申请日2015.09.27
公开(公告)日2016.05.25
IPC分类号C02F9/10
摘要
本实用新型公开了一种重度乳化含油污水处理装置，包括电絮凝器、初滤器、油水分离器，所述电絮凝器、初滤器、油水分离器通过管道依次相连通;所述电絮凝器的絮凝器筒体内设置有絮凝电极，絮凝器污水输入管穿过絮凝器筒体倾斜地设置于絮凝器筒体上;所述油水分离器的分离器筒体内设置有叠盘聚集分离器，在分离器筒体上还设置有污油排出管。在所述电絮凝器前连通有破乳器，所述油水分离器后连通有滤料过滤器;滤料过滤器上通过管道连通有返送泵。本实用新型能促进水包油型乳化液中油珠高效聚集分离，尤其适用重度乳化含油污水的处理。
摘要附图
权利要求书
1.一种重度乳化含油污水处理装置，包括电絮凝器(3)、初滤器(4)和油水分离器(5)，其特征在于：所述电絮凝器(3)、初滤器(4)、油水分离器(5)通过管道依次相连通;所述电絮凝器(3)的絮凝器筒体(305)内设置有絮凝电极(301)，絮凝器污水输入管(306)穿过絮凝器筒体(305)倾斜地设置于絮凝器筒体(305)上;所述油水分离器(5)的分离器筒体(508)内设置有叠盘聚集分离器(501)，在分离器筒体(508)上还设置有污油排出管(506)。
2.根据权利要求1所述的重度乳化含油污水处理装置，其特征在于：在所述电絮凝器(3)前连通有破乳器(1)，所述油水分离器(5)后连通有滤料过滤器(10);所述破乳器(1)、电絮凝器(3)、初滤器(4)、油水分离器(5)及滤料过滤器(10)通过管道依次连通;所述滤料过滤器(10)上通过管道连通有返送泵(14)。
3.根据权利要求2所述的重度乳化含油污水处理装置，其特征在于：所述破乳器(1)包括破乳器筒体(105)，固定设置于破乳器筒体(105)中的隔料孔板(101)将破乳器筒体(105)分隔成破乳剂填充腔和油污水缓冲腔，在破乳剂填充腔中填充有固相破乳剂(102)，固定安装于破乳器筒体(105)上的破乳器污水进管(106)与油污水缓冲腔连通，安装于破乳器筒体(105)上的破乳器污水排出管(104)内端管口伸向破乳剂填充腔的上部;所述隔料孔板(101)上设置有若干隔板通孔(107);所述破乳器筒体(105)上端的筒体顶罩(103)为球冠形罩壳，所述破乳器污水排出管(104)内端管口与筒体顶罩(103)内壁最高点间隔设置。
4.根据权利要求1所述的重度乳化含油污水处理装置，其特征在于：所述电絮凝器(3)包括絮凝器筒体(305)，在该絮凝器筒体(305)的上下两端分别固定连接有絮凝器顶罩(303)和絮凝器底罩(307)，在絮凝器筒体(305)内设置有絮凝电极(301)，絮凝污水排出管(304)穿过筒壁伸至絮凝器顶罩(303)内侧;所述絮凝器筒体(305)的絮凝器顶罩(303)和絮凝器底罩(307)均为球冠形罩壳;所述絮凝污水排出管(304)内端管口与絮凝器顶罩(303)内壁最高点间隔设置;所述絮凝器污水输入管(306)沿絮凝器筒体(305)内壁倾斜地固定连接于絮凝器筒体(305)上。
5.根据权利要求4所述的重度乳化含油污水处理装置，其特征在于：所述絮凝器污水输入管(306)与絮凝器筒体(305)内壁切线夹角β=-30°～+30°，该絮凝器污水输入管(306)与水平面夹角α=-30°～+30°。
6.根据权利要求1所述的重度乳化含油污水处理装置，其特征在于：所述油水分离器(5)包括分离器筒体(508)，以及固定安装于分离器筒体(508)上的分离器污水输入管(504)、污油排出管(506)和分离水排出管(509);在分离器筒体(508)内至少设置有一叠盘聚集分离器(501)，该叠盘聚集分离器(501)包括若干相互叠置的波纹分离盘(512)，该波纹分离盘(512)呈锥盘状且盘面为波纹面，各波纹分离盘(512)以其波纹峰谷相错叠置。
