一种纤维颗粒组合双气泡强化油水分离的成套设备和方法技术

本发明专利技术提供了一种纤维颗粒组合双气泡强化油水分离的成套设备和方法，包括破乳过滤单元和旋流气浮单元，所述破乳过滤单元为亲油疏水纤维过滤器，内部从上至下包括若干级纤维颗粒床，对乳化液聚结破乳分离；所述旋流气浮单元为双气泡喷射旋流式气浮装置，所述气浮装置内设置气浮内筒，所述气浮内筒内从下至上依次设有一级气泡发生器和二级气泡发生器，用于产生气泡群，在气浮作用下油水分离；所述气浮内筒上设有包括卷吸喷嘴的循环喷射机构，在所述气浮内筒中形成旋流场，加速液滴碰撞与分离；通过所述循环喷射机构和一、二级气泡发生器耦合强化油水分离。所述成套设备和方法具有运行稳定，适应性广，油水分离效率高等优点。油水分离效率高等优点。油水分离效率高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维颗粒组合双气泡强化油水分离的成套设备和方法


[0001]本专利技术属于油水分离
，具体涉及适用于海上油气平台，石油化工，纺织印染等场地含油废水处理的一种纤维颗粒组合双气泡强化油水分离的成套设备和方法。

技术介绍

[0002]石油及各类石油衍生品是推动国家经济和科技发展的重要基础物质，随着油田开采的不断深入，导致采出液的水油比不断增大，这不仅增加了开采成本，而且造成了大量水体环境的污染。除此之外，石油化工、纺织印染、工业加工等产业排放的含油废水中含有烷烃、环烷烃、芳香烃等烃类以及酚、胺、醛酮、有机酸等诸多有毒物质。如果这些含油废水不加以回收，势必对土壤环境与生态环境造成极大的污染，严重威胁着人类和动植物的健康安全。
[0003]根据油在水中的存在形式，可将含油废水分为四种类型：浮油、分散油、乳化油和溶解油。浮油是油以连续相漂浮在水的表面，形成一层油膜，浮油的粒径较大，一般大于150μm，这种类型的废水易分离；分散油是微小油滴悬浮分散在水中，粒径一般在20～150μm之间，状态不稳定，易受外力作用聚集形成大的油滴，进而转变为游离的浮油，但同时也容易在乳化剂作用下转变成乳化油；乳化油是油滴以乳化的形态存在于水中，油滴的粒径一般为5～20μm，乳化油因含有表面活性剂所以稳定性好，较前两种类型分离难度高；溶解油是油以溶液形式分散在水中，是非常稳定的均相体系，粒径一般小于5μm，溶解油因为粒径极小且极稳定，难以分离。
[0004]目前，治理废水油类污染的方法主要包括：重力分离法，超声波法，微生物法，吸附法，化学凝聚法，电解法和膜分离技术等。其中，重力分离法是目前处理油水混合最常用的分离方法，能够处理油水中的分散油与浮油，去除油滴粒径大于60μm，可以处理大批量油水混合物，分离效果稳定，但缺点是占地面积大；超声波法可以处理油水混合中的分散油和乳化油，去除油滴粒径大于10μm，且分离效果好，但超声波设备价格昂贵，只能处理较少量的油水混合物；采用微生物法，利用食油细菌转化和分解碳氢化合物，将油类转化为脂肪酸、二氧化碳和水等无毒物质，具有清洁环保、效益高等优势，但维持微生物的繁殖需要严格的水温和营养补给等条件，极大地限制了微生物法的应用；利用吸附法可以处理油水混合物中的溶解油，去除油滴粒径小于10μm，且分离水质好，设备占地面积小，但吸附设备的投资高，吸附剂再生困难；化学凝聚法可以处理油水中的乳化油，油滴粒径大于10μm，化学凝聚法的油水处理操作简单，技术成熟，但设备占地面积大，要添加大量药剂，易产生二次污染；电解法可以处理油水中乳化油，滴粒径大于10μm，电解法的除油效率高，操作可持续性强，但耗能高，设备复杂，且电解会产生易爆炸气体H2；膜分离法借助膜的孔径大小，截留大分子、颗粒、胶体等物质，处理油滴粒径0.1nm～10μm，分离效率高，操作简单，但其维护成本高，热稳定性差且不耐腐蚀。
[0005]针对目前油水分离领域的所述问题，有必要提供一种油水分离效率高，适应性广的强化油水分离的设备和方法。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种纤维颗粒组合双气泡强化油水分离的成套设备和方法，利用亲疏水纤维过滤器使乳化油聚并实现破乳，并利用双气泡喷射旋流式气浮装置通过卷吸喷嘴在内筒中产生旋流场；通过一、二级气泡发生器产生微气泡，使之与油滴碰撞聚并，将油滴黏附在微气泡上，进一步强化油水分离效率。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种纤维颗粒组合双气泡强化油水分离的成套设备，所述强化油水分离的成套设备包括破乳过滤单元和旋流气浮单元，其中：
[0009]所述破乳过滤单元为亲疏水纤维过滤器，所述过滤器的顶部设有进料口管道，所述过滤器内从上至下包括若干级纤维颗粒床，所述纤维颗粒床填充所述过滤器且四周与所述过滤器内壁连接，所述进料口管道与所述最上层的纤维颗粒床连通，所述过滤器的顶部壁面设有过滤器油相出口，底部壁面设有过滤器水相出口；
