原理，使含油废水混合相通过离心沉降达到快速分层后，外层水相直接接触透过超亲水/疏油网膜，即利用了离心分离速率快的优点，又保留了膜分离效率高的特点，保证了分离水中不含油或者少含油，以达到含油污水处理排放标准。膜分离过程中，网膜直接接触的是外层水相富集沉，油污极少，一定程度上规避了现有分离网膜耐污染能力差的缺点，且流场方向与网膜设置呈平行方向，有利于膜的自冲洗。工业含油废水膜分离油水分离器使用期间，可根据分离网膜的使用情况进行拆卸清洗或更换，可根据实际生产工况要求的处理量及分离效率选择并联或串联使用设备，并联可增加处理量，串联可提高分离效率。

四、附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型工业含油废水膜分离油水分离器结构剖视图。

图2是本实用新型工业含油废水膜分离油水分离器流场示意图。

图3是图1的A-A剖视图。

图4是图1的局部放大图M。

图5是图1的局部放大图N。

图6是图1的局部放大图X。

图中标记说明：1-出油管；2-圆柱筒；21-切向进液口；22-出油口；23-顶紧螺纹；24-顶紧锥面；3-进液管；4-顶紧帽；41-固定螺纹；5-外筒；51-出水口；6-膜锥筒；7-支撑网锥筒；71-密布孔；8-并紧帽；9-出水管；10-并紧塞；101-并紧锥面；11-外筒端盖；12-密封圈；13- 并紧螺母；A-出油流道；B-进液流道；C-圆柱旋流场；D-圆锥旋流场；E-膜分离流道；F-溢流流道；G-集水流道；H-出水流道。

五、具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作具体描述：

参照图1和图3，本实用新型工业含油废水膜分离油水分离器结构是，包括出油管(1)、圆柱筒(2)、进液管(3)、顶紧帽(4)、外筒(5)、膜锥筒(6)、支撑网锥筒(7)、并紧帽 (8)、出水管(9)、并紧塞(10)、外筒端盖(11)、密封圈(12)和并紧螺母(13)，所述的圆柱筒(2)筒壁设置有切向进液口(21)，进液口(21)与进液管(3)连通，且圆柱筒(2) 顶部设置有出油口(22)，出油口(22)与出油管(1)连通。

参照图5，膜锥筒(6)由超亲水/疏油分离网膜材料卷成圆锥形且固定在支撑网锥筒(7) 上，支撑网锥筒(7)材料采用不锈钢冲孔板，其上均匀分布有密布孔(71)。

膜锥筒(6)采用的超亲水/疏油网膜材料为拥有过水隔油功能的特异浸润性油水分离网膜材料，可通过市场采购获取。

参照图1和图4，圆柱筒(2)设置有顶紧螺纹(23)及顶紧锥面(24)，顶紧锥面(24)、膜锥筒(6)、支撑网锥筒(7)和顶紧帽(4)通过拧紧顶紧螺纹(23)顶紧配合。

顶紧帽(4)设置有固定螺纹(41)，通过螺纹连接使其固定在外筒(5)上。

参照图6，并紧塞(10)上设置有并紧锥面(101)，所述的并紧锥面(101)、膜锥筒(6)、支撑网锥筒(7)和并紧帽(8)通过拧紧并紧螺母(13)并紧配合。并紧帽(8)与外筒端盖(11)的轴向通孔滑动配合连接，且配合处设置有密封圈(12)实现水密封。外筒(5)上设置有出水口(51)与出水管(9)连通。膜锥筒(6)可拆卸清洗或更换。

