CN219384824U - 一种综合污水的闭式气浮除油装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型指一种综合污水的闭式气浮除油装置，包括气源系统、压力溶气系统、闭式气浮系统及尾气系统，气源系统包括氮气进气管线；压力溶气系统包括加压溶气罐，加压溶气罐与氮气进气管线连通；闭式气浮系统包括闭式气浮反应器，闭式气浮反应器沿进水方向依次设置反应腔、多级气浮分离腔、出水腔及出渣腔，出水腔与加压溶气罐连通，加压溶气罐通过循环水管线与多个溶气释放器连通，溶气释放器分别与各级气浮分离腔连通；尾气系统包括尾气排放管线，尾气排放管线与闭式气浮反应器连通。本申请采用闭式高效溶气气浮并以氮气为气源，可极大降低安全风险，减少恶臭气体二次污染；多级气浮串联，大大提升处理效果。

Description

一种综合污水的闭式气浮除油装置

技术领域

本实用新型属于综合污水处理技术领域，尤指全厂性废水汇集到污水处理厂后，经过调节罐调节均质后的一种综合污水的闭式气浮除油装置。

背景技术

石油工业中的石油开采和油品的加工、提炼、储存及运输过程中会产生含油污水。这些含油污水经厂内管道汇集至厂内综合污水处理场调节罐内与其他污水进行混合，经均质均量后其石油类的含量一般在100～300mg/L，对后续的生物处理、中水回用等会产生严重的影响。

含油污水对生物处理的影响主要表现在：1.油类物质漂浮在水面，形成一层油膜，能阻止空气中的氧溶解于水中，使水中的溶解氧降低，抑制生物处理中的好氧处理过程；2.油及其分解产物中的一些有毒物质如苯并芘、苯并蒽及其他多环芳烃对各种生物的致死浓度较低，对微生物产生毒害作用。因此，综合污水在生物处理前需进行除油预处理。

加压溶气气浮技术是常用的除油工艺，是将部分处理过的废水循环流入溶气罐，在加压空气状态下，空气过饱和，在气浮池的入口处与加入药剂后的含油水混合，在常压下释放出微小气泡，黏附在油和悬浮物上浮至水面，从而实现了油和悬浮物与水的分离。

但目前的溶气气浮装置存在以下问题：1.采用空气作为溶气气源，容易加剧设备和零部件的腐蚀，缩短设备使用寿命和维护周期；2.露天设置或加装玻璃钢盖板，非密闭装置，气浮产生的恶臭气体形成二次污染；3.需浮渣收集装置，能耗大，故障率高。

中国专利CN106629958 A公开了一种封闭式连续高压溶气装置及方法，由供气系统、气升式循环反应器、供料系统、出料口和尾气－浮渣处理系统组成；采用气升式反应器作为溶气气浮装置，高压气体从装置底部以微孔曝气方式进入废水中，通过调节进料阀门、出料阀门和尾气－浮渣出口阀门的平衡控制装置内压力，气泡带动废水中的乳化油、悬浮物、硅酸盐上浮，在气液分离区的液面形成泡沫浮渣，浮渣和气体同时连续排出装置。本发明为高压反应器且为单级除油，投资高、存在操作安全风险且除油效率有限。

中国专利CN216549947 U公开了一种气田采出水全密闭氮气气浮，包括气浮箱体，气浮箱体内安装有刮渣机，进气管路上设有制氮机、空压机、多相流溶气泵、气液分离罐、溶气释放管。本发明设有刮渣机，检维修难；多相流溶气泵投资高。

中国专利CN112759022A公开了一种封闭式气浮装置及气浮方法，气浮装置包括封闭反应器和微纳米气泡发生器，封闭反应器沿进水方向依次设有反应室、多级分离室、清水室和浮渣室，相邻两级分离室之间以及最后一级分离室与清水室之间分别设有导流通道，各级分离室的侧面设有与导流通道连通的过水孔，各级分离室的上层与浮渣室通过集渣渠连接，各级分离室的顶部相通；微纳米气泡发生器设置在所述封闭反应器内，且与所述分离室的底部连通。本发明采用微纳米气泡发生器，产生的气泡粒径相对较大，溶气效率相对较低。

