一种油水分离装置的制作方法

1.本说明书涉及污水处理技术领域，特别涉及一种处理含油废水的油水分离装置。


背景技术：

2.工业废水一般会含有油，在进行废水处理前，一般需要对其进行除油处理。由于工业废水的产出量较大，通常需要一定处理规模的油水分离装置以及较高的处理效率。因此，有必要提供一种分离效率高、处理量大的油水分离装置。


技术实现要素：

3.本说明书实施例之一提供一种油水分离装置。所述油水分离装置至少包括气浮区和油水分离区；其中，所述气浮区包括至少一个曝气管，所述至少一个曝气管竖直伸入所述气浮区的底部；所述油水分离区与所述气浮区之间设置第一隔板，所述第一隔板的高度低于所述气浮区和/或所述油水分离区的高度；所述油水分离区包括油水仓和储油仓，所述油水仓和所述储油仓之间设置第二隔板，所述第二隔板的侧壁竖直设置油水分离膜。
4.在一些实施例中，所述储油仓的底部设置导油斜板和出油管。
5.在一些实施例中，所述油水分离装置包括清水区和清水收集管，所述清水收集管的一端位于所述油水仓的底部，所述清水收集管的另一端与所述清水区连通。
6.在一些实施例中，所述清水区包括水位调节堰板，所述水位调节堰板竖直设置于清水区的中间区域。
7.在一些实施例中，所述清水区的底部设置出水管，所述出水管与所述清水收集管分别位于所述水位调节堰板的两侧。
8.在一些实施例中，所述油水分离装置包括进水区，所述进水区与所述气浮区之间设置格栅。
9.在一些实施例中，所述油水分离膜为多孔膜材料。
10.在一些实施例中，所述油水分离膜包括金属网膜、聚合物网膜、有机或无机杂化的复合材料网膜中的一种或多种。
11.在一些实施例中，所述油水分离膜的孔径为100-300微米，所述油水分离膜的表面亲水角在90
°‑
180
°
的范围内。
12.在一些实施例中，所述油水分离装置包括至少一个排空管，所述至少一个排空管分散设置于所述油水分离装置的底部。
附图说明
13.本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
14.图1是根据本说明书一些实施例所示的油水分离装置的示例性结构示意图；
15.图2是根据本说明书一些实施例所示的油水分离装置的示例性主视图；
16.图3是根据本说明书一些实施例所示的油水分离装置的示例性俯视图；
17.图4是根据本说明书一些实施例所示的油水分离区油水分离过程的示意图；
18.图5是根据本说明书一些实施例所示的油水分离装置中油水分离过程的主视图；
19.图6是根据本说明书一些实施例所示的油水分离装置中油水分离过程的俯视图。
具体实施方式
20.为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
21.应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
22.如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
23.图1是根据本说明书一些实施例所示的油水分离装置的示例性结构示意图；图2是根据本说明书一些实施例所示的油水分离装置的示例性主视图；图3 是根据本说明书一些实施例所示的油水分离装置的示例性俯视图；图4是根据本说明书一些实施例所示的油水分离区油水分离过程的示意图。下面结合图1
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图4对本说明书实施例所涉及的油水分离装置进行详细说明。值得注意的是，以下实施例仅仅用以解释本说明书，并不构成对本说明书的限定。
24.在一些实施例中，油水分离装置100的外形可以为长方体、立方体或圆柱体、多棱柱体。在一些实施例中，如图1-图3所示，油水分离装置100的外形可以为长方体。
25.如图1所示，油水分离装置100可以包括进水区110、气浮区120和油水分离区130。
26.在一些实施例中，进水区110可以包括进水管111。在一些实施例中，进水管111可以与进水泵(图中未示出)连通，用于向进水区输送含油废水。
27.在一些实施例中，进水区110与气浮区120之间可以设置格栅112-1。在一些实施例中，格栅112-1可以设置于第三隔板112上。在一些实施例中，如图 1所示，格栅112-1可以设置于第三隔板112的中间区域。在一些实施例中，第三隔板112的高度可以高于含油废水的液面的高度，避免含油废水从第三隔板112上方溢出。在一些实施例中，格栅112-1可以为多组栅条交叉设置而成，以过滤含油废水中的粗大悬浮物或漂浮杂质。例如，木屑、碎皮、纤维、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等。通过设置格栅，可以对进水区的含油废水进行初步处理，以提高油水分离区的油水分离效果，避免堵塞后续管道。
