CN212476329U - 一种高效率分离回收水上油污的装置 - Google Patents

Abstract

一种高效率分离回收水上油污的装置，包括多级膜分离装置，第一膜分离装置的入口连接吸液球，第一膜分离装置的水相出口连接第二膜分离装置的入口，第一膜分离装置的油相出口连接第三膜分离装置的入口；第二膜分离装置的水相出口连接第四膜分离装置的入口，第二膜分离装置的油相出口连接第三膜分离装置的入口；第三膜分离装置的水相出口连接第四膜分离装置的入口，第三膜分离装置的油相出口连接集油槽；第四膜分离装置的水相出口连接除菌管入口，第四膜分离装置的油相出口连接集油槽；除菌管出口连接排水管。该实用新型完善了传统方法的缺陷，用新的手段处理石油与水体的混合液体，既提高了效率，为水体处理油污提供了一种全新的途径、方法和思路。

Description

一种高效率分离回收水上油污的装置

技术领域

本实用新型属于高效率处理石油污染技术领域，具体涉及一种水体泄漏石油污染物分离回收装置及其使用方法。

背景技术

随着科学的进步和人类社会发展的需求，石油资源的开发和利用已经成为未来经济发展的必然选择。近十几年来，由于人类对石油资源的开采，在水体运输石油的过程中，石油泄漏事件屡有发生，石油污染已成为破坏水体生态系统及自然环境的一大重要危害和灾难，同时也导致不可挽回的经济损失。水体受到石油污染后，石油中含有的烃类有机物以及有色金属无机物会很快污染水体水质。泄漏的石油往往悬浮在水体表面，且具有很强的黏度，它们阻止空气与水体进行气体交换，减少水体中的氧含量；另外，石油中有机物的氧化分解又消耗大量的溶解氧，进一步降低水体中的氧浓度，致使水中生物窒息。此外，还会危害水体生态系统、影响水边旅游业等的发展。

治理防护应该与开发应用并存。目前正在应用的治理防护方法有物理方法、化学方法和生物方法，这些方法虽都已成熟，但都存在一定的局限性与弊端，比如：仅通过一次石油和水体的分离就将水体排回到水体里，这些排回的水体中还存有微量的石油小液珠，这种不彻底的操作多多少少会存在隐患；石油与水体混合久了，水体难免不会沾染上石油的气味，这也是一种潜在的危害。因此，找到一种合理的、高效率的、具有开发应用潜力的治理装置已经迫在眉睫。

发明内容

本实用新型提供了一种全新的用于水体泄漏石油污染物的分离回收装置，该装置采用物理方法对泄漏的石油进行收集，并处理水体，使之达到排放标准。

本实用新型的技术方案为：一种高效率分离回收水上油污的装置，包括膜分离装置，其中，第一膜分离装置的入口连接吸液球，第一膜分离装置的水相出口连接第二膜分离装置的入口，第一膜分离装置的油相出口连接第三膜分离装置的入口；第二膜分离装置的水相出口连接第四膜分离装置的入口，第二膜分离装置的油相出口连接第三膜分离装置的入口；第三膜分离装置的水相出口连接第四膜分离装置的入口，第三膜分离装置的油相出口连接集油槽；第四膜分离装置的水相出口连接除菌管入口，第四膜分离装置的油相出口连接集油槽；除菌管出口连接排水管。

进一步地，第一膜分离装置与吸液球间设有进液真空泵，通过进液真空泵将水体表面的混合油污吸入第一膜分离装置。

进一步地，第一膜分离装置、第二膜分离装置、第三膜分离装置内均同时设有渗透膜及超分子分离膜；第四膜分离装置内设有超分子分离膜层。

具体的，一种高效率分离回收水体泄漏石油的装置，其结构由吸液系统、分离系统、净化系统和回收系统组成。结构部件包括：吸液系统——吸液球、吸液管、真空泵、节流阀；分离系统——总集液腔、第一控油阀、导流管A、一次分离集液腔、第二控油阀、导流管B、二次分离集液腔、第三控油阀、导流管C、总分离集液腔、第四控油阀、导流管D、渗透膜、超分子分离膜材料；净化系统——除菌管、活性炭、氢氧化铝胶体、排水管；回收系统——集油槽。