实用新型内容

针对以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种综合污水的闭式气浮除油装置，采用闭式高效溶气气浮并以氮气为气源，可极大降低安全风险，减少恶臭气体二次污染；多级气浮串联，大大提升处理效果。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种综合污水的闭式气浮除油装置，包括气源系统、压力溶气系统、闭式气浮系统及尾气系统，

所述气源系统包括氮气进气管线；

所述压力溶气系统包括加压溶气罐，所述加压溶气罐与所述氮气进气管线连通；

所述闭式气浮系统包括闭式气浮反应器，所述闭式气浮反应器沿进水方向依次设置反应腔、多级气浮分离腔、出水腔及出渣腔，所述出水腔与加压溶气罐连通，所述加压溶气罐通过循环水管线与多个溶气释放器连通，所述溶气释放器分别与各级气浮分离腔连通；

所述尾气系统包括尾气排放管线，所述尾气排放管线与闭式气浮反应器连通。

一些技术方案中，所述溶气释放器偏置倾斜装设在各级气浮分离腔底部；和/或，

所述溶气释放器所产生微气泡的粒径为20-40μm。

一些技术方案中，各级气浮分离腔的上层通过集渣槽与出渣腔连通，所述集渣槽的上方设有吹扫组件，所述吹扫组件与氮气进气管线连通。

一些技术方案中，所述吹扫组件包括设于液面上的第一万向可调喷嘴与设于集渣槽壁上的第二万向可调喷嘴，所述闭式气浮反应器上对应各级气浮分离腔设置观察口，可通过所述观察口调节第一万向可调喷嘴朝向集渣槽口，与第二万向可调喷嘴朝向集渣槽内。

一些技术方案中，所述尾气排放管线具有连通至废气处理系统的第一尾气排放管线与第二尾气排放管线，所述第一尾气排放管线上布设有安全阀，所述第二尾气排放管线上布设有第二调节阀。

一些技术方案中，所述氮气进气管线上设有第一调节阀，所述氮气进气管线与闭式气浮反应器连通，所述闭式气浮反应器上装设第一压力计。

一些技术方案中，所述加压溶气罐与尾气排放管线连通，所述加压溶气罐上装设第二压力计。

一些技术方案中，所述反应腔设有进水口，所述出水腔设有排水口，各级气浮分离腔的壁面上设有过水孔，所述进水口、过水孔及排水口之间形成导流通道。

一些技术方案中，所述进水口连通有污水进水管线，所述污水进水管线上沿水流方向依次开设混凝剂添加口和絮凝剂添加口。

一些技术方案中，所述集渣槽朝向出渣腔方向倾斜设置。

本实用新型采用以上技术方案至少具有如下的有益效果：

1.本案采用加压溶气罐，将氮气溶入回流水中，在溶气释放器处释放形成微气泡群，高效吸附污水中的油和悬浮物；氮气作为安全可靠的惰性气体，可极大降低火灾与爆炸的安全风险，减少恶臭气体的二次污染；溶气气浮所产生的气泡粒径小，溶气效率高；

2.本案闭式气浮反应器沿进水方向依次设置反应腔、多级气浮分离腔、出水腔及出渣腔，经均质均量后的综合污水通过气浮分离腔时，污水中的油和悬浮物被溶气释放器中释放出来的微气泡群吸附，并随之带至水面，当采用多级气浮分离腔串联设计时，可显著提升除油效果与效率；

3.本案采用的闭式气浮除油装置，除油效率提高30％～40％，出水非溶解油含量低于10mg/L，VOCs产生量减少90％；

4.本案中的闭式气浮反应器内无动力机械，可节省投资和能耗，免维护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图及其标记作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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为本实用新型实施例所述的闭式气浮除油装置的结构流程图；

