雙液相(油-水)相分離工藝及設(shè)備綜述

雙液相〔油-水〕相分別工藝及設(shè)備綜述

油水兩相分別方法概述

油類物質(zhì)在水中的存在形式多種多樣，受水體的性質(zhì)、水中所含的外表活性劑和電解質(zhì)等物質(zhì)的影響而有所不同。含油污水中的油主要以上浮油、分散油、乳化油、溶解油、固體附著油五種狀態(tài)存在[1][2]。

上浮油：以連續(xù)相的油膜飄浮在水面，油珠顆粒較大，一般大于l00μm，進入水體的油份大局部以上浮油形式存在；

分散油：粒徑為10-100μm的微小油珠懸浮在水相中。分散油不穩(wěn)定會聚并形成較大的油珠，往往變成上浮油，也可能進一步轉(zhuǎn)化成乳化油；

乳化油：粒徑小于10μm的極微細的油珠，往往因水中含有外表活性劑使油珠形成穩(wěn)定的乳化液，因而較難處理。油水乳化液可分為2種類型：一種是以油為分散相，水作為連續(xù)相，稱為水包油型乳狀液，以O(shè)/W型表示；另一種是以水為分散相，油作為連續(xù)相，稱為油包水型乳狀液，以W/O型表示[3]。乳液中分散相的液滴大小通常在10-7~10-5m；

溶解油：以分子狀態(tài)或化學(xué)方式分散于水中，油滴直徑比乳化油粒徑還要細，有時可小到幾納米。油份和水形成均相體系，格外穩(wěn)定，很難用一般的方法去除；

固體附著油：吸附于污水中固體顆粒外表的油。

浮油狀態(tài)的油滴易形成油膜浮在污水外表，在工業(yè)上往往承受集油管和刮油器能夠便利地除去。分散油在水中的含量也不行無視，由于其粒徑較大，可以承受一些方法使其聚結(jié)并加以去除。乳化油和溶解油粒徑很小且存在形式較為穩(wěn)定，通過常規(guī)的分別方法很難將其聚結(jié)分別，因此開發(fā)處理乳化油和溶解油的工藝是當(dāng)前爭辯的重點所在。

不同的油水混合液需要不同的分別方法，常見的有物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法及生物法四類[4]。

物理法

重力沉降分別法

重力沉降技術(shù)主要利用油水兩相的密度差異使混合液中的油與水分別，用于去除粒徑大于60μm的較大油滴和廢水中的大局部固體顆粒。常用設(shè)備包括重力沉降罐、隔油池、壓力斜板沉降罐等。該類方法設(shè)備構(gòu)造簡潔，易操作，除油效果穩(wěn)定，但對溶解性油類或乳化油是不適用的。

離心分別法

離心分別法利用油水兩相密度的不同，使高速旋轉(zhuǎn)的油水混合液產(chǎn)生不同的離心力，從而到達油水分別的目的。按離心力產(chǎn)生的方式，離心分別設(shè)備可分為水力旋流分別器和離心機。水力旋流分別器具有體積小、重量輕、分別性能好、運行安全牢靠等優(yōu)點，可以實現(xiàn)連續(xù)相的液體與分散相的固體顆粒、液滴或者氣泡的物理分別。

粗?；?/p>

粗?；ㄒ卜Q聚結(jié)法，利用油水兩相對聚結(jié)材料親和力的不同來進展分別。油水混合液通過聚結(jié)材料時，其中細小的油滴在親油性聚結(jié)材料外表聚結(jié)成較大的油粒。由斯托克斯沉降公式:

u=dp2?(ρp?ρ)?g

t 18μ

可知，沉降速度與顆粒的直徑和油水兩相的密度差成正比，因此油滴粒徑越大，其上浮速度也越大。

該技術(shù)的核心是聚結(jié)材料，可分為纖維狀、多孔介質(zhì)和板式聚結(jié)材料，如圖1所示。常用的親水性材料是在聚酞胺、聚乙烯醇、維尼綸等纖維內(nèi)引入酸基(磺酸基、磷酸基等)和鹽

