CN85109079A - 空气浮选分离器上升气气体排放装置 - Google Patents

Abstract

一个使液体向上流动的排放管插到有一主分离 缸的曝气室里，此缸使液流分别进入都装有排放装 置的多个曝气室，为了在缸顶泡沫层进行收集，气 体在净化室里被喷放到含有悬浮油脂和固体污染物 的连续液流的向上流动的水流里，污染物粘到气泡 上。随着使缸里液面上升阀门感应起动而除去集积 的油和杂质的泡沫采用一个V型收集槽。还采用了 一个使曝气过程后流出的液体循环的后续循环泵和 一个向主分离缸里喷射一种絮凝剂混合物的喷射机 械。

Description

本发明有关油水分离系统。本发明的设备特别和油水分离器设备有关，在此油水分离器内，充满油和/或悬浮颗粒的连续水流随重新循环到每个曝气室的净化水流，通过多个曝气室循环。在这个过程中，为了浮选和聚集充满油的泡沫层的污物，排放气体进入悬浮液，然后虹吸出这些污物。

在许多工业中，特别是油和气的工业中，一直存在工艺过程中的副产物-污水问题，例如，在生产油和气的平台上，从井中出来的水经常总是充满油和悬浮的固体，因此，由于油和固体杂质的污染，不能简单地把水处理到周围的水域中。情况是这样的，已经有了试图把水中的油和固体污物除到一定程度，以使它返回到周围海水中是相对安全的，改进成功的设备和系统。

在现有技术中，美国过滤器股份有限公司（Filter    corporation）制造一种在缸中的液体中混合和分配气体成细泡状的装置，以试图从流动的水中除去污染物。这个设备由美国专利4，255，262所披露。此设备从相应缸的上部引入气体并经过通风管向下到装在缸内的液体中。在已装入容器中的液体的一定部位所引入的气体通过分离池或室用离心泵重新循环回来。此设备也使用一个机械刮泡装置，是用电驱动的，可用来除去缸中液面上方的充满杂质的泡沫。这种刮泡器特别对如炼油厂和化工厂那种腐蚀环境的分离系统的高维持件是适中的。

美国专利4255262中系统的另一个缺点是缸的结构为不能经受每平方英寸内超过2盎司的压力的长方形缸，这是特别不利的，因系统的油／水分离器的进气压是常规的，或系统中存在象硫化氢那样的有害的或致命的气体。另外具有刮泡器的长方形缸由于不允许使用装满的缸而在容积的利用方面受到限制。由于需要弯曲和焊接使缸成形为所需的长方形结构，制造这种特殊规格的缸的花费是高的。虽然这种缸称为“气密”的，但由于不断排气到大气中使缸内气压维持不变，因此不是真的“气密”。

其它一些专利表明了此技术的研究结果，但并不特别有关，现列在下面。

R.B  Booth                            美国专利2，274，658

W.W.Colket                          美国专利2，782，929

B.S.Hazel,et  al                    ″3,468,421

J.R.Mesten,et  al                  ″1,648,558

E.C.Wiseburger                      ″1,612,557

H.F.Maryville                        ″911,314

O.B.Showenfeld                      ″2,825,422

Kobozev,et  al                        ″4,305,819

H.A.Thom  pson                        ″2,942,733

R.B.Miller                              ″2,179,131

A.A.Gersten                            ″4,102,787

A.A.Gresten                            ″4,147,629

wright,et  al                          ″4,111,806

本发明的设备和装置用简单和直接的方法解决了现有技术中遇到的各种问题。本发明提供了插入具有分开进入多个曝气净化室的连续流的空气或气体分离器的使流体向上流动的排放管，每个曝气室具有排放装置，在这些装置内，气体排入到带有吸附到气泡上的液流中的悬浮油和固体的向上流动的水流中，以聚集在缸上部的泡沫层。本发明装置还有一个基本上延伸至和缸的长度相同的V型聚集槽，以便使缸内液面升高时凭阀门的感应除去收集的油，同时充满油和固体的泡沫通过阀门除去。本发明进一步设置一个循环泵以循环随曝气过程流出缸的液流以及为了喷洒化学絮凝剂进入主体分离缸的化学喷射机。

