CN216426944U - 油水分离装置 - Google Patents

Abstract

一种油水分离装置，包括过滤罐、加药系统、压缩风系统、微气泡发生系统和气旋浮系统。将压缩空气和含油污水通入微气泡发生系统，形成含有大量“油滴‑气泡粘附体”的气液混合物，实现含油污水的初步分离，再流入气旋浮系统，由于气、液两相密度差较大，“油滴‑气泡粘附体”在旋流离心力和液相浮力的双重作用下迅速向旋流中心汇聚并不断上浮，水相则向下移动，从而彻底实现含油污水中的水、油分离。该装置可减少油水分离过程中固体浮渣的生成，有利于后续生化装置的稳定运行，同时还实现了油水分离的装置化、密闭化处理，减少设备占地面积和处理时间，提高分离效率，减少日常运行过程中的化学药剂用量，进而降低运行费用或运行成本。

Description

油水分离装置

技术领域

本实用新型涉及石油加工领域，具体而言，涉及一种油水分离装置。

背景技术

炼化企业含油污水是石油化工行业中排放量大、污染严重的工业废水。其主要来源是由原料油加工过程中，如：电脱盐、常减压、催化裂化、加氢、重整、焦化等工序以及储运过程中产生的污水，另有雨水和生活污水汇集而成，是一种集悬浮油、乳化油、溶解性有机物及盐于一体的多相体系，污染物的种类较多，主要包括石油类、硫化物、挥发酚、悬浮物等。

国内炼化企业污水处理场迄今广泛采用“隔油池→气浮池→生化处理”的老三套污水处理工艺，传统“老三套”污水处理工艺不仅基建和设备投资大、操作运行维护费用高，而且水力停留时间或处理时间长、流程占地面积大。当出现污水污染物负荷波动大、水质恶化的状况时，为满足排放要求只能增加隔油池和气浮池的水力停留时间，同时提高破乳剂和浮选剂等药剂的用量，从而导致下游生化系统中微生物生长环境状况的混乱。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种油水分离装置，其通过形成“油滴-气泡粘附体”，能够显著提高装置的油水分离效果。

本实用新型的实施例是这样实现的：

炼化企业含油污水是石油化工行业中排放量大、污染严重的工业废水。目前各大炼化企业的隔油池、气浮池、生化曝气池均为非密闭式构筑物，基建和设备投资大、操作运行维护费用高，而且水力停留时间或处理时间长、流程占地面积大，另外，在运行过程中难免会逸出恶臭气体，造成废气的无组织排放，长此以往对环境的污染和工作人员的身体健康均会造成严重影响。因此亟须一种能够高效分离油水的装置系统，解决上述问题。

第一方面，本实用新型提供一种油水分离装置，包括压缩风系统、微气泡发生系统和气旋浮系统。其中，压缩风系统设置有储气罐；微气泡发生系统包括微气泡发生器，微气泡发生器设置有进液口、进气口和出口，储气罐与微气泡发生器的进气口通过管道连通；气旋浮系统为气旋浮罐，气旋浮罐设置有进液口、浮渣出口、出液口，微气泡发生器的出口与气旋浮罐的进液口通过管道连通，浮渣出口用于排出油相，出液口用于排出水相。

具体地，压缩空气从压缩风系统的储气罐中沿管道流入微气泡发生系统生成细微气泡，含油污水经微气泡发生器的进液口流入微气泡发生系统，与压缩空气形成较为均匀的气液混合物，气液混合物中的微细气泡和油滴则形成“油滴-气泡粘附体”，含有大量“油滴-气泡粘附体”的气液混合物从微气泡发生器的出口流出，沿管道进入气旋浮系统，含有大量“油滴-气泡粘附体”的气液混合物在气旋浮罐中以低强度旋流的涡流形式运行，由于气液密度差较大，较低旋流离心力即可使“油滴-气泡粘附体”迅速向气旋浮罐的轴心区汇聚，“油滴-气泡粘附体”在浮力和离心力的双重作用下不断上浮，在气旋浮罐的液面上层形成气浮浮渣层，从浮渣出口排出，水相从气旋浮罐的出液口排出。

