專利名稱：油水分離方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油水分離方法及其裝置，特別適用于含油廢水的處理與回用。很多工業(yè)企業(yè)都排放含油廢水，如油田、運油港口、油船、煉油廠、石油化工廠、金屬切削工廠等等。含油廢水的危害性很大，油分揮發(fā)后污染空氣，濃度高時甚至會引起火災、爆炸等惡性事故;在水面形成油膜，妨礙水體復氧與自凈，破壞浮游鳥類和魚類的生存條件;水中油滴影響后續(xù)處理工序的正常運行。
含油廢水的油大致可分為浮油和分散油。浮油是指以連續(xù)相存在于水面的油;分散油是指以分散相存在于水中的油。很顯然，浮油易于收集和處理。所以，對含分散油的廢水一般采用重力分離法進行處理，即等待分散油在重力作用下轉(zhuǎn)化為浮油。但是，當分散油密度與水較接近，顆粒較小或水中存在表面活性劑時，這一過程可能需要很長時間。因此，用重力分離法處理這種含油廢水，在工程上是不實際的，一般采用其它方法處理之。
近年來人們使用聚結(jié)(coalescence)法來解決這一問題。聚結(jié)法又稱粗?；?，四十年代用于去除油中微量水份，六十年代轉(zhuǎn)用于含油廢水的處理。聚結(jié)法是指將含油廢水通過聚結(jié)材料層，使油滴聚結(jié)長大，從而降低其穩(wěn)定性、加快上浮速度的方法。通常將聚結(jié)法和重力分離法串聯(lián)使用;令含油廢水通過聚結(jié)材料層，油滴被聚結(jié)材料捕獲并滯留于其表面，隨著被捕獲油滴的增多，它們互相融合為較大油滴或在聚結(jié)材料表面形成油膜，當油滴或油膜超過一定尺度后，在水流的沖刷作用下就會脫落，隨水流出，在后續(xù)的重力分離裝置內(nèi)上浮至水面而被去除。只要適當選取聚結(jié)材料材質(zhì)、幾何形狀與級配，以及濾速等條件，就可使聚結(jié)裝置出水中的油滴直徑遠大于進水中的油滴直徑，從而可以大大縮短分散油轉(zhuǎn)化為浮油的過程，減小重力分離裝置容積，提高處理效率。參照過濾的分類方法，根據(jù)聚結(jié)層厚度，可分為薄層聚結(jié)和深床聚結(jié)兩種。
《輕工環(huán)?！?983年4月號第45～53頁介紹的一種濾紙式油水分離機，就是根據(jù)薄層聚結(jié)一重力分離相串聯(lián)的油水分離方法的原理制成的。該機采用預制濾紙做為聚結(jié)材料，水流依次通過水泵、聚結(jié)裝置、重力分離裝置，用于處理含10μ以下微細油滴的廢水，取得了良好效果。該機及其所根據(jù)的方法的特點是采用壓力聚結(jié)，聚結(jié)材料為預制的濾紙。所謂壓力聚結(jié)是指利用水泵的出口壓力提高聚結(jié)裝置內(nèi)的水壓以克服聚結(jié)層阻力，因此水泵位于聚結(jié)裝置之前。該機及其所根據(jù)的方法存在以下缺點。第一，所用濾紙需近十種原料經(jīng)數(shù)道工序才能制成，成本較高。第二，采用壓力聚結(jié)，水泵位于聚結(jié)裝置之前，葉輪會打碎水中的油滴，增加處理的難度。第三，該方法處理效果不夠理想，需將含油廢水多次通過聚結(jié)層才能取得較高的除油率。最后，由于聚結(jié)裝置需要承壓，必然導致其結(jié)構(gòu)復雜，造價較高，且不便于操作管理和檢修維護。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點，提供一種操作維護更為方便，費用更為低廉，油水分離效果更好的聚結(jié)-重力分離方法及其裝置。
本發(fā)明采用負壓聚結(jié)，利用可燃性粉末狀物質(zhì)做為聚結(jié)材料，用循環(huán)預涂的方法使之形成聚結(jié)層。
所謂負壓聚結(jié)，是指利用水泵進口的吸力使聚結(jié)裝置出水的壓強低于大氣壓，以克服聚結(jié)層阻力。因此，水泵位于聚結(jié)裝置之后;為避免葉輪打碎剛剛通過聚結(jié)變大的油滴，一般將水泵位于重力裝置之后，使水流依次通過聚結(jié)裝置、重力分離裝置、水泵。