主体缸可以是圆柱形的，空心边板的自动泡沫撇油器，因此缸具有最大的使用容积。设计的这个容器按ASME（美国机械工程师学会）标准的规定制造，可建造实际上抗任何应用在净化领域的一般的进口压。设计的这个容器的确是气密的，气密容器如果不完全阻止有害气体和/或致死气体的泄漏，也缩减到最少，因此大大降低了爆炸和/或窒息引起的对人的毒害机会。此外入口压的冲击力在规定设计的压力内，对装置的运转是无害的。事实上，这种入口冲击压起”超负荷”的作用，实际上增加了排放管通气的功效。

因此，本发明的一个目的是提供插入连续流浮选分离器的，使流体向上流动的排气管。

本发明的另一个目的是提供插入在缸的顶部聚集油和气体污物的空气分离器的排放管，以除去污物。

本发明进一步的目的还提供了插入空气分离器使液流向上流动的排气管，此装置利用通过多个曝气室的主流和同时排放充满空气的液流在通过主流的上游区汇合以达到集聚油污物的目的。

本发明进一步的目的是除去聚集的杂质的方法，而不使用机械装置，如边板叶轮分离装置，马达驱动的刮泡器机械。

本发明进一步的目的还提供了一个包含在主缸中的上液流气体分离器，它能在一定条件下增压而对周围的人，物没有损害。

为了进一步了解本发明的特性和目的，应参考下列的附图说明，和附图一起邻会。其中同样部份给出同样的标号，其中：

图1是本发明设备较好实施例的总体剖面的侧视图。

图2A和图2B是本发明设备较好实施例的端视图。

图3是本发明设备较好实施例的透视剖视图。

图4是本发明排气管装量的剖面图。

本发明设备的较好实施例是图1-4中用数字10所示的。正如在图中所看到的，特别在图1和图3中可看到，装置10包括主分离缸12，分离缸12基本是细长的缸，具有连续不断的外壁和圆形的端头，这种结构在一定情况下具有接受进缸压力流的能力。

正如图1所看到的，具有插入空气浮选分离缸的使流体向上流动的排气管的缸12，接受通过管线14流进的油性污染水，并随输送管线14在缸12的前面端头部分点15处进入缸12，然后弯向下做为入口排泄管16，以使入口液流如箭头18所示流向缸12的较低部位17。正如图1所示，缸12的内部有多个向下悬挂的隔板19、21、23、25和27，它们基本是等距离的。所说的向下悬挂的分隔开的隔板以邻近的一对隔板为单元分成多个曝气室20、22、24和26。正如图1所示，隔板19的上部分有块角形隔板28，它的作用下面再进一步描述。

正如图1和图3所示，每个垂直安装的隔板在缸12内仅部分延伸，这样在缸12的底壁30和每个隔板底端之间沿缸的下方与连续 的曝气室之间有个流通区13。这将使通过缸12的横向主液流随着入口排泄管喷嘴16的喷入通过连续的曝气室到缸12的尾端部分。在这点应注意到，液流通过最后隔板27时，有垂直向上安装的折流板29，它起阻断流体流出曝气室26，使流体流进缸12的较上部分从而进入静置区或隔室33。这个静置区33是为了使液流流出缸12时不带有空气而设置的，空气可以引起泵66的气穴。泵66将进一步讨论。