发明人经过大量研究发现，通过将含油污水和压缩空气分别通过管道输入微气泡发生系统，含油污水和压缩空气在微气泡发生系统中形成“油滴-气泡粘附体”，达到油、水的初步分离。初步分离的含油污水流入气旋浮系统，由于气、液两相密度差较大，“油滴-气泡粘附体”在旋流离心力和液相浮力的双重作用下迅速向旋流中心汇聚并不断上浮，水相则向下移动，从而彻底实现含油污水中的油、水分离。

在可选的实施方式中，为了提高初次分离的效果，形成更多“油滴-气泡粘附体”，微气泡发生器内部设置有微气管，微气管为微孔陶瓷管外套不锈钢管结构，微气管的数量为5～11条。

在可选的实施方式中，微气泡发生系统包括多级微气泡发生器，多级微气泡发生器通过管道并联。上述“多级”是指：在水质较差的情况下，为了提高油水的初次分离效果，在微气泡发生系统里可以包括多个微气泡发生器，使含油污水中的油相能够与压缩空气形成更多“油滴-气泡粘附体”，多个微气泡发生器之间通过管道并联，且每个微气泡发生器的进气口与储气罐通过管道连通。多个微气泡发生器可以为两个及以上，具体以微气泡发生系统的进水水质决定。

在可选的实施方式中，微气泡发生系统和气旋浮系统均为多组，每个微气泡发生系统和每个气旋浮系统通过管道交替串联。上述“多组”是指：微气泡发生系统和气旋浮系统均可以为多个，即在一个油水分离装置中，可以包括多个微气泡发生系统和多个气旋浮系统，多个微气泡发生系统和多个气旋浮系统可以为两个及以上，具体以油水分离装置进水的水质情况和处理流量确定。

在可选的实施方式中，由于待处理的含油污水中还有雨水和生活污水，是一种多相体系，污染物的种类较多，多含有悬浮物等杂质，直接进入微气泡发生器会严重影响油水分离效果，因此，油水分离装置还包括过滤罐，用于过滤待处理含油污水中的大颗粒悬浮物，以减少装置底部固体沉积物聚集。

可选地，过滤罐设置有进口和出口，过滤罐的出口与微气泡发生器的进液口通过管道连通，含油污水经过滤罐过滤掉大颗粒杂质后，进入微气泡发生器进行油水分离。

在可选的实施方式中，气旋浮罐的出液口与过滤罐的进液口通过管道连接，经气旋浮罐处理后的含油污水其水相从气旋浮罐的出液口流出，一部分水相沿管道从进液口流入过滤罐，用于强化气浮净水过程，避免水质波动超标，另外防止因装置进水量不足而导致的气浮效果不理想。

在可选的实施方式中，气旋浮罐为立式气旋浮罐。

在可选的实施方式中，气旋浮罐还设置有固体颗粒排放口，根据水质不同，水中会有部分未溶解的结晶盐或细微固体沉淀物，上述固体颗粒难以在过滤罐中完全去除，因此在气旋浮罐中油水分离后，将固体颗粒沿固体颗粒排放口排出。固体颗粒排放口设置于气旋浮罐远离浮渣出口的一端。

在可选的实施方式中，为了提高油水分离效果，加速废水中污染物聚集凝结，油水分离装置还包括加药系统，加药系统包括第一加药罐和第二加药罐，第一加药罐与过滤罐的进口通过管道连通，用于向过滤罐中加药，第二加药罐与气旋浮罐的进液口通过管道连接，用于向气旋浮罐加药。

在可选的实施方式中，第一加料罐为PAC加料罐，第二加料罐为PAM加料罐。

PAC即聚合氯化铝，其作为絮凝剂，用于破坏废水中胶体溶液的稳定性，通过电荷中和、吸附、桥架及交联作用使废水中污染物聚集凝聚，实现污染物与水体的分离。本实用新型将第一加药罐与过滤罐的进口通过管道连通，向过滤罐中添加PAC，提高待处理含油污水的过滤效果。

PAM即聚丙烯酰胺，本实用新型将第二加药罐与气旋浮罐的进液口通过管道连接，PAM在气旋浮罐中与“油滴-气泡粘附体”充分混合，并吸附“油滴-气泡粘附体”中的油相，使得污水中的油相和水相彻底分离。

具体地，本实用新型提供的一种油水分离装置处理含油污水的过程如下：

待处理含油污水和第一加药罐中的PAC从过滤罐的进口流入，PAC和含油污水在过滤罐中通过电荷中和、吸附、桥架及交联作用使废水中污染物聚集凝聚，并过滤掉污水中的大颗粒悬浮物，过滤后的含油污水从过滤罐出口流出，沿管道进入微气泡发生系统。