類，親油性材料主要有蠟狀球，聚烯系或聚苯乙烯系球體或發(fā)泡體，聚氨酷發(fā)泡體等。通過廢水在粗粒化前后油珠粒徑分布的變化來判定除油效果及工藝可行性，主要評價指標(biāo)為油的去除率及出水含油量。

a多孔介質(zhì)填料構(gòu)造 b波浪板式填料構(gòu)造 c微纖維構(gòu)造

圖1聚結(jié)材料實物圖

粗?；o需外加化學(xué)試劑，無二次污染，設(shè)備占地面積小，基建費用較低，適用于乳化油和溶解油的分別。但用此法處理含油廢水要求進口濃度較低，因此進入設(shè)備前的含油廢水必需經(jīng)預(yù)處理，否則出水油濃度較高(一般高于10mg?L-1)，常需再進展深度處理。

過濾法

過濾法是將油水混合液通過多孔過濾介質(zhì)如石英砂、無煙煤等濾料，混合液中的油份和固體懸浮物滯留在細小濾料組成的濾層中，從而到達分別的目的。過濾法設(shè)備簡潔、操作方便、投資費用低。但隨運行時間的增加，壓力降漸漸增大，需經(jīng)常進展反沖洗來保證設(shè)備正常運行。

膜分別法

膜分別法是利用特別制造的多孔材料的攔截作用，以物理截留的方式去除水中確定顆粒大小的污染物。以壓力差為推動力的膜分別過程一般分為微濾、超濾和反滲透3種。含油廢水中油的存在狀態(tài)是選擇膜的首要依據(jù)。假設(shè)油水體系中的油是以浮油和分散油為主，則一般選擇孔徑在10-100μm之間的微孔膜；當(dāng)水體中的油是因有外表活性劑等使油滴乳化成穩(wěn)定的乳化油和溶解油，這樣油珠之間難以相互聚結(jié)，則需承受孔徑小于10μm的超濾膜分別。

膜技術(shù)的關(guān)鍵是膜和膜組件及與之相應(yīng)的操作方式。常用的膜材料有乙酸纖維素系、乙烯系聚合物和共聚物、縮合中性膜材料(如聚礬等)、脂肪族和芳香族聚酞胺、聚亞酞胺以及無機陶瓷膜等。

承受膜分別法不需投加藥劑且處理過程中一般無相變化，二次污染小；分別過程耗能少，后處理費用低；分別出水含油量低，處理效果好。但膜的熱穩(wěn)定性差、不耐腐蝕，簡潔被污染且處理量小，這些缺點仍有待改進。另外，單一的膜分別技術(shù)并不能很好地解決含油廢水的處理問題，需要將不同的膜分別技術(shù)聯(lián)合或是將膜分別技術(shù)同傳統(tǒng)方法聯(lián)合處理含油廢水，如超濾和反滲透聯(lián)合、鹽析法和反滲透聯(lián)合、超濾和微濾聯(lián)合等多種方法。

物理化學(xué)法

浮選法

浮選法又稱氣浮法，是國內(nèi)外正在深入爭辯與不斷推廣的一種水處理技術(shù)。浮選法是將空氣以微小氣泡形式注入水中，使微小氣泡與在水中懸浮的油粒吸附，因其密度小于水而上浮，形成浮渣層從水中分別。

吸附法

吸附法是利用吸附劑的多孔性和大的比外表積，將廢水中的溶解油和其他溶解性有機物吸附在外表，從而到達油水分別的目的。吸附劑可分為炭質(zhì)吸附劑(泥炭吸附劑等)、無機吸

附劑(活化礬土、泥灰?guī)r、褐煤等)和有機吸附劑(聚烯類等)。該方法出水水質(zhì)好、設(shè)備占地小，但投資較高，吸附劑再生困難，故一般只用于含油廢水的深度處理。

