专利名称：陆用油水分离装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于主要是液——液分离的分离装置，特别涉及一种用于处理混和程度较高的含油废水的陆用油水分离装置。
含油废水可分为海域船舶含油废水与陆域含油废水。其中海域船舶含油废水的油水混和度较低，故分离难度也较低，国内已有的各种型号的产品化船用油水分离器一般可满足海域船舶含油废水的处理需要，然而，因这些分离器大多基于粗粒化分离原理，尚不能适用于油水混和程度较高的陆域含油废水处理的情况。有些型号，如国内的LYSC型油水分离装置，试图增加粗粒化分离级级数来提高油水分离效率，但实践证明，这种简单增加粗粒化分离级数的办法并不能明显改善高油水混和程度体系的油水分离效率；已知的国外同类设备的油水分离性能大多仅接近，甚至低于国内的现有设备。
陆域含油废水所含油品的牌号繁杂，油水混和程度差别很大，混和程度高时，油组分呈微细油滴状，甚至呈乳化状，废水中机械杂质含量也较多，而且往往还含有其它污染组分，其油水分离难度往往高于海域含油废水，尤其对混和程度较高的含油废水的油水分离难度也较大。对此，国内外已有的船用油水分离器已远不能适应其分离要求，它们大都采用传统的平流或斜板斜管隔油与粗粒化等分离手段组合而成，此外，基于粗粒化原理工作的构件本身的界面改性使进而降低其分离性能，为此，为保持正常的分离性能，则需定期更换粗粒化构件，使增耗人力财力。
由于以上因素的存在，影响了以粗粒化分离为主要原理的现有的油水分离器有效地应用于工况较复杂，分离难度较大的陆域油水混和物的分离。
本实用新型的目的是提供一种能适应于陆域含油废水分离的分离装置，既能取代传统的分离工艺，达到紧凑实用的目的，又能克服现有油水分离器适应能力较低，分离性能尚不能满足陆域含油废水分离要求的缺陷。
为实现上述目的，本实用新型提供一种陆用油水分离装置，它包括一用于分离机械杂质的预分离单元和一油水分离器，其中油水分离器包括一由上、下圆柱形筒体叠装在一起的直立的本体，上述预分离单元的污水出水口与上述上筒体的污水进水口相连；一在上述叠装处横越本体且与上、下筒体可卸地连接起来的盲板，该盲板上设一中心通孔以及至少两个相对于该通孔中心而对称分布的穿孔；一净水出水管，它穿过上述盲板的中心通孔而固连于盲板，其上方出水口伸出上述上筒体顶，其下方集水口位于上述下筒体内；两根排油管，它们分别引自上筒体内的顶部附近处和下筒体内近盲板处而向下分别伸出上、下筒体；两组位于该分离器靠上方部位的上下相邻设置的分离单元，其中一为粗分离单元，另一为细分离单元；该油水分离器还包括一组位于上述两组分离单元之下方的深度分离单元，它由至少两个相对于上述净水出水管而对称分布且固连于净水出水管的分离元件组成，其净水出水口与上述净水出水管的下方集水口连通；此外，上述预分离单元包括一由靠进水侧的下层亲水性材料及靠出水侧的上层亲油性材料组成的双层分离结构。
上述两相邻的分离单元，其中粗分离单元装于上筒体内并固连于盲板顶面，它与上筒体之间形成一环状间隙带，并使上筒体的污水进水口设置得能使污水沿该环隙带的切线方向送入；而细分离单元装于下筒体内，它由至少两个固连于盲板上的对称分布的穿孔中的分离元件组成。也可采用另一种情况，即细分离单元装于上筒体内，其至少两个分离元件固连于盲板上的穿孔中，而粗分离单元则装于下筒体内，它固连于上述净水出水管。
为对本实用新型的发明目的，结构特点及其优点有更清晰的理解，特以两实施例及有关附图为例详细说明如下，其中附图为
图1为现有技术中其中之一，即CYF型船用油水分离器的结构及其工作原理如意图，用以利于对照说明本实用新型的油水分离器的结构特点及优点；图2为本实用新型一实施例的结构及其工作原理示意图；图3是另一实施例的情况，其中与上实施例结构相同处不再表示出来；和图4为由本实用新型实施例及其附带设备组成的一油水分离系统的工作流程图。
