[其他]分离油污水的方法及实施该方法的设备

说明书

本发明涉及用碟片式离心机将微量油从水中分 离出来、使水达到高纯度的方法和设备。

处理油污水，使水净化至一定的纯度，以允许在 近海或港口、陆地排放，这些油水分离技术一般由粗 分离和精分离两部分组成。把粒径在50～60μ以 上的油珠从水中分离出来，使水中的含油浓度降为 100ppm左右，达到近海排放标准，称为粗分离。把 粒径在十几μ以下的乳化油从水中分离出来，使水中 的含油浓度降为15～10ppm以下，达到港口或陆地 排放标准，称为精分离。

现有油水分离技术认为：机械力容易使液珠破 碎，用机械离心的方法分离油污水只能使水的含油浓 度降为100ppm，难以达到精分离要求。(期刊 《DRYDOCK》1981年8月刊“OIL POLLUTION” 一文p70，《The Motor Ship》1981年8月刊“oily  bilge and ballast discharges”一文p55报导： Centrifugal separators ean achieve the 100ppm level……”。)美国专利US3438571公开了一个改 进型的碟片式离心机，它指出：“被分离的液珠非常小 时，即使使用离心分离器，也难以达到所希望的分离 效率。”“要想达到较好的分离效果，就需要把一个多 孔体嵌入流体流经的通道，并充满整个通道。”多孔 体是用聚结材料或吸附材料制成的，它被设置在碟片 式离心机的通道的不同位置上，以此使离心作用前较 小液珠先聚结成大液珠上浮，或在离心作用后非连续 相小液珠被吸附堵截掉。这种在离心机中加装吸附 聚结材料元件分离混合液的方法，首先在分离效果上 可能得不到显著提高，这是因为由于材料的堵截作 用，液流的流通阻力增大，分离腔压力升高，使液珠易 破碎难聚合。其次，使得离心分离设备结构复杂，制 造、维修麻烦；而且，随着聚结吸附作用的不断进行， 材料将较快地达到饱和，用户需要不断地购买、更换 新的材料元件，处理(焚烧或埋掉)废的旧元件，这就 产生了使用麻烦、使用成本高、工作效率低、并产生二 次污染等问题。另外，容易发生的材料“短路”现象， 不但会影响分离效果，而且会使分离腔产生压力的不 平衡，大大缩短机器的寿命。

为了寻求一种单纯用机械离心力达到精分离油 污水的方法。本发明对含微量油的油污水进行了仔 细的分析：在含油量为100ppm以下的油污水中，油 珠的粒径大部分为十几个μ到几个μ，细小的油珠被 水的极性分子包围，难以聚结；细小油珠所受的浮力 难以克服水对它的粘滞力而与水分离。要使细小油 珠与水分离，就必须破坏其双电层结构，减少水的粘 滞力，增加浮力。具体的研究内容是：离心设备的结 构型式、离心机的转速和油污水的温度等。研究结果 表明：一般的离心机在较高的转速下容易使油污水乳 化，而碟片式离心机的转子是由碟状片叠落而成，在 连续运转时，转子和分离腔是同步运转的，在适当的 边界条件下，碟片间的液流可形成高速旋转的层流， 达到较理想的分离临界状态，采用碟片式离心机有可 能实现用机械离心力达到精分离油污水的研究目 的。提高油污水的温度可以减小系统中两相的粘度， 减少两相之间的粘滞力；但是，过高的温度又是产生 乳化的有利条件，因此，应寻求最佳分离温度，使粘滞 力降低为最小值而又不致产生乳化。离心机的转速 直接影响浮力的大小，可能还一定程度地改变了极性 水分子包围细小油珠的形式。研究还表明：出水口与 回转中心之间的距离稍远，可减少水中的含油量，提 高分离效率；但是，距离过远，油中的含水量将急剧增 加。调节出水口的面积，可以改变分离腔内的压力， 出水口的面积小，分离腔内的压力高，不利于油水的 分离；出水口的面积过大，水中的含油量增加。经过 大量的实验表明：单独使用碟片分离式离心机，转速 控制在6,000～10,000转/分，油污水的温度控制 在10～50℃、最佳值为30～40℃，同时，适当调节 碟片式离心机的出水口与回转中心之间的距离及调 节出水口的面积，可以直接将含油浓度在 1,000ppm以下的油污水处理为含油浓度达 10ppm以下的较高纯度的水，达到，内河、陆地、和港 口的排放标准，分离效率达99％。油污水由分离器 上部入水孔进入碟片后，在离心力的作用下，油珠可 附着在碟片壁上形成一层油流向着回转中心上浮，由 内径孔排出。重相水则远离回转中心，由外径孔排 出。下面是几组实验数据：(表1)