電解法

電解法包括電分散法和電氣浮法。電分散法原理是利用可溶性電極(鐵電極或鋁電極)電解產(chǎn)生的陽離子與水電離產(chǎn)生的OH-(氫氧根負離子)結(jié)合生成的膠體，與水中的污染物顆粒發(fā)生分散作用來到達分別凈化的目的。同時在電解過程中，陽極外表產(chǎn)生的中間產(chǎn)物(如輕自由基、原子態(tài)氧)對有機污染物也有確定的降解作用。電分散法具有處理效果好、占地面積小、設(shè)備簡潔、操作便利等優(yōu)點，但是它存在陽極金屬消耗量大、需要大量鹽類作關(guān)心藥劑、能耗高、運行費用較高等缺點。

電氣浮法是利用不溶性電極電解作用與生成的微小氣泡的上浮作用來去除污染物的，具有除油、殺菌一體化的顯著特點。電解產(chǎn)生的氣泡細小均勻因而捕獲雜質(zhì)的力氣比較強，去除效果較好。但存在電耗大、單獨使用較難到達排放要求等缺點。

化學(xué)法

分散法

分散法是向廢水中投加確定比例的絮凝劑，在廢水中生成親油性的絮狀物，使微量油滴吸附于其上，然后用沉降或氣浮的方法將油分去除。近年來，絮凝技術(shù)由于其適應(yīng)性強、可去除乳化油和溶解油以及局部難以生化降解的簡潔高分子有機物的特點而被廣泛應(yīng)用于含油廢水的處理。但是，由于油田含油廢水成分簡潔，對于特定處理對象選用的絮凝劑無法在理論上做出推想，則必需通過大量的試驗來篩選。常用的絮凝劑主要有無機絮凝劑、有機絮凝劑和復(fù)合絮凝劑三大類。

鹽析法

鹽析法是向廢水中投加無機鹽類電解質(zhì)。電解質(zhì)對油珠集中層的陽離子全部被趕到了吸附層中，導(dǎo)致雙電層破壞，油珠則變成中性，油珠間吸引力恢復(fù)而相互聚并，從而到達破乳目的。常用的電解質(zhì)是鈣、鎂、鋁的鹽類，它既可中和電荷，又可轉(zhuǎn)換外表活性劑的金屬皂，使處理效果提高。鹽析法中投加鹽量一般在1%-5%之間，經(jīng)鹽析法處理后，出水油的含量一般大于10mgL-1。但該法聚析速度慢，沉降分別時間長，設(shè)備占地面積大，而且對由外表活性劑穩(wěn)定的含油乳狀液的處理效果不好。

化學(xué)氧化法

化學(xué)氧化技術(shù)常用于廢水生物處理的前處理。在催化劑作用下，用化學(xué)氧化劑如臭氧、Fenton試劑等處理有機廢水以提高其可生化性，或直接氧化降解廢水中有機物使之穩(wěn)定化。在化學(xué)氧化法中，超臨界水氧化技術(shù)是近年來快速進展起來的廢水氧化技術(shù)，是一種快速、高效去除廢水中有毒、有害有機化合物的方法。一些用其他方法不能有效除去的污染物，用此法能夠處理到環(huán)境可承受的程度。

生物化學(xué)法

生物法是利用微生物的代謝作用，使水中呈溶解、膠體狀態(tài)的有機污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì)目前處理工藝比較成熟且使用較多的是活性污泥法和生物濾池法。

活性污泥法是在曝氣池內(nèi)利用流淌狀態(tài)活性污泥作為凈化微生物的載體，通過吸附、濃縮在活性污泥外表上的微生物來分解有機物。生物濾池法是在生物濾池內(nèi)，使微生物附著在濾料上，廢水從上而下流經(jīng)濾料外表過程中，有機污染物便被微生物吸附和分解破壞。