如
图1所示，为其中一种现有的船用油水分离器，其主要组成及其工作原理如下含油污水从进口4进入分离器筒体1中后，顺左集油室12向下，再由下向上且迂回流经多层波纹板组6的每一块波纹板以起到部分隔油作用，然后，污水由上方跨越隔板8在右集油室13中向下，经过过滤器7后，污水中的部分油及杂质进一步被过滤，该过滤器7和上述多层波纹板组6构成预分离级。
经预分离的污水从过滤器7流出后，经管道11向上流入粗分离元件2，经此进一步过滤的含油水的含油量得以一定程度的减少，此即粗分离级。
为了达到进而分离油的目的，又增加了一只与上述相同的粗分离元件12，以使进一步降低水中含油量，此起到了相当于细分离级的作用。过滤后的水，从排放口5排出，而被逐级分离的油分从上方经自动排油阀9和手动排油阀10放出。
加热器3用于因气温低使油组分粘度上升而影响排油时加热油相。
利用这种油水分离器分离后的含油水，其含油量为15毫克/升左右，基本符合国际海事组织(IMO)对船域含油废水的要求，但是，如前所述，却尚难以胜任油水混和度较高的陆域含油废水的处理。
如图2所示，这是本实用新型一实施例的陆域油水分离装置，它的组成及结构如下所述。它包括一用于过滤机械杂质的预分离器100和一油水分离器200，其中预分离器100，它主要由一罐体5和一安装在其内部的双层结构物6，其中上层为一由亲油性材料，如PP-2、PP-1吸油毡制成的复合层，下层为一由亲水性材料，如高目数尼龙组成的滤网。上述罐体5的左下方及顶部分别设有进水口和出水口，换言之，待处理的水从亲水性滤网一侧进入而从亲油性复合层一侧放出；以及油水分离器200，它包括一直立的本体30，它由上、下圆柱形筒体17和21通过在它两的靠近连接处的外壁上的一对连接法兰叠装，一起而成。上述预分离器100的出口与上筒体下方壁上的进水管13相连；一盲板19，它设在上述上、下筒体的叠装处且横越本体30，通过其外围的法兰与上下筒体的法兰使三者可卸地连接起来。该盲板上有一中心圆通孔以及至少两个(图中表示的是两只)相对于该中心圆孔而对称分布的、连通上、下筒体的穿孔；一净水出水管12，它设在本体30内部的中心处，它穿过上述盲板19的中心圆通孔而固连于盲板上，其上方出水口伸出上筒体17顶部，且以一填料密封箱14保持该管与上筒体17之间的液密封，其下方集水口伸及下筒体内近底部处；一粗分离单元16，它在上筒体17内围绕着上述净水出水管12而固连于上述盲板19的顶面上，它包括一上下敞口的圆筒体162，一固定于其底部的分布板163以及填充于其中的絮状分离材料161(如(PP-2)，它可按分离对象的工况而选定。该分离单元16与上筒体17之间形成一环状间隙区，并使污水经上筒体17的污水进水口13沿该环隙的切线方向送入；一组细分离单元20，它装于下筒体21内的上方，主要包括至少两个(图中表示的是两个)固连于盲板19的对称分布的穿孔中的细分离元件201，还包括一底部堵死的漏斗状套筒202，上述净水出水管12穿过该底部之圆孔而用一螺母23将此套筒202固连于出水管12上，其中细分离元件201由一圆形侧壁上布满小通孔的筒体2012，填充在该筒体内的卷绕的分离材料(如金属丝网，尼龙网等)以及一空心悬吊管2013组成，该吊管上端如用螺纹可卸式连接分式固连于盲板19的对称分布的穿孔中，其下部插连于该分离元件之中心部位，且其壁上布满小通孔，这样，污水从上筒体17中经吊管2013上端开口流下，又经布满的小通孔流出扩散到分离介质中，最后经分离后又从筒体2012上的布满的小通孔向外流出，盛于套筒202中，继而满溢流出套筒外而向下流；一组深度分离单元24，它装于下筒体21内位于上述细分离单元20下方，主要包括至少两个(图中表示的是两个)相对于净水出水管12而对称分布且固连于净水出水管的深度分离元件241，该分离元件包括一圆筒体2412，其顶部有若干通孔；两块分布板2414，它们分别固定于筒体2412的顶、底面内附近处，以使它俩各与筒顶和筒底之间形成一空隙死腔；填充于这两块分布板之间的呈卷片状分离材料(如PP-1)；以及一穿装于该分离元件中心处的一空心立管2413，在其位于下方死腔处的管壁部位上有若干通孔。