现在回到每个曝气室，每个室具有排气管装置35（看图4）。插入到每个曝气室的排气管装置是相同的，有相同的作用。每个排气管装置可进一步包括排气总管37，也包括一个穿过缸12底壁30的气流管39，使气体进入每个曝气室。气体进口管39的最上部分可进一步包括一个帽板41。此帽板可通过多个定位螺栓43固定到气流管39的肩部，使在气流管39和帽板41之间有一个气流空间44，使气流进入每个所说的曝气室。正如图中所看到的，二次液流管线45包括在排放管35内。管线45是废水循环线，在一定压力下重新循环液流进入基本接近帽板41的排气总管37，压力液流在每个喷嘴52处从管线45喷出（如箭头47所示），从排放管35排出的气体进入液流，以气泡的形式向上移动而通过曝气室达到曝气的效果。由图1进一步看出，每个排气管35内的气源大体上来自曝气期间所夹带的聚集在缸12顶部54的气体，按箭头56的流动方向引入主气管58，循环进入排气总管37，使其与管线45中的液体混合。应留意到，由于喷嘴52喷出液流引致气体流动，使曝气过程获得的气体连续不断地循环。

图1可一步看出，此设备还包括废水出口管59，此管在曝气过程中接受从静置室33流出的液体，出口管59的液流可流入控制阀60，此阀门的作用将进一步说明。随着液流通过阀门60，出口管线59分出液流管线62，此管线是从系统中除去净化的液流的主要管线。流入第二个阀门64进入循环泵66的管线63的液流通过管线50重新循环回来使用在排放管系统中。因此，可以看到一些已经经过系统的流体被从系统中除去，而部分液流可重新循环进系统。

此设备的主要特点之一是在曝气过程中，从缸12的每个曝气室的顶部54聚集和除去充满杂质的泡沫，称为“刮泡装置”。与图1和图3配合的图2A和2B进一步详细说明了为使最终净化废水流出系统，从水中聚集充满油污泡沫的装置。正如图中所看到的，每个隔板的顶部沿着每个曝气室有固定的连续通道，称为连续收集油的喇叭口槽70。正如在侧视图中看到的，它基本是V型喇叭口槽，从它的在隔板28处的始端延伸，横过每块隔板，到缸的另一端，通过管线65排空。隔板28密封住它，使它和入口室隔开。在这个充满油的泡沫聚集过程中，从排气总管排进液体的气体随室20所示的小点67的气泡在每个曝气室的流体内向上移动到缸12的顶部54。当汽泡向上移动时，它们聚集油和固体污物并成为充满污物的泡沫聚集到缸12的上部54。正如图2A所示，在这个曝气过程中，如箭头56所示，在空间54排放的气体或空气可连续流出管线58以重新循环进排气总管37。但是，当充满油和固体污物的泡沫趋向于聚集在空间54时，在缸12的上部伸入的浓度探测仪74监测着充满油/固体泡沫和水的浓度差异，在一个累积的特殊点，浓度检测器可以感应阀门60，部分关闭阀门60和降低缸12出口流量。缸12出口流量的降低可以引起缸12内液体的蓄积。正如图2B箭头78所示，可升高液面直到喇叭槽70的顶部的点80，因此在喇叭槽70内聚集了泡沫污物。在这点，喇叭槽70的出口管65上的撇沫出口阀82打开。然后虹吸出喇叭槽70内的所有蓄积物，即含在喇叭槽内的充满油和固体杂质的泡沫。用这个方法除去充满油污的渣沫省去 了抽出污物的外用泵。一旦已发生虹吸，出口阀门82通过监测浓度下降的第二个浓度检测器75的感应而关闭。为了做和此发明无关的处理，污物在缸12的下游用多个缸收集独立处理。然后阀门60重新打开，随着液面的降低，曝气过程重新开始，泡沫的蓄积也再一次重新开始。

正如图中所看到的，在这个过程中，可以进一步包括化学药剂供料装置88，这个装置是为了供应计量过的化学絮凝剂混合物89的标准供料装置。通常，这种聚合物在废水进入缸12的最初阶段流入输送管线14，以获得从水中去除杂质的最佳分离作用。图中也可看到，曝气过程中，为了检测系统内的压力，沿通气管39有检测计90和92，为了指示在CFM′S中的排放管入口39的气流压力，安装在排放管39上多个检测计95、96、97、98。为了通气到每个曝气室内部，每个曝气室都具有人孔94。在装置操作期间，正常状态下的人孔是完全密封的。