結(jié)合公司的主營方向和現(xiàn)有產(chǎn)品現(xiàn)狀，將重點放在以重力式為根底的聚結(jié)分別技術(shù)的爭辯上。

重力式油水分別技術(shù)的進展和爭辯現(xiàn)狀

重力式油水分別技術(shù)的進展

多年來重力分別法作為一種根本而簡便的物理除油方法，不消耗藥劑，無二次污染，運

行維護費用低，始終是國內(nèi)外學(xué)者爭辯的熱點，下面重點介紹重力油水分別技術(shù)的進展過程。

API型油水分別池〔平流式隔油池〕

API型油水分別池是由API〔AmericanPetroleumInstitute〕研制出來的裝置。在構(gòu)造方面，為回收漂移的油而增加了回轉(zhuǎn)式集油管，其它則與平流式沉淀裝置完全一樣。目前此類型裝置在國內(nèi)鋼鐵企業(yè)應(yīng)用較多。平流式隔油池占地面積大，構(gòu)造簡潔，維護簡潔、使用較為便利，除油效率達60-70％，可除去的最小油滴粒徑為100-150μm。缺點是占地面積大。

PPI型油水分別池

所謂PPI型油水分別池〔平行板式隔油裝置，ParallelPlateInterceptor〕，是由殼牌〔Shell〕石油公司于1950年研制出來的斜板式油水分別池。它是在平流式隔油池內(nèi)沿水流方向安裝數(shù)量較多的傾斜平行板，不僅增加有效分別面積，而且也提高了整流效果。斜板間距為100mm，傾角為45°。在斜板內(nèi)被分別的油，沿著斜板的下面上升，而后收集到捕油頂蓋內(nèi)，再從頂蓋一端的溢流管流出，從而回收原水中的油珠。這種裝置可去除大于80μm的油珠。

CPI型油水分別池

CPI〔CoagulatedPlateInterceptor〕為波浪斜板式隔油裝置，也是由殼牌〔Shell〕石油公司研制出來的一種斜板式油水分別池。和PPI型油水分別池一樣，它也是一種斜板式分別裝置。但斜板的外形不是平板，而是波浪板。而且，由于斜板的間距為20～40mm，所以可以使每單位容積的分別面積增大。設(shè)計分別大于60μm的油珠。其優(yōu)點是油水分別效果好，停留時間短(一般不超過30分鐘)，占地面積小。

CPS聚結(jié)板分別器

英國Fram公司于70年月初開發(fā)了先進的聚結(jié)板分別器〔CoalescingPlateSeparator〕，其中的聚結(jié)元件為一疊V型板，聚結(jié)板由玻璃纖維制成，板上有放液孔，允許聚結(jié)油滴垂直穿過板。該設(shè)備主要適合處理含油量在200-1000mg/L的污水，出口水質(zhì)在50mg/L左右。通過現(xiàn)場應(yīng)用證明白其獨特的優(yōu)越性，使油水分別向前邁進了一大步。

Performax板式聚結(jié)器

到了80年月，美國C-ENATCO公司開發(fā)了商標(biāo)為Performax的板式聚結(jié)器，這是一種錯流設(shè)備。其聚結(jié)局部是由多層斜板重疊而成〔如圖2所示〕，與單層板式聚結(jié)器相比，可大大提高分別效率，而且不易堵塞。聚結(jié)局部可由不同材料制造，如聚丙烯、不銹鋼和碳鋼。在一樣的運行條件下，該裝置的處理力氣遠遠大于以往的分別器，成為油水分別向高效、小型化進展的關(guān)鍵技術(shù)。

圖2Performax板式聚結(jié)器構(gòu)造圖

80年月以來，水力旋流分別技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用成為油水分別技術(shù)進展的標(biāo)志，具有設(shè)備體積小，停留時間短，處理效率較高的優(yōu)點。但由其分別原理所打算的高流速對含油廢水會造成嚴(yán)峻的二次乳化，要求進出口較大的壓差作為運行能量，而且對排液把握要求高，因而在確定程度上限制了該技術(shù)的工業(yè)性應(yīng)用。這期間在重力沉降分別領(lǐng)域，仍以填料式分別器為主，并漸漸與聚結(jié)技術(shù)相結(jié)合。而重力分別與聚結(jié)技術(shù)相結(jié)合后，最大程度地提高了除油效率，成為當(dāng)今油水分別領(lǐng)域的爭辯熱點。