7.根据权利要求1所述的重度乳化含油污水处理装置，其特征在于：所述分离器筒体(508)内设置有一组叠盘聚集分离器(501)，该分离器筒体(508)内还分隔设置有分离器隔板(503)，叠盘聚集分离器(501)固定连接于该分离器隔板(503)的下侧，分离器污水输入管(504)穿过该分离器隔板(503)通向污水导流通道(507)，在叠盘聚集分离器(501)的底端连接有分离器底板(511)。
8.根据权利要求7所述的重度乳化含油污水处理装置，其特征在于：所述分离器筒体(508)设置有两组或叁组叠盘聚集分离器(501)，相邻两组叠盘聚集分离器(501)之间设置有导流隔板。
9.根据权利要求6所述的重度乳化含油污水处理装置，其特征在于：所述波纹分离盘(512)的波纹沿锥形盘面周向延伸，该波纹分离盘(512)的中间设有波盘通孔(513)，相互叠置的波纹分离盘(512)上的波盘通孔(513)构成污水导流通道(507)，相邻两波纹分离盘(512)的波纹峰谷相错叠置而构成沿径向布置的油污通道与污水导流通道(507)相连通。
10.根据权利要求7或8所述的重度乳化含油污水处理装置，其特征在于：在分离器隔板(503)上安装有用于引导污油上升的污油上升管(502)，该污油上升管(502)的下管端位于叠盘聚集分离器(501)的外侧;所述分离器筒体(508)的分离器筒体顶罩(505)为球冠形罩壳;所述污油排出管(506)内端管口与分离器筒体顶罩(505)内壁最高点间隔设置;所述分离器筒体(508)的分离器筒体底罩(510)为球冠形罩壳，在该球冠形罩壳上安装有油水分离器排污阀(13)。
说明书
重度乳化含油污水处理装置
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及含有乳化油的油污水分离处理装置。
背景技术
含油污水是一种量大面广的污染源。据有关资料表明，世界上每年至少有500—1000万吨油类通过各种途径进入水体。含油废水的来源十分广泛，主要来自船舶、石油化工，钢铁、煤气、机械等工业企业，还有铁路运输业、纺织轻工行业以及人们生活都会产生大量的含油油污水。
含有乳化油的乳化液是油污水中最难分离处理的一种。乳化液主要由油类、乳化剂和水组成的水包油型含油污水，由于乳化剂是表面活性剂，当它加入水中使油与水的界面自由能大大降低，达到最低值而使油分散在水中;因此乳化液可以简单地认为是油和水组成的稳定而均匀的胶体物质，乳化油为分散相，水为连续相。表面活性剂产生电离，使油珠液滴带有电荷，形成水化离子膜，而水中的反离子又吸附在其外表周围，形成双电层，这样油珠外面包围着一层弹性、坚固、带有同性电荷的水化离子膜，阻止油珠液滴互相碰撞时的结合，使油珠高度分散于水中而不能相互粘聚，油珠长期稳定地在水中构成白色乳化液。
含油污水及含油乳化液对生态系统、植物、土壤和水体均有严重的影响。首先油珠高度分散于水中，更易被动植物、水生物等吸收，不仅危害各种生物，更能通过生物离集作用和食物链进入人体，危害人体健康。含油乳化液渗入土壤空隙间形成油膜，产生堵塞作用，致使空气、水气及肥料均不能渗入土中，破坏土层结构，不利于植物生长，甚至使农作物枯死。含油乳化液进入水中体后将在水面产生油膜，阻碍大气中的氧向水体转移，使水体丧失自净能力，水环境恶化，水生物处于严重缺氧而死亡，破坏水生态平衡。因此含油污水尤其是含油乳化液的治理对于保护水资源，维护生态平衡都具有重要意义。