因为已经对本系统所有的功能部件作了说明，所以再提供一份此系统本身的详细运转说明会有助于了解整个系统。当如图1所示的设备启用时，由输送管14给本系统输进一种含油和/或固体杂质的污水，以获得最后净化了的废水。可在输送管14里装一个为喷射计量过的使分离效果更好的化学絮凝剂89的化学药剂喷射装置88。输送管14使液体流进缸12里，经内入口线排泄管16，按箭头18所指的方向，流进缸的下部17处。排泄管16把废水排进跟第一曝气净化室20由隔板28分开的第一个接收净化室11里，隔板28又是把流进缸里的液体与缸12顶部54处积累的泡沫和气体分开的隔板。

如图1所示，流体在第一个隔板19的下面水平的流入第一曝气净化室20里，同时，位置伸入缸12的底部13的排放管35将一带压的和排放的气体混合的液流排放到主液流中，混合液流，就是带气的液流，穿过由输送管14进入第一曝气净化室20的主流液，向上运动。在这部分，由于气泡穿过积有一定量的油脂和固体杂质的废水向上运动时，杂质粘附到气泡上，所以进来的液流就处在污染物最集中的地方。然后主液流连续依次的流过每个曝气净化室并接受穿过净化室20、22、24、26不断向上的充气液体，最后进入静置室33，以便从出口管59流出。

在静置室33这里，基本上除去了所有的油脂和固体颗粒，包括所有的气泡，以免在对流出的液体用泵66打循环时产生气穴。进行这个操作时，穿过流进的废水向上流动的气泡就会在缸12顶部54处从污染物中释放出来，然后由输气管58将气体送回排放装置35里以在操作过程中重新使用。

集聚起来的油和固体污染物逐渐地浮到顶部54处的液面上，准备收集到槽70里。为了最后进行收集，根据浓度探测仪74检测出系统里污染物的程度，利用电动或压缩空气部分地关闭阀60，阻塞由缸12里流出的液体。这样阻塞排放液体使缸12里的液面上升到如图2A和2B所示的高度，大多数而不是所有的泡沫会集中到缸顶部54处的槽70里，这时打开排弃阀82，用虹吸输送管把槽70里的所有东西吸到缸12外，收集起来。收集了槽70里的渣滓后，第二个检测器75就会再起动阀60，阀门全部打开，流体经过阀60不断地流出来进入输送管62。又从输送管62转到下一个输送管63。输送管63使系统里的净化废水注入含污染合格的环境水中。为了进行喷射，输送管62靠压力使一部分液流循环进入循环泵66，经管道50进入喷管35，把气体充入每个曝气净化室使系统连续运转。

在这个特殊的系统中，缸12如前所述，是个为了达到能承受最大内压能力的、两端圆形的圆柱形缸。由于输送管14里的液流时常超过一定限度，并且由于系统内有时有有毒或有害气体能引起设计的标准缸的损坏，必须考虑设备或平台产生损坏的事实。缸12和它的外部管道系统达到在该系统能得到要求的净化水结果中，还要考虑到最大限度的利用设备安装平台上的空间关系是关键。还有，在实施中，缸12有能力在大约4分钟里流过一定量的液体，因而在净化过程中可得到大量的液体。它不象以往的技术，不需要机械操作和因此的高度维养及管理的高消费的叶轮分离器。另外由于V型槽特殊的应用，省去必用的分离器，缸12里存储的液体量很大，这样比现有技术用的缸小而处理的污水量大。而且这个设备单元要比现有技术的长度短，实际资金也比现有技术的少。本设备单元易于以和整个流程成比例的各种规模上模拟得到结果。

因为根据了解到的本发明意图范围，可以制造许多不同种的具体设备并按此处描述的规定要求，制造出具体的各种模式，所以应当将此处的详细说明看成是举例说明，而不是限定范围。

Claims (10)