吸液球位于吸液嘴处与吸液管连接，吸液球上打有孔洞，吸液管倾斜，在吸液管刚水平位置处安装有进液真空泵，在进液真空泵的左边安装有节流阀。

总集液腔左下部开有一小口，开口处装有第一控油阀，并通有导流管A，一次分离集液腔左下部开有一小口，开口处安装有第二控油阀，并通有导流管B，二次分离集液腔左下部开有一小口，开口处安装有第三控油阀，并通有导流管C，总分离集液腔左下部开有一小口，开口处安装有第四控油阀，并通有导流管D。

总集液腔位于吸液管正下方，一次分离集液腔位于总集液腔正下方，二次分离集液腔位于一次分离集液腔正左方，并下沉一定高度，一次分离集液腔和二次分离集液腔的正下方是总分离集液腔，总分离集液腔正下方是除菌管，除菌管正下方是排水管，除菌管和排水管的正左方是集油槽。

导流管A和导流管B均流入二次分离集液腔，导流管C和导流管D均流入集油槽。

一次分离集液腔与二次分离集液腔之间有挡板相隔，集油槽不与除菌管和排水管相连接。

一次分离集液腔、第二控油阀、导流管B、总分离集液腔、第四控油阀、导流管D为候补缓冲系统，其目的是分离回收在总集液腔和二次分离集液腔中逃逸的少量石油。

本装置中一共有四处采用渗透分离技术，分别在总集液腔底部、一次分离集液腔底部、二次分离集液腔底部和总分离集液腔底部，其中总集液腔、一次分离集液腔、二次分离集液腔底部均铺有渗透膜和超分子分离膜材料两种油水分离膜，而总分离集液腔底部只铺有超分子分离膜材料一种油水分离膜。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的装置弥补并完善了已有方法的不足与弊端，对分离出的水体进行净化处理，使其达到排放标准。具有高效、环保、节能、新颖、全面、科学等特点。

这种装置高效、绿色、环保、节能。在结构上，由吸液管和四个集液腔组成；在技术上，采用了先进的渗透技术和超分子过滤技术；在后处理上，引入了除菌管对分离的水体进行净化。该实用新型的特征在于完善了传统方法的缺陷，用新的科技手段处理石油与水体的混合液体，既提高了效率，也为水体处理石油泄漏污染物提供了一种全新的途径、方法和思路。

本实用新型的工作机制：吸液管将油水混合物吸入装置，依次经过总集液腔、一次分离集液腔、二次分离集液腔、总分离集液腔后，分离出的石油进入集油槽，净化后的水体通过排水管排回到水体中。

附图说明

图1为本实用新型的正面视图。

图2为本实用新型的俯面视图。

图3为本实用新型装置的原理流程图。

图4为本实用新型的工艺流程图。

图中：1-吸液球，101-进液真空泵，102-节流阀；2-第一膜分离装置，201-总集液腔，202-第一渗透膜，203-第一控油阀，204-第一超分子分离膜；3-第二膜分离装置，301-一次分离集液腔，302-第二渗透膜，303-第二控油阀，304-第二超分子分离膜；4-第三膜分离装置，401-二次分离集液腔，402-第三渗透膜，403-第三控油阀，404-第三超分子分离膜；5-第四膜分离装置，501-总分离集液腔，502-第四超分子分离膜，503-第四控油阀，6-集油槽，7-除菌管，8-排水管，9-负压真空泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的解释。