现有的油污水分离处理方法主要有重力分离法、溶气浮选法、电解法以及膜处理法等途径，重力分离法是利用油和水的密度差及油、水的不相容进行分离，但这种分离方式分离效率很低，尤其是不适用于含油乳化液的处理，由于含油乳化液中的乳化油是长期悬浮、且均匀分布于中，具有高度的稳定性而不可能聚集上浮，传统的重力分离方法无法实现含油乳化液的油水分离处理。溶气浮选法是使分散于水中的油滴和被油润湿的悬浮物粘附于气泡上，随其浮升水面而实现分离，这种方法不仅对气泡和水质等因素极为敏感，同样对污水中含有较多表面活性物质造成的严重乳化，传统的溶气浮选法难以发挥作用。电解法是将正负相间的多组电极安插于废水中，当通过直流电时，会产生电解、颗粒的极化、氧化还原以及电解产物和废水间的相互作用，凝聚水中杂质颗粒，从而形成絮粒;同时絮粒与阴极上产生的微气泡粘附，得以实现气浮分离，目前的电解法极易钝化使电解效果逐渐丧失。尤其是电离液不能与污水水体充分混合，从而使絮凝沉淀作用难以发挥。目前也出现了将重力分离与膜过滤分离相结合，理论上这种分离处理方法能够实现乳化油的分离处理，然而由于分离膜在截留乳化油的过程中，被截留物在膜表面上堆积会在膜表面产生薄层覆盖的凝胶层而导致分离膜污染，更为严重的由于分离膜通常具有亲油性，分离过程中污水的快速流动使得油滴和固体杂质很快进入到致密的细孔，引起膜的堵塞而丧失滤除作用。
随着人们对水环境防治的日益增强，含油污水处理后的排放指标日趋严格，其排放水中油份含量已要求达到15PPm及以上。现有的含油污水处理方法已不能满足这样严苛的要求，尤其是对油珠高度分散的含油乳化液更是无能为力，因此如何高效处理含油污水，尤其是高度乳化的含油污水是人们面临的一个严峻课题。
实用新型内容
针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种重度乳化含油污水处理装置，包括电絮凝器、初滤器、油水分离器，所述电絮凝器、初滤器、油水分离器通过管道依次相连通;所述电絮凝器的絮凝器筒体内设置有絮凝电极，絮凝器污水输入管穿过絮凝器筒体倾斜地设置于絮凝器筒体上;所述油水分离器的分离器筒体内设置有叠盘聚集分离器，在分离器筒体上还设置有污油排出管。
本实用新型的含油污水处理装置，采用上述结构后，由于该装置依次相连通地设置有电絮凝器、初滤器、油水分离器，电絮凝器主要完成乳化液中油珠的凝聚变大，初滤器先滤除污水中的絮凝物和杂质，初滤器的设置还有效地防止了杂质和油滴的再度乳化和回溶。经过上述步骤后的污水再进入油水分离器进行进一步的油水分离，实现乳化液的达标排放或作为回用水循环利用，具有处理工艺设计合理，去除效率高的优势。又由于电絮凝器中的絮凝器污水输入管倾斜地设置于絮凝器筒体上，该结构能引导污水输入管进入筒体的污水沿筒壁螺旋地向上升，这种螺旋输入方式对电极表面污垢会产生极强的冲刷作用，有效防止污垢在电极上积聚所形成的电极钝化，使之保持持久电絮凝效果;这种螺旋输入的污水流还能大大延长电极对污水的作用时间和作用路径，以充分的时间和足够的路径对油污水中的油珠进行吸附聚集、压缩絮凝、达到油珠生长变大和分离沉淀，既减小装置体积，又大大增强了电絮凝的作用;这种螺旋输入方法也对油污水产生了强大的搅拌作用，使得金属阳极产生电子所形成的“微絮凝剂”能与油污水均匀混合，絮凝作用充分，更能有效促进油珠凝聚和分离，而且这种通过电絮凝产生的氢氧化物比传统化学混凝法具有更高的活性，更大的吸附去除污染物的能力。电絮凝过程所产生的微小气泡也会随着螺旋路径而增加与污染物碰触结合的机会，使得更多的油滴结合上浮分离。电絮凝作用具有广谱絮凝作用，电絮凝能同时絮凝去除或降低有机物、细菌、重金属等有害物质，为后道工序的深度处理创造条件。还由于在分离器筒体中设置有叠盘聚集分离器，聚集分离器是由若干呈锥盘状结构的波纹分离盘相互错叠而成，该结构依据浅池理论设计出理想的层流条件，它将现有的平流沉淀分离结构改变成斜板层流分离结构，使分散而微小的油珠能快速集聚，而油珠的集聚又大大加快了油滴的上浮分离速度，从而使油水分离效果成倍提高，特别对乳化液的油珠的分离去除效果更加显著。