参照图2，本实用新型工业含油废水膜分离油水分离器的工作原理是：含油废水混合相通过进液流道(B)经过切向进液口(21)高速射入圆柱筒(2)，在圆柱筒(2)中形成高速圆柱旋流场(C)，由于油水两相存在密度差，油水两相产生离心沉降分层，水富集层分布在外层紧贴筒壁，油富集层分布在内层轴心。同时，在后面紧接着进入的液体挤压作用下，旋流进入膜锥筒(6)，形成圆锥旋流场(D)，由于直径变小，离心作用力增大，混合相进一步离心沉降分层。此时，外层水相直接接触膜锥筒(6)筒壁的超亲水/疏油分离网膜材料，由于分离网膜材料具有过水隔油性能且支撑网锥筒(7)上设置有密布孔(71)，水相可通过膜分离流道(E)渗入外筒(5)，经过集水流道(G)及出水流道(H)从出水口(51)排出至出水管(9)。同时，内层油相富集形成油核经过溢流流道(F)及出油流道(A)从出油口(22) 排出至出油管(2)，至此实现了油水分离。

膜锥筒(6)所采用的超亲水/疏油网膜材料为拥有过水隔油功能的特异浸润性油水分离网膜材料，具有一定的水通量且不允许油通过，因此可有效保证分离器分离出的水中含油量达到排放标准。膜锥筒(6)在实施膜分离前，油水两相混合液已借助离心沉降分层，筒壁网膜直接接触的是水富集层，可有效规避现有此类网膜耐污染能力差的缺点，且流场方向与网膜设置呈平行方向，有利于膜的自冲洗。

以上所述仅指的是本实用新型的实施方式，而对该技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的原理下，所做的若干改进，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种工业含油废水膜分离油水分离器，其特征在于：包括出油管(1)、圆柱筒(2)、进液管(3)、顶紧帽(4)、外筒(5)、膜锥筒(6)、支撑网锥筒(7)、并紧帽(8)、出水管(9)、并紧塞(10)、外筒端盖(11)、密封圈(12)和并紧螺母(13)，所述的圆柱筒(2)筒壁设置有切向进液口(21)，进液口(21)与进液管(3)连通，且圆柱筒(2)顶部设置有出油口(22)，出油口(22)与出油管(1)连通。

2.根据权利要求1所述的工业含油废水膜分离油水分离器，其特征在于：所述的膜锥筒(6)由超亲水/疏油分离网膜材料卷成圆锥形且固定在支撑网锥筒(7)上，所述的支撑网锥筒(7)材料采用不锈钢冲孔板，其上均匀分布有密布孔(71)。

3.根据权利要求1或2所述的工业含油废水膜分离油水分离器，其特征在于：所述的膜锥筒(6)采用的超亲水/疏油网膜材料为拥有过水隔油功能的特异浸润性油水分离网膜材料，可通过市场采购获取。

4.根据权利要求1所述的工业含油废水膜分离油水分离器，其特征在于：所述的圆柱筒(2)设置有顶紧螺纹(23)及顶紧锥面(24)，所述的顶紧锥面(24)、膜锥筒(6)、支撑网锥筒(7)和顶紧帽(4)通过拧紧顶紧螺纹(23)顶紧配合。

5.根据权利要求1所述的工业含油废水膜分离油水分离器，其特征在于：所述的顶紧帽(4)设置有固定螺纹(41)，通过螺纹连接使其固定在外筒(5)上。

6.根据权利要求1所述的工业含油废水膜分离油水分离器，其特征在于：所述的并紧塞(10)上设置有并紧锥面(101)，所述的并紧锥面(101)、膜锥筒(6)、支撑网锥筒(7)和并紧帽(8)通过拧紧并紧螺母(13)并紧配合。

7.根据权利要求1所述的工业含油废水膜分离油水分离器，其特征在于：所述的并紧帽(8)与外筒端盖(11)的轴向通孔滑动配合连接，且配合处设置有密封圈(12)实现水密封。

8.根据权利要求1所述的一种工业含油废水膜分离油水分离器，其特征在于：所述的外筒(5)上设置有出水口(51)与出水管(9)连通。

9.根据权利要求1所述的工业含油废水膜分离油水分离器，其特征在于：所述的膜锥筒(6)可拆卸清洗或更换。