图2为本实用新型实施例所述的溶气释放器和万向可调喷嘴的安装示意图。

图中标注符号的含义如下：

1－进水泵，2－闭式气浮反应器，3－循环泵，4－加压溶气罐，5－出水泵，61－第一万向可调喷嘴，62－第二万向可调喷嘴，7－溶气释放器，81－第一调节阀，82－第二调节阀，9－安全阀，10－第一压力计，11－观察口，12－反应腔，13－多级气浮分离腔，14－出水腔，15－出渣腔，16－集渣槽，17－放空口。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，或一体的连接；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。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1，示出一种综合污水的闭式气浮除油装置，包括顺次连通的气源系统、压力溶气系统、闭式气浮系统及尾气系统。

气源系统包括氮气进气管线；压力溶气系统包括加压溶气罐4，加压溶气罐4与氮气进气管线连通；闭式气浮系统包括闭式气浮反应器2，闭式气浮反应器2沿进水方向依次设置反应腔12、多级气浮分离腔13、出水腔14及出渣腔15，出水腔14通过循环泵3与加压溶气罐4连通，加压溶气罐4通过循环水管线与多个溶气释放器7连通，溶气释放器7分别与各级气浮分离腔连通；尾气系统包括尾气排放管线，尾气排放管线与闭式气浮反应器2连通。

本申请采用加压溶气罐4，将氮气溶入回流水中，在溶气释放器7处释放形成微气泡群，高效吸附污水中的油和悬浮物。较佳的，溶气释放器7偏置倾斜装设在各级气浮分离腔底部，例如安装在气浮分离腔的1/3-1/4位置处，使水流螺旋式前进，延长微气泡群与进水的接触反应时间，并且通过多级气浮分离腔13的串联设计，高效除油，处理后的出水部分经回流泵回流至加压溶气罐4，其余出水通过出水泵5外排进入下一级污水处理系统。

该实施方式中，采用闭式高效溶气气浮，并以氮气为气源，可极大降低安全风险，减少恶臭气体二次污染；多级气浮串联，大大提升处理效果与效率。

请结合参阅图2，各级气浮分离腔的上层通过集渣槽16与出渣腔15连通，集渣槽16的上方设有吹扫组件，吹扫组件与氮气进气管线连通。吹扫组件包括设于液面上的第一万向可调喷嘴61与设于集渣槽壁上的第一万向可调喷嘴62，闭式气浮反应器2上对应各级气浮分离腔设置观察口11，可通过观察口11调节第一万向可调喷嘴61朝向集渣槽口，用于将水面上的浮渣吹扫入集渣槽16，防止浮渣在水面上堆积；与第一万向可调喷嘴62朝向集渣槽16内，用于吹扫集渣槽16，防止浮渣淤堵。进一步，可通过将集渣槽16朝向出渣腔15方向倾斜布置，高效收集浮渣，避免槽内淤堵。

该实施方式中，无机械收渣设备，减少动力设备从而降低投资和能耗。

一些优选实施方式中，闭式气浮反应器2内的压力可调，具体的，氮气进气管线上设有调控氮气输送量的第一调节阀81，位于第一调节阀81后段的氮气进气管线上还设有气体定向输送的单向阀，氮气进气管线与闭式气浮反应器2的上部连通，闭式气浮反应器2的上部装设第一压力计10，可根据第一压力计10测定的实时压力值调增闭式气浮反应器2内的气压。

尾气排放管线具有连通至废气处理系统的第一尾气排放管线与第二尾气排放管线，第一尾气排放管线上布设有安全阀9，第二尾气排放管线上布设有第二调节阀82，可根据第一压力计10测定的实时压力值调减闭式气浮反应器2内的气压。

同理的，加压溶气罐4内的压力可调，通过加压溶气罐4顶部装设的第二压力计实时监测罐体内的气压，当压力低于下限值时，通过氮气进气管线补充氮气；当压力达到上限值时，通过第二调节阀82排放部分废气至火炬系统处理

该实施方式中，通过外连的加压溶气罐4向闭式气浮反应器2内输送加压溶气，可使闭式气浮反应器2非必要使用高压反应器，节省投资数额的同时避免潜在的操作安全风险且除油效率提升。