本实用新型的优选实施方式，在所述电絮凝器前连通有破乳器，所述油水分离器后连通有滤料过滤器;所述破乳器、电絮凝器、初滤器、油水分离器及滤料过滤器通过管道依次连通;所述滤料过滤器上通过管道连通有返送泵。在电絮凝器的前侧连通有破乳器，形成了破乳、电絮凝、初滤、油水分离和滤料过滤的处理流程，对于重度乳化的油污水而言其中含有难以分离的乳化油，以乳化油状态存在的油主要来自废乳化液，其油水界面上定向吸附并形成坚固的界面膜，增大了双电层的有效厚度，使得双电层电位宽度和陡度增大，油被均匀地分散于水中，所以乳化的油珠能稳定地存在于水中，难以通过单纯的混凝、气浮和重力进行分离处理，通过破乳剂使乳化油脱稳后再进行电絮凝使之从分散的油珠相聚集成较大的油滴并从乳化液中部分分离，通过破乳作用的前道处理使本实用新型能够实现乳化油或高度乳化的污油水的分离处理。本实用新型的滤料过滤器上连通有返送泵，该结构能将滤料过滤器中的滤出水返送到最前道污水处理工序，能形成循环处理系统，对高浓度的乳化液而言能在这种循环处理流程中，通过循环重复处理直至乳化液处理后的排放水达到严格的排放标准或回用标准，对于乳化液浓度波动的油污水又能有控制地进行循环流程处理或单流程处理，使处理装置能适应于重乳化或普通乳化油污水的处理，适用范围广，应用领域宽。
进一步地，所述破乳器包括破乳器筒体，固定设置于破乳器筒体中的隔料孔板将破乳器筒体分隔成破乳剂填充腔和油污水缓冲腔，在破乳剂填充腔中填充有固相破乳剂，固定安装于破乳器筒体上的破乳器污水进管与油污水缓冲腔连通，安装于破乳器筒体上的破乳器污水排出管的内端管口伸向破乳剂填充腔的上部。所述隔料孔板上设置有若干隔板通孔;所述破乳器筒体上端的筒体顶罩为球冠形罩壳，所述破乳器污水排出管内端管口与筒体顶罩内壁最高点间隔设置。由于破乳器筒体被隔料孔板分隔成破乳剂填充腔和油污水缓冲腔，而污水进管与油污水缓冲腔连通，这种结构使得油污水能从缓冲腔穿过隔料孔板流向填充有破乳剂的填充腔，从而彻底改变了传统的向油污水中的添加破乳剂的做法，突破了传统的“破乳剂主动添加”的思维模式，变“主动添加”为“被动迎接”，使得油污水能够连续地掠过填充腔中的固相破乳剂而实现破乳，整个处理系统可以进行连续地油水分离处理，处理效率大大提高，同时这种结构也使得油污水可以与破乳剂进行充分均匀的接触作用，因此该结构具有破乳效率高，处理能力强的双重优势。由于经过破乳的油污水中的部分油滴凝聚上浮，球冠形的筒体顶罩则引导油滴或含油高的油污水向球冠内壁最高处理集聚，伸向球冠内壁高点处的污水排出管就能将含油较高的污水输送至下一工序进行处理，这种结构设计实现了对含油高的污水的选择和强化处理。
本实用新型的优选实施方式，所述电絮凝器包括絮凝器筒体，在该絮凝器筒体的上下两端分别固定连接有絮凝器顶罩和絮凝器底罩，在絮凝器筒体内设置有絮凝电极，絮凝污水排出管穿过筒壁伸至絮凝器顶罩内侧;所述絮凝器筒体的絮凝器顶罩和絮凝器底罩均为球冠形罩壳;由于絮凝器筒体包括有与之固定连接的絮凝器顶罩和絮凝器底罩，球冠状的顶罩则引导凝聚的含油高的油污水向球冠内壁最高点聚集，球冠状的絮凝器底罩则引导絮凝沉淀物向球冠内侧最低点沉淀聚集，以便集中排放。所述絮凝污水排出管内端管口与絮凝器顶罩内壁最高点间隔设置。经电絮凝集聚的油滴上浮至球冠状顶罩内壁最高处，伸至该顶罩内壁最高点的污水排出管内端管口则正巧将此处高含油污水输送至下一处理步骤进行分离处理，从而提高处理效率。所述絮凝器污水输入管沿絮凝器筒体内壁倾斜地固定连接于絮凝器筒体上。污水输入管切线方向布置，向电絮凝器输入油污水时，油污水沿筒壁以旋转路径在电絮凝器筒体流动，不仅对电极表面污垢产生冲刷作用，而且延长电解作用时间和路径，大大增强了电絮凝的作用效果。
