[实用新型]一种带有多级整流翅翼的聚结板

说明书

技术领域

本实用新型涉及油水分离处理技术领域，尤其涉及重力聚结法含油污水分离装置用填料。

背景技术

油水分离装置是一种用于将油和水分离开来的设备，其广泛应用于炼油、机械、食品加工、化工、污水治理等工业领域。

 现有的油水分离方法概括起来有物理分离、化学分离以及电化分离等三种。物理分离法因具有简单方便、成本低廉、无二次环境污染等显著优势而得到广泛应用。重力分离法和聚结分离法（又称粗粒化法）是物理分离的主要方法。重力分离法是利用油水混合液中油水介质比重的不同以及油水的不相溶性，在静止或流动状态下实现油滴、悬浮物与水的分离。油水重力分离的代表产品是由美国石油协会（American Petroleum Institute）于上世纪提出的API油水分离器，该分离器曾被广泛用于炼油厂和化工厂中。

美国哈真（Hazen）提出了浅池理论：颗粒沉降速度与沉淀面积有关，且沉淀分离池身越浅，可被去除的悬浮物颗粒越小。依据哈真理论，若用水平隔板将分离池或分离容器总高H分为n层，分离处理能力可以提高n倍。应用中，由于水平隔板不易实现自动排油和排泥，容易使聚结板组污堵，基于此，现有的油水分离装置大多采用多层斜板叠置的结构形式，即所谓的斜板分离器。这种结构较之美国石油协会的API分离器，能大幅度提高单位体积的油水分离效率，也因此减少了分离装置的空间占用。

随着环保应用中油水分离效率和精度要求的不断提高，聚结法与多层板重力法除油的协同除油效果受到重视。聚结法除油是指依靠板组表面材料本身亲油性，将含油污水中的微量油吸附在板表面上，随着水流流动逐渐聚集变大，并最终为水力剪切剥离，从而加速油水分离的技术。根据斯托克斯定律：假设水力条件为理想层流，含油污水中油滴颗粒是大小均匀的球体，则水中油滴上浮速度随着油滴粒径增大而平方倍的增大，与油水介质的比重差成正比，与水的黏度成反比。

基于多层板重力分离和聚结分离技术的油水分离装置中，美国通用电气公司专利U.S 3,847,813公开了一种水平波纹聚结板，其主要特点在于波纹板波峰分布有用于排油的排油孔，波谷分布有用于排沉淀物的沉水孔。在当前国内广泛应用的斜板分离器中，已捕获的油滴需走完整个斜板的长度才能到达液面并被最终分离。通用电气公司水平波纹板通过间隔分布排油孔和沉水孔的结构，油滴只需沿着流向移动一小段就可遇到一个排油孔，然后顺着排油孔直接上浮到液面，大大缩短了油滴上浮到液面并最终被分离的距离，显著提高了聚结板的分离效率。之后，美国专利U.S 4,405,459在通用电气公司聚结板基础上设计了子母扣，提供了一种良好的固定板间距的方法。该设计能够依据应用要求，灵活选择板间距和板组模块的层数。

继承以上两种聚结板组的设计优点，美国专利U.S 4,897,206提供了一种波纹聚结板设计，该聚结板在其所在平面上，沿着流向和流向的正交方向均设计有波状结构，增加了单位体积聚结板组的表面积，提升了分离效率，同时排油效率也更高。这种聚结板组在世界范围内得到了广泛的应用。

基于浅池理论和斯托克斯定律设计的油水分离器，宏观水利条件趋于理想层流，对于聚结板组填料油水分离效果是有利的。实际应用中，分离器总是由于返混、环流现象的存在使得出水精度降低，水质不稳定。壳牌公司曾采用放射性示踪法对现场分离设备的流动特性进行了停留时间分布测试，研究结果表明，现有分离设备中普遍存在严重的短路流和返混流现象，不仅未能有效利用设备空间，而且由于涡流造成的返混使相当多的介质未经充分处理就排出，导致了出水水质的下降以及不稳定。

美国专利U.S 4,897,206通过采用沉水孔、排油孔、正交双重波纹板等结构设计，虽然较常用斜板分离器有诸多优势，且处理效率有了较大的提高，但仍然未能进一步释放聚结板的处理潜能。一个重要原因在于未能在提高聚结板表面积的同时，对聚结板组内的水力条件进行有效控制。聚结板组作为油水分离的填料，其本身的多层结构有利于形成水力层流，但促进作用有限，对于平流式波纹状聚结板填料更是如此。