该两分离元件的两根空心立管的下端开口通过—三通分别汇接于前述净水出水管12的下端集水口。可见，经位于前级的细分离单元20分离后的向下的污水从该深度分离单元24的深度分离元件241的顶部通孔中流入，经分离后从立管2413的下部开口流入空心立管中，最后从净水出水管12向上放出分离器200；以及诸附件，如两根排油管11，它们分别引自上筒体17内的顶部附近处和下筒体21内近盲板19处而分别向下伸出上，下筒体；两设置在上筒体17顶部的电加热器10及装压力表的表座15；一排污管18和一放空管25，分别设于上筒体下部壁及下筒体底部；以及一用于检修的检修孔8。
现结合图2及图3来介绍该实施例所示的油水分离装置的工作原理，从而可看出现有的含油废水处理系统在采用该油水分离装置后的优点所在。如图所示，泵4将油水混合液泵入本实施例的预分离器100，由双层结构物6分离机械杂质并对重质油，轻质油产生吸附聚结作用，分离后油水混合液从进水管13切向送入油水分离器200的上筒体17与粗分离单元16之间的环状间隙区，并沿此环隙区旋流上升，促使混合液中油组分离心分离，并藉助于油水比重差上浮至上筒体17顶部的集油区。上筒体17顶部的电加热器用于因气温低使油组份粘度上升而影响排油时加热油组分。旋流分离后的油水混合液从粗分离单元的筒体162上方流入其中。该单元中的PP-2材料对油组分具有吸附聚结作用，从而进一步强化油水分离作用(其中PP-2材料也可换用其它基于其他分离原理的分离材料，以适应不同分离对象的不同分离性能需要)。由PP-2强化分离出的油组份也上浮聚集至上筒体17顶端的集油区。上述两种情况下分离上浮的油从上方排油管11排出。经粗分离单元16分离后，从分布板163向下流出粗分离单元16，再经细分离单元20的每只细分离元件201中的空心吊管2013进入细分离元件201，其中的滤材2011(如尼龙网或其它分离材料)能产生小油滴的截留、碰撞、聚结等作用，使小油滴粗粒化，粗化后的油滴上浮于于下筒体21顶部的集油区。从细分离单元20分离出的油水混和液中含油量已很低，主要是那些难分离的微细油滴。流出液从套筒202中溢出后向下流入最下方的深度分离单元24区域，其中每只深度分离元件241中所填充的材料为PP-1，它具有对微细油滴的吸附聚结作用，当它达吸附动平衡后释出粗化的油上浮至下筒体21顶端的集油区，这部分油和上述细分离单元20区分离出的油均从集油区经下方排油管11排出，而贮于贮油槽(9的下方，9的上方为电控箱)；泥渣分别从排污管18和25排出。经分离后的低油含量净水则从深度分离元件241的空心立管2413通过三通流入油水分离器的中央的净水出水管12，从而向外放出。经测试，水中含油量可稳定控制于(5-1毫克)/升，已达到和超过规定要求。
再来看图3所示的另一实施例的结构，它和上述实施例的唯一区别，是将粗分离单元16与细分离单元20的位置对调，即将粗分离单元16移至下筒内，而将细分离单元20搬至上筒内。其结构细节大致与前一实施例中相似，只不过是将相当于原有空心吊杆2013的新的细长空心立管2013’被加长了，且插入下方粗方离单元16中，以实现两者的液体流通。具体说，上方细分离单元20主要包括一固定于盲板19顶面而上下敞口的圆筒体162，至少两个(图中表示的是两个)固连于盲板19的对称分布的穿孔中的分离元件201。