由于采用負壓聚結(jié)，來水自流進入聚結(jié)裝置，所以避免了水泵葉輪打碎水中油滴造成的不良后果。采用負壓聚結(jié)還使聚結(jié)裝置處于無壓狀態(tài)，無需采用耐壓構(gòu)造，無需密封，從而使聚結(jié)裝置的結(jié)構(gòu)簡化，造價大大降低;并且可以直視觀察裝置工作情況，方便了操作和維護工作。由于采用可燃性粉末物質(zhì)做為聚結(jié)材料，所以能用焚燒的方法簡單地處置用后廢棄的聚結(jié)材料，不會造成二次污染，且能回收材料本身以及其上粘附著的殘油的熱能。由于采用循環(huán)預涂的方法形成聚結(jié)層，所以不必為更換聚結(jié)材料而頻繁地拆裝聚結(jié)元件，方便了操作和維護，也簡化了聚結(jié)元件的結(jié)構(gòu)。
多種可燃性粉末物質(zhì)均可在本發(fā)明中使用，例如鋸末、煤粉等。其中鋸末因來源廣、可就地取材、價格低、吸油性和可燃性好，在本發(fā)明中是首選的聚結(jié)材料。除輕質(zhì)木材(如樺木)鋸末除油效果稍差外，其他木材(如松木、楊木、水曲柳、硬雜木等)的鋸末均可取得良好效果。
鋸末粒度越細，除油效果越好，但壓力損失增長越快，應根據(jù)需要確定鋸末粒度范圍。一般采用能通過2毫米孔徑篩網(wǎng)的部分即可取得很好的效果。
聚結(jié)材料加入量可根據(jù)需要通過試驗確定。對鋸末，加入量一般為每平方米聚結(jié)單元表面積1～3千克(絕干)。
附圖中，

圖1是本發(fā)明的流程圖和裝置示意圖;圖2是聚結(jié)裝置的俯視圖;圖3是聚結(jié)元件的一種構(gòu)造形式的裝配圖。圖中各個細部名稱將在下文中結(jié)合其功用一一給出。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
圖1是本發(fā)明的流程圖和裝置示意圖，主要由聚結(jié)裝置、重力分離裝置、水泵、油泵以及必要的連結(jié)管道、閥門、儀表構(gòu)成;水流依次通過聚結(jié)裝置、重力分離裝置、水泵，并可在三者間循環(huán)。以下結(jié)合圖1說明本發(fā)明的工作原理和過程。
一.循環(huán)預涂1.打開閥門(2)和(12)，放入含油廢水(1)，至水淹沒聚結(jié)元件(6)并充滿重力分離裝置(8)后，關(guān)閥門(2)和(12)。
2.啟動水泵(14)，打開閥門(3)，使聚結(jié)裝置(4)中的液體做閉合循環(huán)。
3.將聚結(jié)材料加至聚結(jié)裝置(4)中，聚結(jié)材料隨液體循環(huán)過程中，逐漸附著于聚結(jié)元件(6)外表面，最終形成均勻密實的聚結(jié)層(7)，循環(huán)液體中不再帶有聚結(jié)材料。
二.聚結(jié)-分離過程1.預涂過程完成后，打開閥門(2)和(16)，關(guān)閉閥門(3)，油水混合液在水泵抽吸作用下通過聚結(jié)層(7)，其中的油滴經(jīng)聚結(jié)作用，粒徑變大，在重力分離裝置(8)內(nèi)上浮至水面，形成浮油層，除油后的水(17)經(jīng)水泵(14)加壓送出。
2.調(diào)節(jié)閥門(16)，使流量計(15)指示在適當?shù)臄?shù)值上，保證油水混合液通過聚結(jié)層的速度不至過大或過小;調(diào)節(jié)閥門(2)，使進水流量與出水流量相適應，保證聚結(jié)裝置內(nèi)水位大體穩(wěn)定。
3.當油水分界面(10)降至油水混合液出口(9)附近時，啟動抽油泵(13)，將油抽出，以免影響分離效果。
三.更換聚結(jié)層1.當出水含油量或真空計(11)的指示值超過允許值時，需更換聚結(jié)層。
2.關(guān)閉水泵(14)和閥門(2)、(16)，打開閥門(12)，由于聚結(jié)元件內(nèi)負壓消失，聚結(jié)層兩側(cè)不再存在壓差而自動脫落。
3.視聚結(jié)材料比重情況，將脫落的含油聚結(jié)層從聚結(jié)裝置(4)的上部或下部排出，進行焚燒處理。
4.重復前述各步驟，開始下一周期的運行。
需要指出的是，當含油水中含有過多的浮油或微細氣泡或溶解氣體，以至影響預涂聚結(jié)層的均勻致密程度時，應做適當預處理或使用其它水源，例如自來水或除油后水(17)，進行預涂。由于預涂用水量占處理水量的比例很小，故對本發(fā)明目的的實現(xiàn)以及所具有的優(yōu)點并無影響。