重力式油水聚結(jié)分別設(shè)備爭辯現(xiàn)狀

含聚構(gòu)造件的油水分別器

大學(xué)的張拂曉[5等] 人提出了一種含聚構(gòu)造件的油水分別器，其構(gòu)造形式如圖3

所示。軸向筒長1800mm(不包括左右兩個球形封頭)，內(nèi)徑384mm，壁厚20mm。工作原理：氣液混合物首先進入氣體預(yù)分別室1，利用離心分別和重力作用分別出絕大局部氣體后，液體經(jīng)過一個倒“T”型的導(dǎo)管2進入六個平行的布液管3。在布液管的上、下部開有小孔，這樣來流液體均勻上升進入水洗室4水洗破乳，然后進入油水分別

圖3油水氣分別器構(gòu)造圖

1.氣體預(yù)分別室

2.倒T形導(dǎo)管

3.布液管

4.水洗室

5.油水分別室

6.沉降室

7.油室

8.氣體出口

9.排水口

10.排油口

11.堰板

12.取樣口

5緩沖、整流和聚結(jié)；分別器頂部氣體與預(yù)分別室分出的絕大局部氣體一起經(jīng)過氣體出口8流出分別器。上部油漫過堰板11進入油室7；水從底部經(jīng)水出口9排出。

該分別器有如下特點：①分別器的材質(zhì)是透亮的有機玻璃?？梢员憷挠^看和手動調(diào)整油水界面的液位，并且能夠直觀地觀看到油滴的聚結(jié)浮升和水滴的沉降過程；②氣液預(yù)分別技術(shù)。在氣液混合物進入分別器筒體前能夠預(yù)先分別出96%以上的氣體；③在油水分別室5和沉降室6處有兩組各三個取樣口，在兩組取樣口中間可以放置不同類型的聚構(gòu)造件。這樣從上而下分析三個高度處的含水量、含油量；從左至右分析經(jīng)過聚構(gòu)造件前后含油濃度的變化，從而測試聚結(jié)板的聚結(jié)效果。

入口構(gòu)件和聚結(jié)材料的構(gòu)造如圖4所示。

圖4入口構(gòu)件和聚結(jié)材料的構(gòu)造圖

入口構(gòu)件和聚結(jié)材料的明細說明如表1所示。

表1入口構(gòu)件和聚結(jié)材料的明細說明

序號

名稱

材料

a

倒T形導(dǎo)管〔入口件〕

不銹鋼

b

穿插搭接波浪板

不銹鋼

c

蛇形背向平行板

聚四氟乙烯

d

平行波形板

不銹鋼

規(guī)格

內(nèi)徑32mm，外徑42mm，布液孔d10mm×14

由11張間距為30mm的平行板組成，每張平板長

500mm，厚1mm

由5張間距為30mm的蛇形板相背組成，每張蛇形板長460mm，厚3mm，水平折邊長50mm，斜向折邊70mm，折角為135°

由10張間距為30mm的斜板組成。每張斜板長500mm，厚3mm，折邊長54mm，折角為120。

文獻中主要對入口構(gòu)件和不同聚結(jié)材料對分別性能的影響做了爭辯，爭辯結(jié)果說明：增參與口構(gòu)件可減緩回流和二次渦流現(xiàn)象；不銹鋼穿插搭接波浪板的分別效果較好，處理范圍較寬。