28.在一些实施例中，气浮区120的外形可以为长方体。在一些实施例中，油水分离区130的外形可以为长方体。在一些实施例中，气浮区120和油水分离区130可以相邻设置。在
一些实施例中，油水分离区130与气浮区120之间可以设置第一隔板121。
29.在一些实施例中，第一隔板121的高度可以低于气浮区120和/或油水分离区130的高度。通过设置第一隔板的高度低于气浮区和/或油水分离区的高度，可以控制含油废水的液面低于气浮区和油水分离区的高度，但是高于第一隔板的高度，使得含油废水能够从第一隔板上溢出至油水分离区。
30.在一些实施例中，如图2所示，第一隔板121可以为朝油水分离区130倾斜的弯折型隔板，以使得含油废水从气浮区120平缓流入油水分离区130。
31.在一些实施例中，气浮区120可以包括至少一个曝气管122，例如，如图 1-图2所示，气浮区120包括两个曝气管122。在一些实施例中，至少一个曝气管122可以竖直伸入气浮区120的底部，使得曝气管122可以伸入气浮区120 的含油废水的液面下。
32.在一些实施例中，至少一个曝气管122可以与溶气水发生器(图中未示出)连通。溶气水发生器通过曝气管122向气浮区120的含油废水中输送溶气水，溶气水中的微小气泡使含油废水中的油快速上浮至水体表面形成浮油层，使得油水界面明显。
33.在一些实施例中，油水分离区130可以包括油水仓131和储油仓132。在一些实施例中，油水分离区130可以包括第二隔板133，第二隔板133可以设置于油水仓131和储油仓132之间。在一些实施例中，第二隔板133可以包括侧壁和底部，侧壁和底部拼接形成u型隔板，以形成u型的储油仓132。在一些实施例中，第二隔板133可以与油水分离区130的侧壁的中上部固定连接(例如，焊接)，以将油水分离区130分隔为油水仓131和储油仓132。
34.在一些实施例中，第二隔板133的侧壁可以竖直设置油水分离膜133-1。在一些实施例中，油水分离膜133-1可以为亲油疏水的膜材料，以实现含油废水的油水分离。在一些实施例中，油水分离膜133-1的表面亲水角可以在90
°‑
180
°
的范围内。在一些实施例中，油水分离膜133-1的表面亲水角可以在100
°‑
170
°
的范围内。在一些实施例中，油水分离膜133-1的表面亲水角可以在110
°‑
160
°
的范围内。在一些实施例中，油水分离膜133-1的表面亲水角可以在120
°‑
150
°
的范围内。在一些实施例中，油水分离膜133-1的表面亲水角可以在130
°‑
140
°
的范围内。
35.在一些实施例中，如图4所示，油水分离膜133-1的左侧为储油仓132，油水分离膜133-1的右侧为油水仓131，油水仓131中有含油废水，含油废水包括浮油层、浮油层下的水以及浮油层上方的空气。在一些实施例中，可以控制含油废水的液位在油水分离膜133-1的高度范围内，使得浮油层的高度范围位于油水分离膜133-1的高度范围内，浮油层由于重力势能穿过油水分离膜133-1进入储油仓132。
36.通过竖直设置亲油疏水的油水分离膜，使得废水上部的浮油层由于重力势能穿过油水分离膜进入储油仓中，而水无法通过油水分离膜，含油废水中浮油层内部被乳化的油会在油水分离膜内被破乳和分离，从而实现回收油中的含水量低、回收水中的含油量低的分离效果。
37.在一些实施例中，油水分离膜133-1可以为多孔膜材料。在一些实施例中，油水分离膜133-1可以包括金属网膜、聚合物网膜、有机或无机杂化的复合材料网膜中的一种或多种。在一些实施例中，金属网膜可以是由镁(mg)、铝(al)、钛(ti)、锰(mn)、锌(zn)、铬(cr)、铁(fe)、镍(ni)、锡(sn)、铅(pb)、铜(cu)金属中的一种金属或多种金属组合的合金制成。在一些实施例中，聚合物网膜可以包括含氟聚合物网膜。在一些实施例中，金属网膜或聚合物
网膜的表面可以被涂覆氧化金属材料(例如，氧化铜)或碳材料(例如，石墨烯)。在一些实施例中，有机复合材料网膜可以为聚四氟乙烯网膜。在一些实施例中，无机杂化的复合材料网膜可以包括掺杂石墨烯或碳纳米管的聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride，pvdf)。
38.在一些实施例中，油水分离膜133-1的孔径可以为100-300微米。在一些实施例中，油水分离膜133-1的孔径可以为120-280微米。在一些实施例中，油水分离膜133-1的孔径可以为150-250微米。在一些实施例中，油水分离膜133