实施例1

为解决水体油污污染，高效实行油水分离，对泄露石油进行收集、分离，从而实现净化水体，收集石油的目的，本实用新型提出了一种高效率分离回收水上油污的装置，如图4所示：

该分离回收油污装置主要由多级膜分离装置组成，其中，第一膜分离装置（2）的总集液腔（201）的入口连接吸液球（1），第一膜分离装置（2）的水相出口连接第二膜分离装置（3）的一次分离集液腔（301）的入口，第一膜分离装置（2）的油相出口连接第三膜分离装置（4）的二次分离集液腔（401）的入口。

第二膜分离装置（3）的水相出口连接第四膜分离装置（5）的总分离集液腔（501）的入口，第二膜分离装置（3）的油相出口连接第三膜分离装置（4）的二次分离集液腔（401）的入口。

第三膜分离装置（4）的水相出口连接第四膜分离装置（5）的总分离集液腔（501）的入口，第三膜分离装置（4）的油相出口连接集油槽（6）。

第四膜分离装置（5）的水相出口连接除菌管（7）入口，第四膜分离装置（5）的油相出口连接集油槽（6）。

除菌管（7）出口连接排水管（8）。

经上述多级膜分离装置处理后，可实现水体与石油的分离。所排放的水相至少经过二级过滤，且经除菌管除菌，可排回水体。所收集的油相经处理后可重新作为石油使用，分离效率高。

进一步的，第一膜分离装置（2）与吸液球（1）间设有进液真空泵（101），通过进液真空泵（101）将水体表面的混合油污吸入第一膜分离装置（2）。

进一步的，第一膜分离装置（2）、第二膜分离装置（3）、第三膜分离装置（4）内均同时设有渗透膜（202、302、402）及超分子分离膜（204、304、404）；第四膜分离装置（5）内设有超分子分离膜层（502）。

进一步的，为提高过滤效率，可在各级第二膜分离装置的水相出口设置真空泵，通过真空泵产生的负压加速膜分离效率。图4中，仅在除菌管（7）外的排水管道设置了负压真空泵（9），以提供各过滤装置的负压，但是本领域技术人员应当明白，在各级装置的水相出口分别设置多级真空泵，同样可以达到相同甚至更优的分离效果。

实施例2

本例的目的在于，在实施例1所述多级膜分离装置的基础上，提供一种基于该原理的设备的实施方案。

如图1、图2所示：

吸液球（1）通过倾斜的管道连接进液真空泵（101）；进液真空泵（101）通过水平管道将液体排入第一膜分离装置（2）的总集液腔（201），该水平管道设有节流阀（102）；

总集液腔（201）底部设有第一渗透膜（202），第一渗透膜（202）下部设有第一超分子分离膜（204）；总集液腔（201）底部设有水平管道，通过该水平管道将第一渗透膜（202）之上的液体排入二次分离集液腔（401），该水平管道入口处设有第一控油阀（203）；

第一超分子分离膜（204）下部连接一次分离集液腔（301），一次分离集液腔（301）底部设有第二渗透膜（302），第二渗透膜（302）下部设有第二超分子分离膜（304）；一次分离集液腔（301）底部设有倾斜管道，通过该倾斜管道将第二渗透膜（302）之上的液体排入二次分离集液腔（401），该倾斜管道入口处设有第二控油阀（303）；

二次分离集液腔（401）底部设有第三渗透膜（402），第三渗透膜（402）下部设有第三超分子分离膜（404）；二次分离集液腔（401）底部设有倾斜管道，通过该倾斜管道将第三渗透膜（402）之上的液体排入集油槽（6），该倾斜管道设有第三控油阀（403）；

第二超分子分离膜（304）和第三超分子分离膜（404）之下设有总分离集液腔（501），总分离集液腔（501）底部设有第四超分子分离膜（502）；总分离集液腔（501）底部设有倾斜管道，通过该倾斜管道将第四超分子分离膜（502）之上的液体排入集油槽（6），该倾斜管道设有第四控油阀（503）；