一些具体实施方式中，反应腔12设有进水口，出水腔14设有排水口，各级气浮分离腔的壁面上设有过水孔，进水口、过水孔及排水口之间形成导流通道。进一步优化的，在进水口处连通污水进水管线，污水进水管线上沿水流方向依次布设进水泵1、混凝剂添加口和絮凝剂添加口；进一步优化的，在反应腔12内设置导流挡板；在出水腔14和出渣腔15内布设液位计；在闭式气浮反应器2底部开设放空口17。

下面为对本申请工艺流程的详细阐述：

经调节罐均质均量后的全厂性综合污水在进入闭式气浮反应器2前进行混凝絮凝，混凝剂采用聚合氯化铝(PAC)溶液，絮凝剂采用阴离子聚丙烯酰胺(PAM)，均在管道混合器内进行反应，无动力机械，且节省占地面积。

混凝絮凝后的污水进入闭式气浮反应器2，在反应腔12内充分反应后，在多级气浮分离腔13内进行油水分离，污水通过中下部的过水孔经过多级气浮分离腔13时，污水中的油和悬浮物被溶气释放器7中释放出来的微气泡群吸附，并随之带至水面。水面上聚集的浮渣通过集渣槽16进入出渣腔15，随后进入污泥处理系统。经多级气浮后出水进入出水腔14，部分出水回流至加压溶气罐内，其余出水外排进入下一级污水处理系统。

集渣槽16上设有若干个万向可调扇形喷嘴，接入氮气进气管道，通过电磁阀控制每天定时吹扫，一次30～60s。

出水腔14内部分出水经循环泵3进入压力溶气系统，在加压溶气罐4内和氮气形成溶气水，进入循环水管线，分别通过多个溶气释放器7在多级气浮分离腔13底部释放。回流比为30％～45％，气液比为8％～12％，产生的微气泡的粒径大小为20～40μm。

闭式气浮反应器2的运行压力为0.08～0.3MPa。当压力低于0.08MPa时，开启氮气进气管线上的第一调节阀81，向反应器内补充一定量的氮气；当压力超过0.3MPa时，开启尾气系统上的第二调节阀门，将VOCs尾气排入厂区现有的废气处理装置或火炬系统。

本申请采用高效溶气气浮，气泡粒径细小，溶气效率高，除油效率提高30％～40％，出水非溶解油含量低于10mg/L；工艺效率高，装置体积小，结构更优化，占地面积节省50％～70％；VOCs密闭收集，减少90％以上的VOCs产生量；闭式气浮反应器2内无动力机械，节省投资和能耗，免维护。

为了对本发明的技术方案及其达到的技术效果有更为清晰的理解，现给出如下具体示例：

对比例一：某炼化企业综合污水，进水水量120m³/h，总油浓度为150mg/L，采用涡凹气浮，投加PAC 200mg/L和阴离子PAM 2mg/L，占地面积54m²。废气排放量102m³/h。处理后出水非溶解性油浓度为52mg/L。

实施例一：某炼化企业综合污水，进水水量120m³/h，总油浓度为150mg/L，采用本发明的一种综合污水的闭式高效溶气气浮除油工艺，设有三级气浮分离腔，运行压力为0.1MPa，反应温度为35℃。投加PAC 100mg/L和阴离子PAM 2mg/L，回流比35％，气液比为10％，占地面积15m²。处理后出水外排，其中非溶解性油浓度为8mg/L。尾气排入厂区现有的废气处理装置，无废气排放。

对比例二：某炼化企业综合含油污水，采用闭式高效溶气气浮，不使用万向可调扇形喷嘴，气浮分离腔顶部的浮渣在出渣口处聚集，难以跌落至集渣槽16内，且集渣槽16内浮渣流动性差。

实施例二：某炼化企业综合含油污水，采用闭式高效溶气气浮，使用万向可调扇形喷嘴，每4h吹扫一次，每次30s。浮渣易于跌落至集渣槽16内，集渣槽16内的浮渣经吹扫后易于流入出渣腔15内，集渣效果好。