1、一种使液体向上流动的分离器，它包括主要的一种气封液流净化室；一个将废水输送到净化室达到一定液面的入口管；一个将净化室里的净化水输送出去的出口管；使气体通过净化室污水的排气设备；收集净化室液面上集聚的气体进行循环的设备，所说的设备包括净化室废水中的输气管和排气设备；使设备出来的一部份液体通过输送设备回到净化室进行循环的设备；以及为了收集除去净化室里进入气体中凝絮的杂质，实际上长度延长了的在净化室液面上的收集槽。

2、按权利要求1的装置，它还包括为了往液流里充气而重新循环使用气体的气体循环装置。

3、按权利要求1的装置，其中所说的净化室是由隔板沿收集槽横向将整个净化室分成多个接受通过液体的曝气净化室。

4、按权利要求1的设备，其中每个气体喷放装置都由净化室液流中伸出，这种喷放装置还包括：一个液流入口管;一个气体入口管，气体是由液流管里液体的流动充进去的，而且喷嘴顶部装置包括喷射气液混合的隔板隔开的第一和第二个空腔，为在这里使气泡穿过曝气室废水向上达到最大分散程度。

5、按权利要求1的装置，它还包括启动阀使净化室液面上升的杂质密度检测器。

6、一种为处理废液流向上流动的分离装置，它包括：一个实际上为圆柱体的气封液流净化室，划为一个低液流部分和一个上部的气体收集部分;向净化室液体部分输入原始废水的设备;一个由净化室导出净水的出口管;隔板装置，把所说的净化室分成多个液流相通的曝气净化室;使气体穿过净化室废水的装置，它包括：一个净化水入口管;一个气体入口管，气体靠液体管里的净化水的流动带进排放装置;顶部装置还包括喷放气体和液体混合物、由隔板隔开的第一和第二个空间，使气体穿过每个曝气净化室的废水向上达到最大程度的分散，所说的设备是指由每个曝气净化室底部向上伸出的排气装置;一个为从气体里收集由液体部份排出的污染物的收集槽，它是延伸气体收集部分到横过导流板装置那样长的单收集槽;使正常排放在气体集中的上部收集气体进行循环的设备，它包括：和所说的上部气体聚集部分相通的气体输送管线，所指的设备是为把气体喷射到液流中去的设备;根据预测信号的结果从集槽里虹吸除去污染物和收集槽相连的流送设备;由出口管出来的一部分净化水通过排放设备回到净化室进行迴流的设备。

7、按权利要求6所说的设备，其中每个排放设备还包括：一个液体输送管线;一个气体输送管线，进入排气设备的气是由液体管中的液体流动带入的;顶部装置，是为把气液混合物向上喷射分散到整个曝气净化室的空间，其中为在净化室气体集中部分收集气体的设备还包括延长了的V型收集槽，在此先除去污染物残渣。

8、一种从水中分离油和固体污染物的方法包括以下几个步骤：采用了一个基本上是圆柱体、气密液体净化室，净化室规定了一个低液流部分和上面包含气体的部分;液体净化室至少分成互相为液体相联的二个曝气净化室;先把原废水排进所说的主液流净化室，所说的废水流过第一和第二个曝气净化室;在每个曝气部分采用气体排放装置;同时为了在每个曝气部分向上喷放气体使其从水流中带走污染物而采用了第二部分穿过排气装置的液流;在液体净化室水面之上采用了一个实际延长出净化室的污染物单收集槽;液体净化室里的水面上升接近污染物收集槽时，就迫使污染物沿基本上为圆柱形净化室的板壁向上流向该槽;在污染物收集槽里收集所说的污染物;由净化室顶部虹吸除去污染物;曝气过程后去污染水由净化室流出;过程进行时从每个曝气净化室排出的气体循环使用。

9、按权利要求8所说的方法，还包括在过程进行时，和含有一部分上层气体一起排进气体管线及排气装置进行循环的步骤。

10、按权利要求8的方法，其中所说流进第一部分的水是边充进气进入曝气净化室的。

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