[发明专利]一种针对不同油滴粒径的高效油水分离方法

说明书

本发明公开了一种针对不同油滴粒径的高效油水分离方法，利用经典斯托克斯沉降公式等公式推导，与有限元计算分析相结合，推导得到使得油滴‑气泡粘附体完全去除的油滴所对应的气泡粒径；科研者根据本方法可快速确定不同油滴粒径所需气泡的粒径大小，将气泡注入旋流气浮罐和稳流桶中，使油滴上浮到出油口，油滴与水分离，提高含油废水的油水分离效率；本发明的方法大幅度缩短了设计周期、减小实验验证的次数，有效的降低了科研成本，具有很高的实用价值。

技术领域

本发明涉及一种分离方法，尤其涉及一种针对不同油滴粒径的高效油水分离方法。

背景技术

含油废水在进行油水分离时，由于油相和水相的密度相差不大，经常由于油滴粒径较小而使得油滴随水流进入净水出口而使得油水分离效率下降。因此，在工业处理上经常通过引入空气气泡来提升油水分离的效率。气泡的引入将使气泡与油滴形成油滴-气泡粘附体，混合物的密度将小于油滴的密度，与水相的密度此时相差较大。根据斯托克斯沉降公式可得知，两相密度差的增大将增加油滴混合物的上浮速度，从而促进油滴从含油废水中有效的分离。

然而，由于在旋流气浮过程中不同的油滴粒径代表着不同的工况，所需要的气浮所用气泡大小有所不同，气泡粒径小需要更难的技术，气泡粒径大不能够很好的产生旋流气浮效应；但是目前国内外并没有准确快速可行的方法确定不同油滴所需的气泡粒径大小，目前国内外没有具体的计算方法，设计所需均为经验，一般认为气泡越小越好，因此确定油水分离时不同油滴粒径所需气泡大小，将确定大小的气泡用于油水分离，对提高含油废水的油水分离效率有很大的帮助。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种针对不同油滴粒径的高效油水分离方法，该方法可根据不同油滴粒径的大小，快速确定出其所需要的气泡粒径大小，使油滴上浮到出油口，油滴与水分离，提高含油废水的分离效率。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：

一种针对不同油滴粒径的高效油水分离方法，包括以下几个步骤：

S1、设定油滴-气泡粘附体体积为油滴体积与气泡体积之和，得到所述油滴-气泡粘附体粒径d与气泡粒径d₂间的关系式1；

S2、设定油滴-气泡粘附体质量与油滴质量相等，得到所述油滴-气泡粘附体密度ρ_h和油滴密度ρ₁的关系式2；

S3、根据斯托克斯沉降原理，得到所述油滴-气泡粘附体粒径d与径向滑移速度V^sr间的关系式3；

S4、根据关系式1、2和3，得到包含径向滑移速度V^sr与气泡粒径d₂的关系式4；

S5、根据选定的旋流气浮罐和稳流桶结构，进行仿真模拟，计算得到滑移速度V^sr；

S6、根据计算得到的滑移速度V^sr和关系式4，得到气泡粒径d₂的大小；

S7、在所述旋流气浮罐和稳流桶中，注入粒径为d₂的气泡，进行含油废水的油水分离，得到油水分离物。

进一步的是，所述S5步骤的具体步骤包括：

S51、选定用于油水分离的旋流气浮罐和稳流桶结构；

S52、建立所述旋流气浮罐和稳流桶结构的三维模型；

S53、对所述三维模型进行CFD仿真计算，得到油相轴向速度仿真结果；

S54、在所述仿真结果中，选取一个穿过旋流气浮罐中心轴线的竖直平面，在所述竖直平面内的水平方向上等距离按不同高度选择多组油滴组，计算每组油滴组中每个油滴的轴向速度；