实施例三：某炼化企业综合污水，进水水量100m³/h，总油浓度为100mg/L，采用本发明的一种综合污水的闭式高效溶气气浮除油工艺，设有三级气浮分离腔，运行压力为0.1MPa，反应温度为35℃。投加PAC 100mg/L和阴离子PAM 2mg/L，回流比30％，气液比为12％。处理后出水外排，其中非溶解性油浓度为5mg/L。

实施例四：某石化企业综合污水，进水水量50m³/h，总油浓度为150mg/L，采用本发明的一种综合污水的闭式高效溶气气浮除油工艺，投加PAC150mg/L和阴离子PAM 2mg/L，设有三级气浮分离腔，运行压力为0.1MPa，反应温度为35℃，回流比为35％，气液比为12％。处理后的出水外排，其中非溶解性油含量为6mg/L。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种综合污水的闭式气浮除油装置，其特征在于，包括气源系统、压力溶气系统、闭式气浮系统及尾气系统，

所述气源系统包括氮气进气管线；

所述压力溶气系统包括加压溶气罐，所述加压溶气罐与所述氮气进气管线连通；

所述闭式气浮系统包括闭式气浮反应器，所述闭式气浮反应器沿进水方向依次设置反应腔、多级气浮分离腔、出水腔及出渣腔，所述出水腔与加压溶气罐连通，所述加压溶气罐通过循环水管线与多个溶气释放器连通，所述溶气释放器分别与各级气浮分离腔连通；

所述尾气系统包括尾气排放管线，所述尾气排放管线与闭式气浮反应器连通。

2.根据权利要求1所述的一种综合污水的闭式气浮除油装置，其特征在于，所述溶气释放器偏置倾斜装设在各级气浮分离腔底部；和/或，

所述溶气释放器所产生微气泡的粒径为20-40μm。

3.根据权利要求1所述的一种综合污水的闭式气浮除油装置，其特征在于，各级气浮分离腔的上层通过集渣槽与出渣腔连通，所述集渣槽的上方设有吹扫组件，所述吹扫组件与氮气进气管线连通。

4.根据权利要求3所述的一种综合污水的闭式气浮除油装置，其特征在于，所述吹扫组件包括设于液面上的第一万向可调喷嘴与设于集渣槽壁上的第二万向可调喷嘴，所述闭式气浮反应器上对应各级气浮分离腔设置观察口，可通过所述观察口调节第一万向可调喷嘴朝向集渣槽口，与第二万向可调喷嘴朝向集渣槽内。

5.根据权利要求1所述的一种综合污水的闭式气浮除油装置，其特征在于，所述尾气排放管线具有连通至废气处理系统的第一尾气排放管线与第二尾气排放管线，所述第一尾气排放管线上布设有安全阀，所述第二尾气排放管线上布设有第二调节阀。

6.根据权利要求5所述的一种综合污水的闭式气浮除油装置，其特征在于，所述氮气进气管线上设有第一调节阀，所述氮气进气管线与闭式气浮反应器连通，所述闭式气浮反应器上装设第一压力计。

7.根据权利要求5所述的一种综合污水的闭式气浮除油装置，其特征在于，所述加压溶气罐与尾气排放管线连通，所述加压溶气罐上装设第二压力计。

8.根据权利要求1所述的一种综合污水的闭式气浮除油装置，其特征在于，所述反应腔设有进水口，所述出水腔设有排水口，各级气浮分离腔的壁面上设有过水孔，所述进水口、过水孔及排水口之间形成导流通道。

9.根据权利要求8所述的一种综合污水的闭式气浮除油装置，其特征在于，所述进水口连通有污水进水管线，所述污水进水管线上沿水流方向依次开设混凝剂添加口和絮凝剂添加口。

10.根据权利要求3所述的一种综合污水的闭式气浮除油装置，其特征在于，所述集渣槽朝向出渣腔方向倾斜设置。