填料式聚結(jié)分別器

填料式聚結(jié)分別器器的聚結(jié)介質(zhì)為金屬絲或纖維絲制成圓柱形填料包，其原理是讓油水混合液通過由外表親油的固體物質(zhì)構(gòu)成的填充床層，水中細小油滴就會粘附在填充床層外表上，逐步積存，變成大油滴而得以加速分別。由于金屬絲網(wǎng)或復(fù)合絲網(wǎng)的絲徑通常較粗，因此聚結(jié)效果通常低于濾芯式聚結(jié)器，尤其是乳化程度高的物系。但其優(yōu)點是設(shè)備壓損底，沉降時間長。該設(shè)備通常體積較大，在某些工藝中也充當(dāng)著沉降罐的作用。

天津大學(xué)的豐蘭[6設(shè)]

計研發(fā)了一種型改性纖維填料油水分別器，并對聚結(jié)濾床除油機

理進展了初步爭辯。纖維濾床聚結(jié)分別器的構(gòu)造如圖5所示。文中分析了進口物料的流量對

1-進樣口；2-輕相出口；3-重相出口；4-纖維濾床

圖5纖維濾床聚結(jié)分別器構(gòu)造簡圖

出口物料濃度和分別效率的影響，爭辯結(jié)果說明：進口流量小于2.00L/min時，出水含油濃度隨進口含油濃度的增加而緩慢增加，且除油效率均在90%以上。

聚結(jié)分別法的分別元件可以是纖維狀材料，也可是粒狀材料，實際使用過程中這兩種形式都將不行避開地產(chǎn)生吸附飽和或者堵塞現(xiàn)象，從而導(dǎo)致分別設(shè)備失效，需要不斷更換聚結(jié)材料。而與重力分別法相結(jié)合，承受板狀聚結(jié)材料重疊組合來增大接觸面積，促進油珠聚結(jié)增大，可提高分別效率，避開流通通道堵塞，也不存在吸附飽和現(xiàn)象，因而能夠?qū)崿F(xiàn)工藝處理過程的連續(xù)操作。

波浪板聚結(jié)油水分別器

波浪板聚結(jié)油水分別器是指分相罐內(nèi)承受親油疏水性材料制成的波浪板，小顆粒油滴在波浪板外表漸漸聚結(jié)成大顆粒油滴，最終在重力作用下上浮到罐頂部，來到達油水分別的目的。天津大學(xué)的張鵬飛[7]等人開發(fā)出一種能夠強化油水分別過程的型高效復(fù)合聚結(jié)板，其工作原理如圖6所示。

圖6型復(fù)合聚合板工作原理圖

波浪板的局部構(gòu)造圖如圖7所示。A-波峰高；L-板厚；P-波峰寬；α-波浪板傾斜角。

圖7波浪板局部構(gòu)造圖

該復(fù)合板材料承受具有良好親油性的聚丙烯塑料，一面保持原材質(zhì)不變，另一面承受重鉻酸鉀-硫酸水溶液做氧化處理〔在氧化處理液中參與ROC15mg/L，防止聚丙烯外表的深度氧化〕。文中對復(fù)合聚結(jié)板式油水分別器的分別性能進展了爭辯，并且對波浪板主要構(gòu)造參數(shù)進展了優(yōu)化，爭辯結(jié)果說明：最正確聚結(jié)板長度700-800mm，波浪峰高約10mm，傾角15-30°，最大液流速度5m/h。

華中科技大學(xué)的王敏[8]針對重力式聚結(jié)分別技術(shù)進展了爭辯，文獻中設(shè)計制作了波浪板聚結(jié)油水分別器，并對其內(nèi)部構(gòu)件如入口構(gòu)件、布液構(gòu)件、聚構(gòu)造件、集油構(gòu)件及出口構(gòu)件等進展了優(yōu)化設(shè)計；波浪板流體承受橫向流淌的方式如圖8所示。相比縱向流淌，橫向流淌