第四超分子分离膜（502）之下设有除菌管（7），除菌管（7）连接排水管（8）。

进一步的，除菌管（7）外的排水管道（8）设有负压真空泵（9）。

该装置克服现有技术的不足与弊端，设计一种能将石油与水体进行多次分离并去除异味的装置，使油水分离更彻底，水中不含有石油的气味。本实用新型包括将油水混合物吸入分离装置的吸液管、总集液腔、一次分离集液腔、二次分离集液腔、总分离集液腔、真空泵、节流阀、控油阀、除菌管、导油管、排水管和集油槽。该装置采用的油水分离物质是一种渗透膜和超分子分离膜材料。在集液腔、一次分离集液腔、二次分离集液腔的底部均垫有这两种材料，其中渗透膜在上，超分子膜材料在下，在总集液腔的底部只垫有超分子分离膜材料。这种渗透膜只允许水分子通过，超分子分离膜材料可以很好地透过水，并把油隔离在外。

实施例3

进一步地，为了使本领域技术人员更方便地理解本实用新型，下面对具体的技术细节进行说明，参照图1、图2：

吸液球（1）与吸液管相连，位于吸液嘴处，进液真空泵（101）处于吸液管水平位置，吸液球（1）与进液真空泵（101）间的吸液管倾斜向下，与竖直方向约成35˚角，在进液真空泵（101）左侧水平位置有一节流阀（102），总集液腔（201）左下部开口，安装有第一控油阀（203），伸出一导流管A，水平，开口弯曲向下，腔体底部铺有超分子分离膜材料（204），材料上铺有渗透膜（202），材料下接一次分离集液腔（301），腔体底部设置同总集液腔（201），左下部开口，安装有第二控油阀（303），伸出一导流管B，倾斜向下，与竖直方向约成75˚角，腔体左侧是二次分离集液腔（401），腔体底部设置同总集液腔（201），左下部开口，安装有第三控油阀（403），伸出一导流管C，倾斜向下，与竖直方向约成45˚角，导流管A、B均流入二次分离集液腔（401），一次分离集液腔（301）和二次分离集液腔（401）的下方是总分离集液腔（501），总分离集液腔（501）腔体底部只铺有一超分子分离膜材料（502），总分离集液腔（501）左下方开口，安装有第四控油阀（503），伸出一导流管D，倾斜向下，与竖直方向约成75˚角，导流管C、D均流入集油槽（6），集油槽（6）位于二次分离集液腔（401）左侧，并不与之相连接，超分子分离膜材料（502）下方是除菌管（7），内部装有活性炭和氢氧化铝胶体，除菌管（7）下方是排水管（8），分离净化后的水体直接由排水管（8）排回水体。

第二、第四控油阀（303、503）属于候补缓冲装置，即如果总集液腔（201）和二次分离集液腔（401）底部的渗透膜和超分子分离膜材料出现问题时，打开第二、第四控油阀（303、503）可以回收少量石油。

吸液管上的节流阀（102），其目的是当供求量不协调时调节吸液量，以保证分离的效果。

一次分离集液腔（301）和二次分离集液腔（401）下方的总分离集液腔（501）是个整体，并没有分隔。

整套装置除渗透膜、超分子分离膜材料和除菌管（7）中填料以外，其余部分全由金属材料构成。

除菌管（7）中的除菌物质由活性炭和氢氧化铝胶体组成。为达到最好的吸附除菌效果，质量之比活性炭：氢氧化铝胶体=7:3。

在吸液管的嘴部，即油水混合物吸入装置的吸液嘴处，装有铁制的中空隔离球（1），其直径为1.5m，表面密集分布有直径为5mm的孔洞，其目的是防止水体中的其他杂质，如水草、小型浮游动植物、垃圾等进入装置，从而堵塞装置，造成不良后果。