压缩空气从压缩风系统的储气罐中沿管道流入微气泡发生系统，在微气泡发生器中的微气管上鼓气生成细微气泡，与过滤后的含油污水形成较为均匀的气液混合物，气液混合物中的微细气泡和油滴则形成“油滴-气泡粘附体”，含有大量“油滴-气泡粘附体”的气液混合物从微气泡发生器的出口流出，沿管道进入气旋浮系统。

第二加药罐中的PAM沿气旋浮罐的进液口流入气旋浮系统，与含有大量“油滴-气泡粘附体”的气液混合物混合，PAM和“油滴-气泡粘附体”在气旋浮罐中以低强度旋流的涡流形式运动，由于气液密度差较大，较低旋流离心力即可使“油滴-气泡粘附体”和PAM迅速向气旋浮罐的轴心区汇聚，PAM和“油滴-气泡粘附体”在浮力和离心力的双重作用下不断上浮，PAM吸附“油滴-气泡粘附体”中的油滴，在气旋浮罐的液面上层形成气浮浮渣层，从气旋浮罐的浮渣出口排出，剩余未溶解结晶盐或细微固体沉积物从固体颗粒排放口排出，剩余水相从气旋浮罐的出液口排出。

经气旋浮罐处理后的含油污水的水相从气旋浮罐的出液口流出后，一部分进入后续污水处理系统，另一部分水相沿管道从过滤罐的进液口流入过滤罐，用于强化气浮净水过程，避免水质波动超标，另外防止因装置进水量不足而导致的气浮效果不理想。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型提供了一种油水分离装置，包括压缩风系统、微气泡发生系统和气旋浮系统。压缩空气和含油污水进入微气泡发生系统形成“油滴-气泡粘附体”，进行初步油水分离，流入气旋浮系统处理，在气旋浮系统中，由于气、液两相密度差较大，“油滴-气泡粘附体”在旋流离心力和液相浮力的双重作用下迅速向旋流中心汇聚并不断上浮，水相则向下移动，从而实现含油污水中的水、油分离。该装置可减少油水分离过程中固体浮渣的生成，对后续生化装置的稳定运行较为有利，同时还实现了油水分离的装置化、密闭化处理，减少占地面积，降低处理时间，提高分离效率，减少日常运行过程中化学药剂的用量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例1的油水分离装置示意图。

图标:100-油水分离装置，200-过滤罐，210-过滤罐进口，220-过滤罐出口，310-一级微气泡发生系统，311-微气泡发生器，3111-微气泡发生器进液口，3112-微气泡发生器进气口，3113-微气泡发生器出口，410-一级气旋浮系统，411-立式气旋浮罐，4111-立式气旋浮罐进液口，4112-立式气旋浮罐浮渣出口，4113-立式气旋浮罐出液口，320-二级微气泡发生系统，420-二级气旋浮系统，500-加药系统，510-PAC加药罐，520-PAM加药罐，600-压缩风系统，610-储气罐。

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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种油水分离装置100，包括过滤罐200、加药系统500、压缩风系统600、一级微气泡发生系统310、二级微气泡发生系统320、一级气旋浮系统410和二级气旋浮系统420。其中，一级微气泡发生系统310和二级微气泡发生系统320的结构相同，一级气旋浮系统410和二级气旋浮系统420的结构相同，以一级微气泡发生系统310和一级气旋浮系统410的结构为例介绍。

过滤罐200设置有进口和出口，在本实施例中过滤罐进口210设置于过滤罐200的上端，过滤罐出口220设置于过滤罐200的下端，过滤罐200用于过滤含油污水中的大颗粒悬浮物。

一级微气泡发生系统310在本实施例中具体包括两个微气泡发生器，两个微气泡发生器的结构相同，并通过管道并联，现以第一微气泡发生器311为例说明。

微气泡发生器311上设置有微气泡发生器进液口3111、微气泡发生器进气口3112和微气泡发生器出口3113，过滤罐出口220通过管道与微气泡发生器进液口3111连通，将过滤后的含油污水输送至微气泡发生器311进行油水分离。在本实施例中，过滤罐出口220通过管道分别与每个微气泡发生器的进液口连通。