時聚結(jié)面積更大。波浪板聚結(jié)分別器的構(gòu)造示意圖如圖9所示。

a橫向流淌 b縱向流淌

圖8波浪板中液體流淌方式

圖9波浪板聚結(jié)分別器構(gòu)造示意圖

其設(shè)計計算過程為：

①設(shè)計液滴最小上浮速度。依據(jù)斯托克斯公式可計算出輕相液滴在抱負條件下的最小上浮速度；②設(shè)計板間距。板間距一般取4-10mm；③板組層數(shù)；④雷諾數(shù)校核。

濾芯式單級聚結(jié)器

濾芯式單級聚結(jié)器的主要核心為由良好的聚結(jié)材料制成的聚結(jié)濾芯，適用于“油包水”和“水包油”體系。分散相小液滴經(jīng)過聚結(jié)濾芯破乳、聚結(jié)、沉降后，聚結(jié)變大的液滴開頭在設(shè)備內(nèi)進展沉降/浮升。因此，設(shè)備應(yīng)留出足夠的沉降空間，以便分散相和連續(xù)相能夠在設(shè)備內(nèi)部實現(xiàn)分層。

圖10MPT相分別設(shè)備構(gòu)造圖

圖11濾芯式單級聚結(jié)器構(gòu)造簡圖

濾芯式兩級聚結(jié)器

多杯等流型油水分別器

圖12濾芯式兩級聚結(jié)器構(gòu)造簡圖

多杯等流型油水分別器是依據(jù)重力分別、淺池理論和多杯等流理論研制而成。其構(gòu)造主要由一根光滑的鋼制中空中心管和沉降杯組成。中心管上等距分布確定數(shù)量〔4~12〕、確定直徑〔0.8~1.5mm〕的小孔，沉降杯套在中心管上，進液小孔位于沉降杯體的下底部，如圖13所示。油水混合液進入沉降杯，在杯子內(nèi)部從上向下流淌，假設(shè)液體下降速度比水中原油上升速度小，則油會漸漸上升到杯子上部，流出分別器，從而實現(xiàn)了油水分別。

a多杯等流型油水分別器示意圖 b碗狀沉降杯外形示意圖

圖13多杯等流型油水分別器

沉降杯分為杯體和杯托〔如圖13〔b〕所示〕，杯體為油水分別的場所；杯托主要起到定位作用，防止沉降杯上下串位，其內(nèi)徑與中心管外徑一樣以防液體在杯間串流，杯托不能遮擋進液孔，因此安裝時需將杯托空槽局部正對進液孔。為了定位，杯托有定位銷，杯體有定位槽，相鄰兩杯定位銷槽相互吻合后，即能保證沉降杯安裝時位置準(zhǔn)確，又保證杯間距相等。

劉保君[9]對多杯等流型油水分別器進展了優(yōu)化設(shè)計，提出了24種杯形，局部如圖13所示。以白油和水為試驗介質(zhì)進展優(yōu)選，爭辯結(jié)果說明分別效果最好的是帶尖加一個隔板的皇冠狀聚并沉降杯。除此之外，文中還提出在杯內(nèi)添加親油濾料，以提高水的相對滲透率，降低油的相對滲透率，進而提高油水分別效果和效率。優(yōu)選出覆膜石英砂濾料，在沉降杯中的厚度優(yōu)選為14mm。

a皇冠狀聚并沉降杯 b瓦楞狀聚并沉降杯

圖13不同杯型的沉降杯示意圖

皇冠型油水分別器

東北石油大學(xué)的王立陳[10]設(shè)計了一種皇冠型油水分別器，主要由一個中心管和多個沉降杯組成。沉降杯是由具有親油疏水性能的特別材料制作而成，中心管是由具有親油疏水性能的不銹鋼材料制作而成，且中心管是中空的。多個沉降杯從上到下依次套在光滑的中心管上，并固定，上下兩個沉降杯之間保持一樣的間隙，在中心管上對應(yīng)每個沉降杯底部的位置鉆有多個確定直徑的微小孔眼，這樣就形成了完整的流體流淌通道。