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1的孔径可以为180-220微米。在一些实施例中，油水分离膜133-1的孔径可以为190-200微米。在一些实施例中，油水分离膜133-1的通油量可以在100
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25000l/m2/h的范围内。在一些实施例中，油水分离膜133-1的通油量可以在 1000-20000l/m2/h的范围内。在一些实施例中，油水分离膜133-1的通油量可以在3000-18000l/m2/h的范围内。在一些实施例中，油水分离膜133-1的通油量可以在5000-15000l/m2/h的范围内。在一些实施例中，油水分离膜133-1的通油量可以在7000-13000l/m2/h的范围内。在一些实施例中，油水分离膜133-1的通油量可以在8000-12000l/m2/h的范围内。在一些实施例中，油水分离膜133-1的通油量可以在9000-10000l/m2/h的范围内。
39.通过设置油水分离膜的孔径为100-300微米，可以使得含油废水的通油量高、流速快，油水分离效率高，节约油水分离过程的操作成本。
40.在一些实施例中，储油仓132的底部可以设置导油斜板132-1和出油管 132-2。在一些实施例中，出油管132-2可以与导油斜板132-1的水平高度较低的位置连通。通过设置导油斜板和出油管，储油仓中的油可以通过导油斜板汇集到一起，并通过出油管排出回收，使得储油仓中油的液面不会过高，避免影响油水分离膜的油水分离效果。
41.在一些实施例中，油水仓131底部还可以设置一个或多个清水收集管134，用于排出油水分离后的清水。在一些实施例中，一个或多个清水收集管134可以水平设置于油水仓131的底部。在一些实施例中，清水收集管134的侧壁上还可以开设多个孔，便于底部的清水流入清水收集管134。
42.在一些实施例中，油水分离装置100还可以包括清水区140。在一些实施例中，清水收集管134的一端可以位于油水仓131的底部，清水收集管134的另一端可以与清水区140连通。通过清水收集管，可以将在油水分离区进行油水分离后的清水输送至清水区。
43.在一些实施例中，清水区140可以包括水位调节堰板141。在一些实施例中，水位调节堰板141可以竖直设置于清水区140的中间区域，将清水区140分隔成并排的两个区域。在一些实施例中，清水区140的底部可以设置出水管142。在一些实施例中，出水管142与至少一个清水收集管134可以分别位于水位调节堰板141的两侧。在一些实施例中，出水管142与至少一个清水收集管134可以分别与清水区140的并排的两个区域连通。
44.通过在清水区中设置水位调节堰板以将清水区分隔成并排的两个区域，以及将出水管和至少一个清水收集管分别与并排的两个区域连通，可以通过水位调节堰板调节清水区的并排的两个区域的液位差，从而调节油水分离区的液位。
45.在一些实施例中，油水分离装置100还可以包括至少一个排空管151。在一些实施例中，至少一个排空管150可以分散设置于油水分离装置100的底部，且分别与进水区110、气浮区120、油气分离区120和清水区140的底部连通，用于在油水分离过程完成后排空水分离装置中的液体，避免长期存液导致环境污染或油水分离装置生锈。
46.在一些实施例中，油水分离装置100还可以包括回水管152。在一些实施例中，回水
管152可以与清水区140的底部连通，用于输出清水区140中的水。在一些实施例中，回水管152可以与溶气水发生器连通，溶气水发生器与曝气管122连通，用于将处理后的清水区中的水输送至溶气水发生器中以形成溶气水。通过设置回水管以及将清水区中的水来溶气，可以节约处理过程中的用水量，降低处理成本。
47.图5是根据本说明书一些实施例所示的执行油水分离过程的油水分离装置的主视图；图6是根据本说明书一些实施例所示的执行油水分离过程的油水分离装置的俯视图。下面结合图5-图6对本说明书实施例所涉及的油水分离装置执行油水分离过程进行详细说明。值得注意的是，以下实施例仅仅用以解释本说明书，并不构成对本说明书的限定。
48.本说明书实施例中，油水分离装置的油水分离过程可以包括如下步骤。
49.步骤(1)输送含油污水和对含油污水进行初步处理。
50.在一些实施例中，通过进水泵将含油污水以一定流速由进水管111输送至进水区110；随着含油污水液面上涨，含油污水穿过格栅112-1，经格栅112
