一种基于沟槽型水力空化器的油水分离系统的制作方法

1.本发明属于污水处理领域，涉及一种油水处理设备，特别是一种基于沟槽型水力空化器的油水分离系统。


背景技术：

2.油水处理设备是污水处理厂油水处理的核心设备，主要实现油水混合物中乳化油的油水分离。现有的油水处理设备在处理时需要添加破乳剂，然后通过气浮进行油水分离。添加破乳剂不仅污染了环境而且耗能高。
3.水力空化技术是一种新型的环境污染物降解技术。水力空化是指在液体经过的管道某处人为制造低压强、高流速的状态，当液体压强小于饱和蒸汽压时，液体中的气泡就会不断膨胀，体积变大。而随着流体运动，气泡到达高压强、低流速区域之后，气泡就会塌缩、爆裂。
4.现有的水力空化器主要有孔板式和转子回转式。孔板式效率低，不能应用于工业化生产，想要产生水力空化，需要保持孔板两侧的压力差，孔因此需要开的非常小，然而水力空化的强度和孔的周长有关系，长度越大，效果越好，而这二者是相矛盾的，不能同时实现，因此造成孔板式效率低下，工程应用困难。而转子回转式在动静结合处有橡胶密封件，由于水力空化会产生高温和高压，对橡胶密封件产生损坏，影响设备的正常运行。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种结构设计科学合理、空化效果优、工作效率高、使用寿命长、不易出现故障、易于实现的基于沟槽型水力空化器的油水分离系统。
6.本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
7.一种基于沟槽型水力空化器的油水分离系统，由水泵、管道、水力空化器、阀门及油水分离箱构成，所述的水泵通过管道连接至水力空化器的进口端，在水力空化器的出口端通过管道连接至油水分离箱，在水力空化器与油水分离箱之间的管道上安装有阀门，所述水力空化器由空化外壳及空化发生板构成，在所述的空化外壳内并排设置有间隔均布的空化发生板，在各空化发生板的左右两侧以及空化外壳的侧板内壁上均间隔均布有纵向设置的沟槽，两两空化发生板以及空化发生板与侧壁之间的空隙形成空化通道。
8.而且，所述的空化外壳由空化段及连接段构成，所述的空化段由上盖板、下底板及侧板构成，所述的上盖板及下底板上下相对设置，在上盖板与下底板之间的左右两侧均设置有侧板，该侧板为内壁上设置沟槽的结构，该侧板形成侧空化发生板，在空化段的前后两端均连接有向外侧缩经的连接段，在各连接段的端部连接有法兰，所述的空化发生板安装在空化段内。
9.而且，所述的沟槽为弧形槽，各弧形槽的宽度为15mm，槽深为25mm。
10.而且，所述空化通道的宽度为2-5mm。
11.本发明的优点和有益效果为：
12.本基于沟槽型水力空化器的油水分离系统，通过将传统的孔板式水力空化器设计为沟槽式的水力空化器，空化效率与沟槽的数量成正比，沟槽越多，空化效率越高。沟槽的数量可以在空化发生板制造多个，因此提高了效率。由于没有运动件，空化产生的高温和高压不会对设备造成损害，因此提高了设备寿命。
附图说明
13.图1为本发明的结构示意图；
14.图2为本发明水力空化器的结构示意图；
15.图3为图2的a-a向剖视图；
16.图4为图2的立体图；
17.图5为本发明空化发生板的结构示意图；
18.图6为图5的俯视图；
19.图7为本发明侧空化发生板的结构示意图；
20.图8为本发明的水力模型图。
21.附图标记说明
22.1-水泵、2-管道、3-水力空化器、4-阀门、5-油水分离箱、6-法兰、7-空化段、8-连接段、9-上盖板、10-侧空化发生板、11-空化发生板、12-下底板、13-空化通道、14-沟槽、15-平台。
具体实施方式
23.下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
24.一种基于沟槽型水力空化器的油水分离系统，由水泵1、管道2、水力空化器3、阀门4及油水分离箱5构成，所述的水泵通过管道连接至水力空化器的进口端，在水力空化器的出口端通过管道连接至油水分离箱，在水力空化器与油水分离箱之间的管道上安装有阀门，其创新之处在于：所述水力空化器由空化外壳及空化发生板11构成，在所述的空化外壳内并排设置有间隔均布的空化发生板，在各空化发生板的左右两侧以及空化外壳的侧板内壁上均间隔均布有向对应的纵向沟槽14，两两空化发生板以及空化发生板与侧壁之间的空隙形成空化通道13，空化通道的宽度为2-5mm，沟槽用于产生气泡，同一个平面上的沟槽与沟槽之间的平台15用于气泡的破裂。
25.所述的空化外壳由空化段7及连接段8构成，所述的空化段由上盖板9、下底板12及侧板构成，所述的上盖板及下底板上下相对设置，在上盖板与下底板之间的左右两侧均设置有侧板，该侧板为内壁上设置沟槽的结构，该侧板形成侧空化发生板10，在空化段的前后两端均连接有向外侧缩经的连接段，在各连接段的端部连接有法兰6，所述的空化发生板安装在空化段内。
26.所述的沟槽为弧形槽，各弧形槽的宽度为15mm，槽深为25mm。
27.该系统在工作时，含油污水通过水泵进行输送，进入水力空化器，当水流以一定压力和流速经过由上盖板、下底板、侧空化发生板、空化发生板组成的空腔时，由于空化发生板和侧空化发生板上有沟槽，由此产生空化。空化是指液体内局部压力下降时，液体内部或
液固交界面上气体空穴的形成、发展和溃灭的过程。当液体压力降至液体饱和蒸气压甚至以下时，由于液体的剧烈汽化而产生大量空化泡。空化泡随液体流动膨胀、生长。液体压力恢复时，空化泡瞬间溃灭形成微射流和冲击波，产生瞬间局部高温和瞬间高压。
28.本水力空化器，当水流快速流过沟槽时，会在沟槽处产生压降，甚至负压，由于压力下降空泡形成，产生大量的微气泡，在沟槽内形成空穴。当气泡通过沟槽到达平台15时，随着压力的恢复，气泡破裂。通过本水力空化器多组沟槽与平台的配合，提高了空化效率。空化泡瞬间溃灭形成微射流和冲击波，产生瞬间局部高温和瞬间高压。乳化油在微射流和冲击波作用下，粘合在一块的油分子和水分子间分离，然后油水混合物进入分离箱，进行油水分离。这样不需要添加破乳剂，实现了油水分离，提高了效率，减少了对环境的污染。
29.由于多个沟槽及平台的设置，能够一次使大量的水流进行空化，从而提高了空化效率，提高了污水的处理能力。
30.工作时，设置进水流速为5m/s，从前往后空化率逐渐增加，经过多级空化，最后空化率能达到90％，比孔板式空化器效率提高了40％。
31.本发明利用ansys软件模拟了气泡空化的过程，如图8所示，为本发明的气泡占比量云图。图中左侧标注的为气泡体积百分数，最底部深蓝色为0，随着颜色的变化，越到上部气泡越多，顶部的红色表示气泡的体积百分数最大。
32.由该图可知，气泡数量逐渐变多的过程及体积占比。模型从左至右进水，经过第一个沟槽时，只在沟槽进口侧产生少量的气泡，经过第二个沟槽，由于产生空穴，产生大量气泡，到第三个沟槽进一步加强，除了出口侧很小的区域气泡数量较少外，其余空间充满气泡，数量占比也不断提高。
33.尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。