一般情況下，都采用矩形敞開式水箱(池)做為聚結(jié)裝置，具有便于操作管理、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。圖2是其俯視圖。聚結(jié)裝置(4)中擋板(5)的作用是，阻擋水流(1)直接沖刷聚結(jié)元件(6)上的聚結(jié)層(7)，以免影響處理效果。
圖3是聚結(jié)元件(6)可采用的一種構(gòu)造形式。采用不透水材料，如金屬板、木板、塑料板等，制成框架(19)，框架的兩個側(cè)面上從內(nèi)向外依次地疊放密封墊片(22)、支撐網(wǎng)(23)、隔離網(wǎng)(24)、密封墊片(25)和壓緊墊片(26)，并用螺栓(未畫出)或其它有效方法將它們固定在框架(19)上。圖3中僅畫出一個側(cè)面的情況，另一側(cè)面與之完全對稱。框架的一端布置有出流管(18)。框架較大時，內(nèi)部可布置若干加強筋板(20)，筋板上應打有若干孔洞(21)，以使水流能夠在框架內(nèi)自由流動至出流管(18)中流出。
實施例1使用煤油(比重0.792)配制含油廢水樣品，水中油滴粒徑分布測定結(jié)果如下油滴粒徑(微米)｜0～55～1010～2020～30＞30油滴體積百分比｜62.7634.023.220.000.00使用本發(fā)明對該含油廢水進行處理，效果如下
實施例2使用0＃柴油(比重0.823)配制含油廢水樣品，水中油滴粒徑分布測定結(jié)果如下油滴粒徑(微米)｜0～55～1010～2020～30＞30油滴體積百分比｜58.7438.292.300.670.00使用本發(fā)明對該含油廢水進行處理，效果如下
混合據(jù)末1.5610229.361.6455松木鋸末2.5610540.990.9290權(quán)利要求
1.一種薄層聚結(jié)--重力分離相串聯(lián)的油水分離方法，其特征在于采用負壓聚結(jié)，利用可燃性粉末物質(zhì)做為聚結(jié)材料，用循環(huán)預涂的方法使之形成聚結(jié)層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于利用鋸末做為聚結(jié)材料。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于鋸末粒徑小于2毫米。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于鋸末的加入量為每平方米聚結(jié)面積1～3千克(絕干)。
5.一種如權(quán)利要求1所述方法所用的油水分離裝置，其特征在于由聚結(jié)裝置、重力分離裝置、水泵、油泵以及必要的連結(jié)管道、閥門、儀表構(gòu)成;水流依次通過聚結(jié)裝置、重力分離裝置和水泵，并可在三者間循環(huán)。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于聚結(jié)裝置是一個矩形敞開式水箱或水池，在水流入口與聚結(jié)元件之間有一塊擋板。
7.如權(quán)利要求5或6所述的裝置，其特征在于位于聚結(jié)裝置中的聚結(jié)元件是采用不透水板材制成的框架，框架的兩個側(cè)面從內(nèi)向外依次地疊放密封墊片、支撐網(wǎng)、隔離網(wǎng)、密封墊片和壓緊墊片，并用螺栓將它們固定在框架上，框架的一端有出流管。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于聚結(jié)元件內(nèi)部布置有加強筋板，筋板上打有供水流通的孔洞。
全文摘要
油水分離方法及其裝置，尤其適用于含油廢水的處理和回用。本發(fā)明采用負壓聚結(jié)，利用可燃性粉末狀物質(zhì)做為聚結(jié)材料，用循環(huán)預涂的方法使之形成聚結(jié)層，從而使本發(fā)明提供的薄層聚結(jié)-重力分離相串聯(lián)的油水分離方法及其裝置具有操作維護更為方便，費用更為低廉，油水分離效果更好等優(yōu)點。
文檔編號B01D17/02GK1042845SQ8810809
公開日1990年6月13日 申請日期1988年12月3日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月3日
發(fā)明者朱慶爽, 陸永興 申請人:清華大學