实用新型装置的结构尺寸：吸液嘴隔离球（1）直径1.5m，吸液管倾斜长度20m、水平长度3m、竖直长度2m、直径0.5m，总集液腔（201）直径1m、高1.2m，一次分离集液腔（301）直径1m、高1m，二次分离集液腔（401）直径1.5m、高1.2m，总分离集液腔（201）直径2.5m、左侧高0.5m、右侧高0.8m，除菌管（7）直径2.5m、高0.5m，排水管（8）直径2.5m、高适当，集油槽（6）直径3m、深5m，导油管直径、长度均适当。总分离集液腔（201）和一次分离集液腔（301）底部铺有直径1m的渗透膜（202、302），该膜下方紧贴着的是直径1m、厚度5mm的超分子分离膜材料（204、304），二次分离集液腔（401）底部铺有直径1.5m的渗透膜（402），该膜下方紧贴着的是直径1.5m、厚度5mm的超分子分离膜材料（404），总分离集液腔（501）底部只铺有直径2.5m、厚度5mm的超分子分离膜材料（502）。

参照图3，本实用新型的工作原理为：

当装置在水体作业时，先关闭全部控油阀（203、303、403、503），随后打开进液真空泵（101）将泄露在水体表面的石油吸入装置中，然后进行分离。此时可以看见水透过第一渗透膜（202）和第一超分子分离膜材料（204），从总集液腔（201）流入一次分离集液腔（301），而石油被阻隔在了总集液腔（201）。

水体再透过第二渗透膜（302）和第二超分子分离膜材料（304）进入总分离集液腔（501），再经过第四超分子分离膜材料（502）进入除菌管（7），随后经过除菌管（7）中活性炭和氢氧化铝胶体的吸附作用，将水体净化，从而通过排水管（8）重新排回水体中。

随着吸入量的增加，水体被逐渐净化分离出去，留在总集液腔（201）内的石油量不断增加，此时打开第一控油阀（203），分离出的石油将沿着导流管A进入二次分离集液腔（401）被再次分离，使其中混有的少量水体通过第三渗透膜（402）和第三超分子分离膜材料（404）流入总分离集液腔（501），随后再经过第四超分子分离膜材料（502）进入除菌管（7），然后又经过活性炭和氢氧化铝胶体的吸附作用，得以净化，从而又重新排回到水体中。当二次分离集液腔（401）中的石油快满后，打开第三控油阀（402），使其沿着导流管C流入集油槽（6），从而达到分离回收的目的。

当石油渗入一次分离集液腔（301）和总分离集液腔（201），可以打开第二控油阀（303），使一次分离集液腔（301）中的液体沿着导油管B流入二次分离集液腔（401）再次进行分离。待全部分离工作完成后，打开第四控油阀（503），使其中少量的石油沿着导流管D进入集油槽（6），得到回收。

Claims (9)

1.一种高效率分离回收水上油污的装置，包括膜分离装置，其特征在于：

第一膜分离装置的入口连接吸液球，第一膜分离装置的水相出口连接第二膜分离装置的入口，第一膜分离装置的油相出口连接第三膜分离装置的入口；

第二膜分离装置的水相出口连接第四膜分离装置的入口，第二膜分离装置的油相出口连接第三膜分离装置的入口；

第三膜分离装置的水相出口连接第四膜分离装置的入口，第三膜分离装置的油相出口连接集油槽；

第四膜分离装置的水相出口连接除菌管入口，第四膜分离装置的油相出口连接集油槽；

除菌管出口连接排水管。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第一膜分离装置与吸液球间设有进液真空泵，通过进液真空泵将水体表面的混合油污吸入第一膜分离装置。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第一膜分离装置、第二膜分离装置、第三膜分离装置内均同时设有渗透膜及超分子分离膜；第四膜分离装置内设有超分子分离膜层。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，除菌管出口所连接的排水管上设有负压真空泵。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，除菌管内填充填料，所述填料为活性炭与氢氧化铝胶体中的一种或两种。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，除菌管内填充质量比为活性炭：氢氧化铝胶体=7:3的填料。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，吸液球通过倾斜的管道连接进液真空泵；进液真空泵通过水平管道将液体排入第一膜分离装置的总集液腔，该水平管道设有节流阀；