在本实施例中两个微气泡发生器311的微气管均为微孔陶瓷管外套不锈钢管结构，微气管的数量为5条。

压缩风系统600设置有储气罐610，储气罐610分别与两个微气泡发生器进气口3112通过管道连通，向微气泡发生器311内提供压缩空气。

气旋浮系统在本实施例中具体为立式气旋浮罐411，立式气旋浮罐411上设置有立式气旋浮罐进液口4111、立式气旋浮罐浮渣出口4112、立式气旋浮罐出液口4113和立式气旋浮罐固体颗粒排放口(图中未示出)。立式气旋浮罐进液口4111设置于立式气旋浮罐411的上部，立式气旋浮罐浮渣出口4112设置于立式气旋浮罐411的顶部，立式气旋浮罐出液口4113和立式气旋浮罐411固体颗粒排放口均设置于立式气旋浮罐411的底部。其中，微气泡发生器出口3113与立式气旋浮罐进液口4111通过管道连通，向立式气旋浮罐411输送待处理的含油污水，立式气旋浮罐浮渣出口4112用于排出分离后含油污水中的油相，立式气旋浮罐出液口4113用于排出分离后含油污水中的水相，立式气旋浮罐411固体颗粒排放口用于排出部分未溶解的结晶盐或细微固体沉淀物。

在本实施例中，微气泡发生系统和气旋浮系统均为两组，每个微气泡发生系统和每个气旋浮系统通过管道交替串联，即一级微气泡发生系统310、一级气旋浮系统410、二级微气泡发生系统320和二级气旋浮系统420通过管道依次串联。

在本实施例中，一级气旋浮系统410和二级气旋浮系统420的立式气旋浮罐出液口4113均与过滤罐200进液口通过管道连接，向过滤罐200中输入处理后的含油污水中的水相，用于强化气浮净水过程，避免水质波动超标，另外防止因装置进水量不足而导致的气浮效果不理想。

在本实施例中，加药系统500包括PAC加药罐510和PAM加药罐520，PAC加药罐510与过滤罐200的进口通过管道连通，用于向过滤罐200中加入PAC，使含油污水和PAC通过电荷中和、吸附、桥架及交联作用使废水中污染物聚集凝聚，实现污染物与水体的分离。PAM加药罐520与立式气旋浮罐进液口4111通过管道连接，用于向立式气旋浮罐411中加入PAM，使PAM与“油滴-气泡粘附体”充分混合，并吸附“油滴-气泡粘附体”中的油相，彻底分离污水中的油相和水相。

具体地，本实施例提供的一种油水分离装置100，其处理含油污水的过程如下：

待处理含油污水和PAC加药罐510中的PAC沿管道从过滤罐进口210流入过滤罐200内部，PAC和含油污水在过滤罐200中通过电荷中和、吸附、桥架及交联作用使废水中污染物聚集凝聚，并过滤掉污水中的大颗粒悬浮物，过滤后的含油污水从过滤罐出口220流出，沿管道进入一级微气泡发生系统310。

压缩空气从压缩风系统600的储气罐610中沿管道流入一级微气泡发生系统310，在微气泡发生器311中的微气管上鼓气生成细微气泡，与过滤后的含油污水形成较为均匀的气液混合物，气液混合物中的微细气泡和油滴则形成“油滴-气泡粘附体”，含有大量“油滴-气泡粘附体”的气液混合物从微气泡发生器出口3113流出，沿管道切向进入一级气旋浮系统410。

PAM加药罐520中的PAM沿立式气旋浮罐进液口4111流入一级气旋浮系统410，与含有大量“油滴-气泡粘附体”的气液混合物混合，PAM和“油滴-气泡粘附体”在立式气旋浮罐411中以低强度旋流的涡流形式运动，由于气液密度差较大，较低旋流离心力即可使“油滴-气泡粘附体”和PAM迅速向立式气旋浮罐的轴心区汇聚，PAM和“油滴-气泡粘附体”在浮力和离心力的双重作用下不断上浮，PAM吸附“油滴-气泡粘附体”中的油滴，在立式气旋浮罐的液面上层形成气浮浮渣层，从立式气旋浮罐浮渣出口4112排出，剩余未溶解结晶盐或细微固体沉积物从立式气旋浮罐411固体颗粒排放口(图中未示出)排出，剩余水相从立式气旋浮罐出液口4113排出。