[0010]所述旋流气浮单元为双气泡喷射旋流式气浮装置，所述气浮装置的底部设置气浮装置进口，所述气浮装置进口与所述过滤器水相出口连通；所述气浮装置轴心处设置气浮内筒，所述气浮内筒的底部与所述气浮装置进口连通；所述气浮内筒内从下至上依次设有一级气泡发生器和二级气泡发生器，用于产生气泡群，在气浮作用下油水分离；所述气浮内筒上设有循环喷射机构，用于在所述气浮内筒中形成旋流场，加速液滴碰撞与分离；所述气浮装置的底端壁面设置净化水出口，顶端壁面设置排气口，气浮内筒上方的壁面设置气浮装置油相出口。
[0011]本专利技术进一步设置为，所述一级气泡发生器为中心设有中孔的圆盘形结构，安装于所述气浮内筒底部，沿所述一级气泡发生器的圆周设有一级密集孔，所述一级密集孔沿着径向从外侧向中心分布逐渐密集，所述一级气泡发生器用于产生粒径为100
‑
1000μm的大气泡。
[0012]本专利技术进一步设置为，所述二级气泡发生器为圆盘形结构，安装于所述气浮内筒内距离所述气浮内筒底部2/3处，所述二级气泡发生器等间距均匀设置二级密集孔，所述二级气泡发生器用于产生10
‑
100μm的小气泡。
[0013]本专利技术进一步设置为，所述循环喷射机构包括分别设置于所述气浮内筒的底端和侧壁上的若干组对应的循环出口和循环入口，所述循环出口和循环入口连通，并通过循环泵提供动力，所述循环入口在所述气浮内筒侧壁的内部连接倾斜朝下的卷吸喷嘴。
[0014]本专利技术进一步设置为，所述卷吸喷嘴包括喷嘴入口和喷嘴出口，所述喷嘴入口与所述循环入口连通，所述喷嘴入口的内侧一端为渐缩结构，所述卷吸喷嘴位于所述渐缩结构的径向位置设有卷吸孔，所述卷吸孔至所述喷嘴出口之间为文丘里强化段。
[0015]本专利技术进一步设置为，所述卷吸喷嘴安装于所述气浮内筒上距离所述气浮内筒底部的1/3处，其轴线与所述气浮内筒的母线的夹角为30
°‑
80
°
。
[0016]本专利技术进一步设置为，所述气浮内筒为圆锥形结构，所述气浮内筒的母线与水平线夹角为30
°‑
80
°
，所述气浮内筒的长度为所述气浮装置切线长度的2/3。
[0017]本专利技术进一步设置为，所述过滤器包括三级纤维颗粒床，从上至下依次为一级纤维颗粒床、二级纤维颗粒床和三级纤维颗粒床，其中每级纤维颗粒床的床层厚度为所述过滤器的容器切线长度的10％
‑
30％；孔隙率分别为0.2
‑
0.3，0.3
‑
0.5，0.5
‑
0.7，通过X型纤维
编织方法编织所得。
[0018]本专利技术进一步设置为，所述过滤器底部设置反洗水入口，用于根据实际运行工况对所述过滤器进行高压反洗注水吹扫，防止所述过滤器内颗粒堵塞。
[0019]本专利技术还提供一种利用所述强化油水分离的成套设备强化油水分离的方法，所述强化油水分离的方法包括如下步骤：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纤维颗粒组合双气泡强化油水分离的成套设备，其特征在于，所述强化油水分离的成套设备包括破乳过滤单元和旋流气浮单元，其中：所述破乳过滤单元为亲疏水纤维过滤器，所述过滤器的顶部设有进料口管道，所述过滤器内从上至下包括若干级纤维颗粒床，所述纤维颗粒床的四周与所述过滤器内壁连接且所述进料口管道与所述最上层的纤维颗粒床连通，所述过滤器的顶部壁面设有过滤器油相出口，底部壁面设有过滤器水相出口；所述旋流气浮单元为双气泡喷射旋流式气浮装置，所述气浮装置的底部设置气浮装置进口，所述气浮装置进口与所述过滤器水相出口连通；所述气浮装置轴心处设置气浮内筒，所述气浮内筒的底部与所述气浮装置进口连通；所述气浮内筒内从下至上依次设有一级气泡发生器和二级气泡发生器，用于产生气泡群，在气浮作用下油水分离；所述气浮内筒上设有循环喷射机构，用于在所述气浮内筒中形成旋流场，加速液滴碰撞与分离；所述气浮装置的底端壁面设置净化水出口，顶端壁面设置排气口，气浮内筒上方的壁面设置气浮装置油相出口。2.根据权利要求1所述的强化油水分离的成套设备，其特征在于，所述一级气泡发生器为中心设有中孔的圆盘形结构，安装于所述气浮内筒底部，沿所述一级气泡发生器的圆周设有一级密集孔，所述一级密集孔沿着径向从外侧向中心分布逐渐密集，所述一级气泡发生器用于产生粒径为100
‑
1000μm的大气泡。3.根据权利要求1所述的强化油水分离的成套设备，其特征在于，所述二级气泡发生器为圆盘形结构，安装于所述气浮内筒内距离所述气浮内筒底部2/3处，所述二级气泡发生器等间距均匀设置二级密集孔，所述二级气泡发生器用于产生10
‑
100μm的小气泡。4.根据权利要求1所述的强化油水分离的成套设备，其特征在于，所述循环喷射机构包括分别设置于所述气浮内筒的底端和侧壁上的若干组对应的循环出口和循环入口，所述循环出口和循环入口连通，并通过循环泵提供动力，所述循环入口在所述气浮内筒侧壁的内部连接倾斜朝下的卷吸喷嘴。5.根据权利要求4所述的强化油水分离的成套设备，其特征在于，所述卷吸喷嘴包括喷嘴入口和喷嘴出口，所述喷嘴入口与所述循环入口连通，所述喷嘴入口的内侧一端为渐缩结构，所述卷吸喷嘴位于所述渐缩结构的径向...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨强，王宁，许萧，卢浩，刘懿谦，李裕东，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：