优选地，所述絮凝器污水输入管与絮凝器筒体内壁切线夹角β=-30°～+30°，该絮凝器污水输入管与水平面夹角α=-30°～+30°。调节污水输入管与内壁切线及水平面夹角可以产生不同的旋流作用效果，从而适应不同乳化油性状的处理要求，使之达到最佳处理效果。不同的切线夹角会产生不同的旋流效果，而不同的水平夹角又会产生不同的螺旋状上升或冲击作用，以实现最佳的电絮凝作用时间和搅拌混和作用。
本实用新型的优选实施方式，所述油水分离器包括分离器筒体，以及固定安装于分离器筒体上的分离器污水输入管、污油排出管和分离水排出管;在分离器筒体内至少设置有一叠盘聚集分离器，该叠盘聚集分离器包括若干相互叠置的波纹分离盘，该波纹分离盘呈锥盘状且盘面为波纹面，各波纹分离盘以其波纹峰谷相错叠置。首先分离器筒体上的污水输入管、污油排出管和分离水排出管，分别完成污水输入以及分离后油和水的排出。特别地，在分离器筒体内设置叠盘聚集分离器，构成叠盘聚集分离器的波纹分离盘相互叠置，使得传统的平流重力分离器变为多层斜板分离结构，而这种结构的分离效果成倍的提高，特别对分散度极高的乳化油更有十分显著的分离去除效果。
优选地，所述分离器筒体内设置有一组叠盘聚集分离器，该分离器筒体内还分隔设置有分离器隔板，叠盘聚集分离器固定连接于该分离器隔板的下侧，分离器污水输入管穿过该分离器隔板通向污水导流通道，在叠盘聚集分离器的底端连接有分离器底板。叠盘聚集分离器上侧的分离器隔板和其底端的分离器底板引导油污水进入到叠盘聚集分离器的污水分离通道。这样结构构成单组的叠盘聚集分离器。
本实用新型又一优选实施方式，所述分离器筒体设置有两组或叁组叠盘聚集分离器，该两个叠盘聚集分离器之间设置有导流隔板。采用多组重叠放置的叠盘聚集分离器，能使得分离器中的油污水从一组聚集分离器曲折回转地流至另一组聚集分离器，大大延伸了油污水分离通道的长度，既提高分离处理效率，又充分节约了分离空间。
进一步地，所述波纹分离盘的波纹沿锥形盘面周向延伸，该波纹分离盘的中间设有波盘通孔，相互叠置的波纹分离盘上的波盘通孔构成污水导流通道，相邻两波纹分离盘的波纹峰谷相错叠置而构成沿径向布置的油污通道与污水导流通道相连通。叠盘聚集分离器的波纹分离盘的锥形盘面呈波纹状结构，相邻分离盘的盘面波纹峰谷相互交错叠置而形成油污水通道，该油污水通道沿径向具有不同的截面积，其径向(通道长度方向)的截面积从其中心向外逐渐变大，或者从外侧向中心逐渐变小，构成波纹盘板的变水流流线、变过水断面的污水分离通道结构，在该通道中油污水水流呈扩散、收缩状态，大大增加了油污水中油珠之间的碰撞机率，促使小而分散的油珠聚集变大，以加速油珠上浮速度。波盘通孔构成的污水导流通道引导来自污水输入管的油污水进入叠盘聚集分离器的污水分离通道进行高效分离。
进一步地，分离器隔板上安装有用于引导污油上升的污油上升管，该污油上升管的下管端位于叠盘聚集分离器的外侧。经叠盘聚集分离器的污油上浮集中于分离器隔板下侧，污油上升管及时将分离的污油向上输送，以避免污油的回溶或再乳化。所述分离器筒体的分离器筒体顶罩为球冠形罩壳;所述污油排出管内端管口与分离器筒体顶罩内壁最高点间隔设置。球冠形的分离器筒体顶罩同样具有引导污油向球冠内壁最高处集聚，伸向该球冠形顶罩内壁最高点的污油排出管内端管口则将集中于此处的油污水再输送至下一处理工序。所述分离器筒体的分离器筒体底罩为球冠形罩壳，在该球冠形罩壳上安装有油水分离器排污阀。分离器筒体底罩采用球冠形罩壳，能使分离器中的沉淀物向最低处集中，以便于排出