分离元件201由一圆形侧壁上布满小通孔的筒体2012，填充在该筒体内的卷绕的分离材料(如金属丝网，尼龙网等)以及一穿过筒体中心部且向外延伸的空心立管2013’组成，该立管的延伸段固连于盲板19上的对称分布的穿孔中，位于筒体2012内的立管段壁上布满了小通孔。下方的粗分离单元16主要包括一底部堵死的漏斗状套筒202，底部中心有一圆孔，前述净水出水管12穿过该孔通过螺母23，而将此套筒202固定于出水管12上；一固定在套筒202内的圆柱部分底端的分布板163，其上有两圆通孔，上述细分离单元的分离元件201中的空心立管2013’的延伸段端部穿过该两通孔而伸至由该分布板163与套筒202的下方倒圆锥形壁形成的死腔中。在分布板163上填充了絮状分离介质161(如PP-2)，它可按分离对象的工况而选定。
按照上述实施例的结构设置，被分离的含油废水的流动途径应是首先由进水口13沿环隙切向送入旋流而上，进入细分离单元20的筒体162中，再从细分离元件201的筒体2012上的诸多小通孔进入分离材料2011，经分离后从立管2013的小通孔中进入立管2013’，再向下流入下方粗分离单元16中，废水经分布板163上的诸小孔进入分离材料161，经分离从套筒202上方敞口溢出。此后，经此两级分离的水再进入最后的深度分离单元24作最后处理。
该第二实施例将粗、细分离单元对换设置，其两者的协同效果与第一实施例的大致相同，但可适应于分离不同原始条件的含油废水。
本实用新型一改现有诸种油水分离器仅应用粗粒化概念的现状，而将液——固界面特性效应的概念引入了油水分离工艺。基于这样的构思，仅仅通过将固体分离材料及各分离单元的合理配置和相互合理配套，成功地取得了分离性能上的明显提高，尤其是对高油水混和程度混和液中微细油滴的特效分离功能，为将油水分离装置有效地应用于各种分散度较高的油水混和液的分离创造了条件，如国内外现有的油水分离装置由于对呈高度分散状的油水混和液和分离的适应性均较差，所以对装置中配套的输液泵(见图3)提出限制条件，一般均采用低转速泵或对泵送液混和作用较平缓的往复泵，隔膜泵等，以免由于对混和流的泵送而增大了油水混和程度，或有的将泵规定设置在分离装置之后，用抽负压的方式把油水混和液引入油水分离装置，从而避免了泵的搅拌带来的不利影响，例如，国内典型的YSCZ型油水分离器对配套的CZ型电动柱塞泵的单向阀球落差有严格限制，主要是因为阀球落差增大时会增加对泵送液的冲击作用，增大对泵送液的混和力，所以，不得不对每台泵作严格调整，落差超过规定值时，分离出水的油含量就会高于排放标准。而对于本实用新型这种分离装置，由于其特效的分离功能，不但不必作这类限制性规定，而且即使直接采用搅混作用强烈的离心泵作输液泵4，也能保持其原有的分离性能，对经过强力强化搅混至乳白色机械乳化状的油水混和液，即使放置3-4天也不能完全介乳，而此时，本实用新型也依然能发挥出原有分离能力。
权利要求1.一种陆用油水分离装置，它包括一用于过滤机械杂质的预分离单元100和一油水分离器200，其中所述油水分离器200包括一由上、下圆柱形筒体17、21叠装在一起的直立的本体30，所述预分离单元100的出水口与所述上筒体17的进水口相连通；一在所述上、下筒体17、21的叠装处横越所述本体30且与所述上、下筒体可卸地连接起来的盲板19，它设一中心通孔以及至少两个相对于该通孔中心而对称分布的穿孔；一净水出水管12，它穿过所述盲板19的中心通孔而固连于盲板，其上方出口伸出所述上筒体17顶部，其下方集水口位于所述下筒体21内；两根排油管11，它们分别引自所述上筒体1内的顶部附近处和下筒体21内近所述盲板19处而向下分别伸出上、下筒体；以及两组位所述油水分离器200内靠上方部位的上下相邻设置的分离单元，其中之一为粗分离单元16，另一为细分离单元20；其特征在于，所述油水分离器200还包括一组位于所述两组分离单元之下方的深度分离单元24，它由至少两个相对于所述净水出水管12而对称分布且固连于所述净水出水管12的过滤元件241组成，其净水出水口与所述净水出水管12的下方集水口连通；此外，所述预分离单元100包括一由靠近进水侧的下层亲水性材料及靠近出水侧的上层亲油性材料组成的双层结构物6。