经一级气旋浮系统410处理后的水相从立式气旋浮罐出液口4113流出后，第一部分进入二级微气泡发生器320，压缩空气从压缩风系统600的储气罐610中沿管道流入二级微气泡发生系统320，与一级气旋浮系统410处理后的水相再次充分混合，形成含有大量“油滴-气泡粘附体”的气液混合物从微气泡发生器出口3113流出，沿管道切向进入二级气旋浮系统420。含有大量“油滴-气泡粘附体”的气液混合物在二级气旋浮系统420中再次分离，在气旋浮罐的液面上层形成气浮浮渣层，从立式气旋浮罐浮渣出口4112排出，剩余未溶解结晶盐或细微固体沉积物从立式气旋浮罐411固体颗粒排放口(图中未示出)排出，剩余水相从立式气旋浮罐出液口4113排出。

二级气旋浮系统420排出的全部水相与一级气旋浮系统410排出的部分水相进入后续污水处理系统。一级气旋浮系统410排出的第三部分水相沿管道从过滤罐200进液口返回过滤罐200，用于强化气浮净水过程，避免水质波动超标，另外防止因装置进水量不足而导致的气浮效果不理想。

综上所述，本实用新型至少可以实现以下效果：

1.经过多级微气泡发生系统和气旋浮系统串联处理，油相在微气泡发生系统中被微气泡吸附，初步与水相分离，再在气旋浮系统中通过浮力和离心力的双重作用，使油相上浮，与水相彻底分离。

2.气旋浮罐底部出水回流至源头再处理，不仅强化了气浮净水过程，避免水质波动超标，还能防止因装置进水量不足而导致的气浮效果不理想。

3.利用微气泡吸附、絮凝剂聚集凝结和旋流分离等过程协同作用实现水中污染物的高效分离，相对于常规涡凹气浮、溶气气浮和布气气浮，添加的絮凝剂大幅度减少，从而减少油水分离过程中固体浮渣的生成，对后续生化装置的稳定运行较为有利。

4.本实用新型通过过滤装置、微气泡发生系统和气旋浮系统的连接，实现了油水分离的装置化、密闭化处理，减少设备的占地面积和处理时间，提高分离效率，减少日常运行过程中的化学药剂用量，进而降低运行费用和运行成本。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油水分离装置，其特征在于，包括压缩风系统、微气泡发生系统和气旋浮系统；

所述压缩风系统设置有储气罐；

所述微气泡发生系统包括微气泡发生器，所述微气泡发生器设置有进液口、进气口和出口，所述储气罐与所述微气泡发生器的进气口通过管道连通；

所述气旋浮系统为气旋浮罐，所述气旋浮罐设置有进液口、浮渣出口、出液口，所述微气泡发生器的出口与所述气旋浮罐的进液口通过管道连通，所述浮渣出口用于排出油相，所述出液口用于排出水相。

2.根据权利要求1所述的油水分离装置，其特征在于，所述微气泡发生器内部设置有微气管，所述微气管的数量为5～11条。

3.根据权利要求2所述的油水分离装置，其特征在于，所述微气泡发生系统包括多级微气泡发生器，所述多级微气泡发生器通过管道并联。

4.根据权利要求1所述的油水分离装置，其特征在于，所述微气泡发生系统和所述气旋浮系统均为多组，每个微气泡发生系统和每个气旋浮系统通过管道交替串联。

5.根据权利要求2～4任一项所述的油水分离装置，其特征在于，还包括过滤罐，所述过滤罐设置有进口和出口，所述过滤罐的出口与所述微气泡发生器的进液口通过管道连通。

6.根据权利要求5所述的油水分离装置，其特征在于，所述气旋浮罐的出液口与所述过滤罐的进液口通过管道连接，用于强化气浮净水。

7.根据权利要求6所述的油水分离装置，其特征在于，所述气旋浮罐为立式气旋浮罐。

8.根据权利要求7所述的油水分离装置，其特征在于，所述气旋浮罐还设置有固体颗粒排放口，所述固体颗粒排放口设置于所述气旋浮罐远离所述浮渣出口的一端。

9.根据权利要求5所述的油水分离装置，其特征在于，还包括加药系统，所述加药系统包括第一加药罐和第二加药罐，所述第一加药罐与所述过滤罐的进口通过管道连通，所述第二加药罐与所述气旋浮罐的进液口通过管道连接。

10.根据权利要求9所述的油水分离装置，其特征在于，所述第一加药罐为PAC加药罐，所述第二加药罐为PAM加药罐。

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