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1初步处理去除含油废水中的粗大悬浮物或漂浮杂质后，流入气浮区120。
51.在一些实施例中，含油污水的流量可以为5-10吨/小时。在一些实施例中，含油污水的流量可以为6-9吨/小时。在一些实施例中，含油污水的流量可以为 7-8吨/小时。
52.步骤(2)对含油污水进行气浮处理。
53.在一些实施例中，通过曝气管122向气浮区120的含油污水的液面下输送溶气水，进入气浮区120的含油污水与溶气水混合后，溶气水中的气体析出，带着含油污水中的油浮到液体表面，气浮区120内的水逐渐变为不含油的清水，实现了油水分层，上面为浮油层，下面为水层。
54.在一些实施例中，油水分层的含油废水可以流过第一隔板121，溢流至油水分离区130中。
55.步骤(3)对含油污水进行油水分离处理。
56.在一些实施例中，控制含油废水液面的流量，使得进入油水分离区130中的浮油层液面位于油水分离膜的高度范围内，浮油层由于重力势能穿过油水分离膜133-1进入储油仓132，而水无法通过油水分离膜133-1，浮油层内部被乳化的油会在油水分离膜133-1内被破乳和分离，从而实现油水分离。
57.步骤(4)回收油。
58.在一些实施例中，进入储油仓132内的油可以通过储油仓132底部的导油斜板132-1汇集，并从出油管132-2排出回收。油水分离膜为涂覆石墨烯的金属网膜，平均通油量可达到20000l/m2/h，油的分离纯度可达到99.97％。
59.步骤(5)回收水和循环利用水。
60.在一些实施例中，油水分离区130内的清水通过清水收集管134进入清水区140，并从出水管142排出回收，或者从回水管152中输送至溶气水发生器中利用，以形成溶气水。
61.在一些实施例中，可以通过控制水位调节堰板141来调节清水区140的并排的两个区域的液位差，以控制油水分离区130的液位，使得油水分离区130 中的浮油层液面位于油水分离膜的高度范围内，从而实现回收油中的含水量低、回收水中的含油量低的分离效果。
62.本说明书实施例可能带来的有益效果包括但不限于：(1)通过设置亲油疏水的油水分离膜并且将油水分离膜设置在油水分离区的上部，以及设置水位调节堰板，使得含油
废水的浮油层液面位于油水分离膜的高度范围内，浮油层由于重力势能穿过油水分离膜进入储油仓中，而水无法通过油水分离膜，浮油层内部被乳化的油会在油水分离膜内被破乳和分离，从而实现回收油中的含水量低、回收水中的含油量低的油水分离效果；(2)通过设置油水分离膜的孔径为100
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300微米，可以使得含油废水的通油量高、流速快，油水分离效率好，节约油水分离过程的操作成本；(3)通过设置回水管以将清水区中的水用于溶气，可以节约处理过程中的用水量，降低处理成本。需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。
63.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
64.同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
65.此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的实用新型实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
66.同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个实用新型实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
67.一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有
±
20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
68.针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、
定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。
69.最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。