总集液腔底部设有第一渗透膜，第一渗透膜下部设有第一超分子分离膜；总集液腔底部设有水平管道，通过该水平管道将第一渗透膜之上的液体排入二次分离集液腔，该水平管道入口处设有第一控油阀；

第一超分子分离膜下部连接一次分离集液腔，一次分离集液腔底部设有第二渗透膜，第二渗透膜下部设有第二超分子分离膜；一次分离集液腔底部设有倾斜管道，通过该倾斜管道将第二渗透膜之上的液体排入二次分离集液腔，该倾斜管道入口处设有第二控油阀；

二次分离集液腔底部设有第三渗透膜，第三渗透膜下部设有第三超分子分离膜；二次分离集液腔底部设有倾斜管道，通过该倾斜管道将第三渗透膜之上的液体排入集油槽，该倾斜管道入口处设有第三控油阀；

第二超分子分离膜和第三超分子分离膜之下设有总分离集液腔，总分离集液腔底部设有第四超分子分离膜；总分离集液腔底部设有倾斜管道，通过该倾斜管道将第四超分子分离膜之上的液体排入集油槽，该倾斜管道入口处设有第四控油阀；

第四超分子分离膜之下设有除菌管，除菌管连接排水管。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述吸液球直径为1.5m，吸液球表面分布有直径为5mm的孔洞；吸液球通过与竖直方向成35˚角的倾斜管道连接进液真空泵，该倾斜管道长度为20m，直径为0.5m；进液真空泵通过水平管道将液态排入第一膜分离装置的总集液腔，该水平管道设有节流阀；

总集液腔底部设有第一渗透膜，第一渗透膜下部设有第一超分子分离膜；总集液腔底部设有水平管道，通过该水平管道将第一渗透膜之上的液体排入二次分离集液腔，该水平管道设有第一控油阀；所述总集液腔为直径1m、高1.2m的圆柱形容器；

第一超分子分离膜下部连接一次分离集液腔，一次分离集液腔底部设有第二渗透膜，第二渗透膜下部设有第二超分子分离膜；一次分离集液腔底部设有与竖直方向成75˚角的倾斜管道，通过该倾斜管道将第二渗透膜之上的液体排入二次分离集液腔，该倾斜管道设有第二控油阀；所述一次分离集液腔为直径1m、高1m的圆柱形容器；

二次分离集液腔底部设有第三渗透膜，第三渗透膜下部设有第三超分子分离膜；二次分离集液腔底部设有与竖直方向成45˚角的倾斜管道，通过该倾斜管道将第三渗透膜之上的液体排入集油槽，该倾斜管道设有第三控油阀；所述二次分离集液腔为直径1.5m、高1.2m的圆柱形容器；

第二超分子分离膜和第三超分子分离膜之下设有总分离集液腔，总分离集液腔底部设有第四超分子分离膜；总分离集液腔底部设有与竖直方向约成75˚角的倾斜管道，通过该倾斜管道将第四超分子分离膜之上的液体排入集油槽，该倾斜管道设有第四控油阀；所述总分离集液腔为直径2.5m的容器；所述总分离集液腔内，第二超分子分离膜比第三超分子分离膜高0.3m；所述集油槽为直径3m、深5m的圆柱形容器；

第四超分子分离膜之下设有除菌管，除菌管连接排水管；所述除菌管为直径2.5m、高0.5m的圆柱形管道，所述排水管直径为2.5m。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一超分子分离膜、第二超分子分离膜、第三超分子分离膜、第四超分子分离膜的厚度均为5mm。

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