一种基于气凝胶的油水分离装置

1.本实用新型涉及一种基于气凝胶的油水分离装置。


背景技术：

2.通常含油废水的分离净化包括重力分离、离心分离、浮选、絮凝、吸附、聚结、生物降解法等，这些方法已被广泛应用于含油废水的净化。其中重力沉降法依靠油水混合物中不同介质密度的不同，在重力的作用下两相会分层从而将油水分离，其优点是运行稳定、费用较低，但其效率较低。
3.离心分离法是由于油和水这两种不同的物质所具有的密度不同，因此含油废水在离心场作用下会以一定的速度旋转从而达到分离的效果。此法所用的设备体积小，质量低，除油效率高，运作较为平稳。但是，它的缺点是离心设备的流速过大，会造成部分分散的油料被剪切，产生二次乳化。
4.气浮法是一种含油废水的处理方法中较为常用的方法之一，它是通过将油滴推到表面，通过气泡分离油水混合物。气浮法分离效率高、处理量大、产生污泥量小，但该法由于在处理非常小的油滴时，需要考虑细气泡、分离区静止的水动力条件和浮选前的破乳剂等，因此较为复杂。
5.絮凝法是通过将一定的絮凝剂提前加入到炼油废水中，絮凝剂会与之反应水解生成带电的胶团，然后与乳化油发生反应，进而破坏其表面的双电层，吸附油滴，浮上水面。它具有工艺简便、处理效果好等优点，但同时也存在筛选药剂的问题，且投药量大、成本高，如果筛选不恰当会导致后续处理困难，从而影响到其在各种场合的大规模应用。
6.水中的混合油也可通过吸附除去，许多吸附材料，如木片、粉煤灰、织物、棉花、亚麻等，这些物质有较大的表面积且内部空隙丰富，很容易从自然界中获得，被广泛用于油水分离。利用生物降解法可以将少量的油由特定的微生物生物降解，以净化含油废水。聚结法是利用油和水对聚结材料吸附能力的不同，油滴会被吸附在聚结材料的表面和缝隙中导致其逐渐变大，但随着油滴的体积达到一定值时，油滴会自动脱落。聚结后，油滴的尺寸不断变大，因此易于从水中分离。利用聚结法进行油水分离可以对除油效果有显著的提高，但是此法对聚结材料有较高的要求，因此往往导致聚结效率不高，导致聚结工艺的除油效果较差。
7.膜分离法是由于油水混合物中分子的粒径不同，在其通过半透膜时，会进行选择性分离。采用膜分离法，实现了对含油废水中油水分子这两种粒径不同的物质的分离。膜技术以其固有的优势成为含油污水处理的有利技术之一。例如，它可以进行有效、有选择和可靠的分离，以保护水资源。具体来说，它具有良好的生产率，选择性，污垢电阻，稳定性和低缺陷率。然而，利用该技术从含油废水中获得洁净水的难点在于制备具有亲水性和防污性的膜。用于油水分离的膜主要有有机膜、无机膜、复合材料膜。
8.现有专利公开了一种气凝胶油水分离装置cn201921753799，但是该专利存在流程流程复杂、耗能大、分离效率低等问题。
支撑架43-起重机51-炼油废水池52-第一球阀53-泵体54-流量计55-过滤器56-止回阀57-电磁阀58-第二球阀59-处理水池60-取样旋塞61-第三球阀62-压力调整阀63-电控装置64-废油罐。
具体实施方式
27.为让本实用新型的上述特征和优点能更浅显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本实用新型并不限于此。
28.参考图1至图3
29.依照重力驱动分离与气凝胶分离膜材料结合的思想，设计一种可以处理20m3/h炼油废水的依靠重力驱动分离的立式油水分离器。具体为基于气凝胶的油水分离装置，包括罐体10，所述罐体内腔横向架设有气凝胶滤膜网20，位于气凝胶滤膜网上侧的罐体侧壁自下而上间隔设置有废油出油口11和炼油废水进水口12，罐体内位于气凝胶滤膜网下侧的下罐体部设置有出水装置30，所述出水装置连接有穿出罐体的进气口31和废水出水口32，所述罐体还安装有气凝胶滤膜网的更换装置，以便通过更换装置来更换气凝胶滤膜网。