2.如权利要求1所述的陆用油水分离装置，其特征在于，所述两相邻的分离单元为一装于所述上筒体17内并固连于所述盲板19之顶面的粗分离单元16，它与上筒体17之间形成一环状间隙节带，并使所述上筒体的进水口13设置得能使水沿该环隙带的切线方向送入；以及一装于所述下筒体21内的细分离单元20，它由至少两个固连于所述盲板19上的对称分布的穿孔中的细分离元件201组成。
3.如权利要求1所述的陆用油水分离装置，其特征在于，所述两相邻的分离单元为一装于所述上筒体17内的细分离单元20，它包括一固定于盲板19顶面而上下敞口的圆筒体162，以及至少两个固连于所述盲板19的穿孔中的细分离元件201；以及一装于所述下筒体21内而固连于所述净水出水管12的粗分离单元16。
4.如权利要求2所述的陆用油水分离装置，其特征在于，所述粗分离单元16包括一上下敞口的圆筒体162，一固定于其底部的分布板163以及填充于所述圆筒体162中的分离材料(如PP-2)；所述细分离单元20的分离元件201包括一圆形侧壁上布满小通孔的筒体2012，填充在所述筒体2012中的分离材料161(如金属丝网，尼龙网)以及一空心吊管2013，其上部有一用于连接于所述盲板19上的对称分布的穿孔中的螺纹连接部分，其下部插连于所述细分离元件201之中心部位，且其壁上布满小通孔，其下端闭死，其上端敞口。
5.如权利要求3所述的陆用油水分离装置，其特征在于，所述细分离单元20的细分离元件201包括一圆形侧壁上布满小孔的筒体2012；填充在所述筒体2012中的分离材料(如金属丝网，尼龙网)；以及一穿过所述筒体2012中心部的空心立管2013’，它具有一用于穿过所述盲板19的穿孔而固定于所述盲板19的向外的延伸段，其位于所述筒体2012内的那一段壁上布满了小通板，其上端堵孔，下端为一敞口；所述粗分离单元16包括一底部堵死的漏斗状套筒202，底部中心有一供所述净水出水管12穿过而将所述套筒202固定于出水管12的通孔；一固定在所述套筒202内的圆柱部分底端的分布板163，其上有两供穿过所述细分离单元的细分离元件201中的空心立管2013’的延伸段端部的小通孔；以及填充于所述套筒202与分布板163之间的分离材料161(如PP-2)。
6.如权利要求1所述的陆用油水分离装置，其特征在于，所述深度分离单元24的深度分离元件241包括一圆筒体2412，其顶部有若干通孔；两块分布板2414，它们分别固连于所述筒体2412的顶、底面内附近处，以使它俩各与筒底和筒顶之间形成一空隙死腔；填充于所述两分布板2414间的分离材料(如PP-1)；以及一穿装于所述深度分离元件241中心处的一空心立管2413，在其位于下方死腔处的管壁部位上有若干通孔，其上端堵死，一端为一与所述净水出水管12的下方集水口相连通的开口。
专利摘要一种尤其适用于分离混和度较高的含油废水的陆用油水分离装置，它包括一主要分离机械杂质的预分离器及一油水分离器，该油水分离器除了具有粗分离单元，细分离单元外，还具有深度分离单元，并且引入液—固界面特性效应而利用如PP-1、PP-2材料的特效分离作用及各分离单元的协同作用，使明显提高油水分离性能，其分离后的水含油量达到和超过国际规定标准，且使设备整体性好。
文档编号C02F1/40GK2070733SQ9020747
公开日1991年2月6日 申请日期1990年8月1日 优先权日1990年8月1日
发明者曹栋安, 陆岂凡 申请人:中国船舶工业总公司第九设计研究院