皇冠型油水分別器是在前期多杯等流型分別器的根底上，對其構(gòu)造進展了改進，其沉降杯外形如圖12所示。該沉降杯底部為瓦棱狀，中部為圓柱形，上部為皇冠狀(其外形取決

a皇冠型分別器沉降杯內(nèi)流體的流淌 b皇冠型分別器的構(gòu)造簡圖

圖14皇冠型油水分別器

于沉降杯底部外形)。由于下一個沉降杯的皇冠與上一沉降杯的瓦棱狀的底部間距2mm，這樣混合液中的油滴在這種沉降杯中浮升距離較前期的沉降杯更短，且更簡潔與瓦棱狀底部相碰撞，促進油滴的聚并，從而提高分別效率。

該分別器的工作過程是油水混合液在動力泵的作用下，首先從兩個沉降杯之間的空隙進入杯中，然后漸漸從杯子的上部漸漸流向中心孔的進液孔，在這一過程中，處于分散相的小油滴在浮力的作用下緩慢上升到上個沉降杯子的底部，形成油膜，流出分別器。沒有上浮的油滴隨著水流進入中心管。油水兩相經(jīng)過這樣的物理過程進展油水分別，大局部油組分留在沉降杯中，少局部油組分隨著水流從進液孔流入中心管，最終外排。

3油水分別工藝的爭辯現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的油水分別工藝以重力式分別為主，但是對于乳化油起不到多大的作用。近幾年人們主要將爭辯重點放在多種分別工藝協(xié)作作用上，例如重力式分別復(fù)合高效聚結(jié)分別技術(shù)，膜分別技術(shù)復(fù)合過濾分別技術(shù)等等。

北方濾器自主研發(fā)的SYF-Q-10型油水分別設(shè)備承受物理法，結(jié)合多種分別工藝，安全、牢靠、便利、有效的去除及回收含油污水中的分散油和乳化油，使處理后的排放水到達或超過《GB8978-96污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級排放的要求〔含油量小于5mg/L〕。設(shè)備構(gòu)造圖如圖15所示。

圖15SYF-Q-10型油水分別器構(gòu)造圖

此集成裝置主要由斜板分別器、高效水-油分別器(含預(yù)過濾器、重力分別器、高效聚結(jié)分別器、吸附過濾器)及相應(yīng)的配套裝置組成。工藝原理介紹如下：

⑴污水通過污水泵送入斜板分別器中。污水泵具有較強的自吸力氣，流量均勻，并且對油分沒有機械剪切乳化的副作,適用于含油污水的輸送。

⑵斜板分別器能有效去除水中的浮油和游離油,浮油上升到分別器外表并自流進入污油箱，而沉降的污泥定期排放。

⑶斜板分別器處理后的污水自流進入緩沖水箱,水箱上設(shè)有液位開關(guān),具有高位和低位報警功能。當(dāng)水位到達確定高度時，自動啟動污水提升泵，當(dāng)水位下降到確定位置時，自動停頓提升泵。提升泵把污水送入預(yù)過濾器等后續(xù)設(shè)備進展處理。

⑷預(yù)過濾器能有效過濾水中的細小懸浮顆粒(10μm),保護高效聚結(jié)分別器，延長其使用壽命預(yù)過濾器級，用以除去水中的雜質(zhì)顆粒，防止以顆粒為核心而不能破乳除油，同時將水中的水包油進展破乳，然后輸送至重力分別器內(nèi)。

⑸重力分別器利用流程長的特性，使細小的油粒充分接觸并漸漸長大并上浮，超過80%

的油在這一級被聚攏排出，只有很少量的細小油粒被輸送到最終一級-高效聚結(jié)分別器內(nèi)，因此重力分別器能夠大大延了聚結(jié)濾芯的使用壽命。

⑹高效聚結(jié)分別器用于去除水中剩余的油分(乳化油)，聚結(jié)濾芯將水中微細油滴聚結(jié)成為大的油滴，并使之快速上浮，集合于聚結(jié)分別器的集油室中，處理后的水中油含量到達＜5mg/L，可直接排放；集