30.本实施例中，为了方便更换气凝胶滤膜网以及检修，所述罐体具有上盖13。为了更好地支撑罐体，罐体的下端安装有支座14。所述上盖上设置有空气阀15及观察窗口16，以便进行罐体的排气和观察罐体内部情况。
31.本实施例中，为了更好地置放气凝胶滤膜网，所述罐体内壁固定有用于置放气凝胶滤膜网的支架17。
32.本实施例中，为了更好地过滤废水废油，所述气凝胶滤膜网包括夹设置在一对钢制的环形压板25之间的气凝胶滤膜21，所述环形压板内具有压条22，位于上侧的环形压板的压条上固定有吊环23。所述气凝胶滤膜为海藻酸盐气凝胶。
33.气凝胶是一种独特的三维排列的纳米多孔材料，具有低密度、高表面积、几个纳米级的孔径等特点。疏油亲水性表面的气凝胶因表面具有独特的浸润性，可使炼油废水中的油和水分离，是一种便捷、有效的油水分离方法。
34.本装置利用来源广泛，具有良好的生物降解性和优异的机械性能的海藻酸盐作为原料。海藻酸盐气凝胶不仅具有与传统气凝胶相比有着低密度、高孔隙率的优点，而且具有良好的生物相容性，是一种环境友好型吸附剂。通过负载tio2纳米颗粒在海藻酸盐气凝胶上来增强气凝胶的亲水疏油性，且tio2纳米颗粒在紫外光的照射下会发生催化反应，来降解不溶的有机分子。以海藻酸盐气凝胶作为光催化剂的载体，可以有效的提高光催化的效率并且可以克服纳米粒子催化剂难以回收的缺点。综上，该膜具有高的分离效率（99%）、良好的重复性（至少循环100次）、良好的防污性能和较高的重力驱动油水分离通量。
35.本实施例中，为了更好地完成一对环形压板的连接，一对环形压板经沿圆周方向间隔安装的螺栓24、螺母实现连接。
36.本实施例中，为了更高更换气凝胶滤膜网，所述更换装置包括经安装在罐体侧壁的固定座41，所述固定座上转动连接有支撑架42，所述支撑架的悬臂梁上安装有具有吊钩的起重机43。
37.本实施例中，所述出水装置设置有由罐体侧壁穿出的进气口，所述废水出水口由罐体的底部穿出。
38.本实施例中，为了更好地实现炼油废水输入到罐体，所述炼油废水进水口经进水管与炼油废水池51相连接，所述进水管上由炼油废水池至炼油废水进水口依次设置有第一球阀52、泵体53、流量计54、过滤器55及止回阀56。
39.本实施例中，所述废油出油口经出油管与废油罐64相连接，所述出油管上设置有电磁阀57及第二球阀58；所述废水出水口经出水管与处理水池59相连接，所述出水管上依次设置有取样旋塞60、第三球阀61及压力调整阀62。
40.本实施例中，为了检测罐体内的液位高度，所述罐体内位于炼油废水进水口与废油出油口之间还安装有液位测量仪18。液位测量仪、电磁阀及泵体均由电控装置63控制。
41.工作流程如下：首先，将炼油废水通过泵体抽至罐体内。当油水混合流经用于过滤油水混合物的气凝胶过滤膜时，会将油阻隔在气凝胶过滤膜上方。而水能够通过气凝胶过滤膜顺利流出。通过液位测量仪测量废油含量，当油液累积到一定高度时，液位测量仪通过将信号传给电控装置。此时，关闭炼油废水进水口，打开废油出油口，流至废油罐进行储存。在过滤的过程中，通过取样旋塞定期的检测该过滤系统滤油效果，并定期更换气凝胶滤膜。通过起重机将气凝胶板取出进行更换。
42.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。