一种立式多级气旋浮含油污水处理装置及方法

技术特征：
1.一种立式多级气旋浮含油污水处理装置，包括壳体，其特征在于，还包括依次以串联地设于所述壳体内的首级分离组件、0～n级中间级分离组件、以及尾级分离组件，n为自然数，其中：所述首级分离组件包括一旋流筒，该旋流筒内部设有一个或者更多个用于连通污水管的喷头，各所述中间级分离组件、所述尾级分离组件各自包括一集水斗，以及一旋流筒，该旋流筒内部设有一个或者更多个喷头，其中，一中间级/尾级分离组件内的所述集水斗的下部伸入同一中间级/尾级分离组件中的所述旋流筒内，并且与该旋流筒内的一个或者更多个所述喷头连通；所述壳体与所述首级/各中间级分离组件的所述旋流筒之间构成连通至下一级的中间级/尾级分离组件的所述集水斗的首腔/中间腔，所述壳体与所述尾级分离组件的所述旋流筒之间构成可连通至排水口的尾腔；其中：各所述喷头的出口方向设置为朝向/近似朝向切向，可使喷出的流体在该喷头所在的旋流筒内造旋，以形成向上旋流，其中，所述含油污水中的溶有大量微细气泡，随着旋流上升并且捕获、辅助聚结油滴。2.根据权利要求1所述的含油污水处理装置，其特征在于，各所述旋流筒内的喷头均设置为靠近该旋流筒底部；可选地，各所述集水斗的边缘与所述壳体之间密封连接或无缝焊接或通过法兰连接。3.根据权利要求1所述的含油污水处理装置，其特征在于，所述尾腔内还设有聚结模块，其中，经过所述尾级分离组件处理后的污水在通过聚结模块后排向所述排水口；可选地，所述聚结模块的厚度h为外壳的内径d4的1/5～1/6。4.根据权利要求1所述的含油污水处理装置，其特征在于，所述首腔内设有集油罩，其中：所述集油罩间隔地设于首腔内的所述旋流筒的上侧；所述集油罩为中部上凸的伞状结构；可选地，所述集油罩的四周边缘相对于首腔内的所述旋流筒上部的开口向外伸展一定的幅度。5.根据权利要求1所述的含油污水处理装置，其特征在于，所述壳体上设有：连通至所述首腔的至少一排油口以及至少一排气口，连通至所述中间腔的至少一排油口以及至少一排气口，连通至所述尾腔的至少一排油口以及至少一排气口。6.根据权利要求5所述的含油污水处理装置，其特征在于，在各所述首腔/中间腔/尾腔中，排油口、排气口靠近该首腔/中间腔/尾腔的上部设置；可选地，连通至首腔的所述排油口在高度上至少高于集油罩的边缘；可选地，在同一首腔/中间腔/尾腔中，所述排油口在高度上低于所述排气口。7.根据权利要求5所述的含油污水处理装置，其特征在于，各所述首腔/中间腔/尾腔的排气口中的一部分排气口或者全部排气口连通至一气泡发生器，所述气泡发生器的输出端与罐体相切，分别位于首腔内旋流筒或/和中间腔内旋流筒的下方；可选地，连通气泡发生器的各个所述排气口所连接的管道上设有允许流向所述气泡发生器的单向阀；
可选地，所述壳体上还设有至少一个连通至所述首腔的泄气口。8.根据权利要求7所述的含油污水处理装置，其特征在于，所述气泡发生器与一多相流泵的输出端连通，所述多相流泵的输入端连通所述排水口。9.根据权利要求1所述的含油污水处理装置，其特征在于，所述污水管从所述壳体的底部穿入；各所述集水斗、各所述旋流筒上均设有套接孔，并且借助套接孔套接于污水管外侧；其中，可选地，各所述套接孔的孔壁与污水管的外侧密封地固定连接。10.根据权利要求1所述的含油污水处理装置，其特征在于，各个所述旋流筒上部的内侧壁为锥面，构成向上收口的结构。11.根据权利要求1或10所述的含油污水处理装置，其特征在于，所述旋流筒包括：底壁，呈倒置的第一锥壁，其内径较小的一侧边缘与所述底壁的边缘连接在一起，以及，第二锥壁，其内径较大的一侧边缘与所述第一锥壁的内径较大的一侧边缘连接在一起。12.根据权利要求11所述的含油污水处理装置，其特征在于，所述第一锥壁与水平面之间的夹角λ1为120～140度，或者，所述第一锥壁的锥角λ2为60～100度；可选地，旋流筒上部的所述第二锥壁与水平面之间的夹角α1为75～85度，或者，旋流筒上部的所述第二锥壁的锥角α2为10～30度；可选地，所述底壁的宽度为d1，所述第一锥壁的长度为d2，所述第二锥壁的长度为d3，满足以下关系：d2＝(1～1.2)*d1，d3＝(3～3.4)*d2。13.根据权利要求1所述的含油污水处理装置，其特征在于，各个所述集水斗为包括开口部和管部的漏斗结构，可选地，集水斗的所述开口部的锥角θ为100～120度。14.根据权利要求1所述的含油污水处理装置，其特征在于，各所述旋流筒内设有一与该旋流筒内的多个喷头连通的布水管。15.根据权利要求1所述的含油污水处理装置，其特征在于，各所述布水管包括位于中间位置的套管部以及连接于该套管部外侧的多根支管部，其中，每根支管部上连通一所述喷头；可选地，各所述布水管设有2～6根所述支管部均布地环绕该布水管的所述套管部。16.一种多级气旋浮含油污水处理方法，用于权利要求1-15任意一项所述的含油污水处理装置，其特征在于，所述含油污水处理方法包括步骤：s10、将含有溶解气的含油污水通入所述首级分离组件，所述含油污水切向喷出至首级分离组件的旋流筒中造旋，大量微气泡析出，油滴与气泡碰撞后相互黏附浮升；s20、从首级分离组件或者上一级分离组件的旋流筒中溢出的含油污水流入下一级分离组件或者尾级分离组件的集水斗，并且从通过该集水斗后切向喷出至该下一级分离组件的旋流筒中造旋；s30、含油污水通过尾级分离组件除油处理后排出；其中：含油污水至少通过首级分离组件和尾级分离组件进行除油；在首级分离组件和尾级分离组件之间，含油污水可通过0～n级中间级分离组件除油，其中，n为自然数。
17.根据权利要求16所述的含油污水处理装置，其特征在于，所述步骤s10及所述步骤s20中还包括步骤a：向各所述旋流筒外侧的腔体下部通入携带溶解有微气泡的水；可选地，所述步骤a中：携带微气泡或者溶解有气体的水被切向喷出；可选地，所述含油污水处理方法还包括步骤s31：含油污水通过尾级分离组件除油处理后，继续通过聚结模块，进一步去除较小的油滴后排出；可选地，首腔内的旋流筒内的所述喷头喷出的流体的离心加速度为10～50g，优选为10～25g。

技术总结
本发明公开了一种立式多级气旋浮含油污水处理装置及方法，包括壳体，设于所述壳体内的首级分离组件、中间级分离组件、以及尾级分离组件。所述首级分离组件包括一旋流筒，该旋流筒内部设有喷头。各所述中间级分离组件、所述尾级分离组件各自包括一集水斗，以及一旋流筒，该旋流筒内部设有喷头，其中，一中间级/尾级分离组件内的所述集水斗的下部伸入同一中间级/尾级分离组件中的所述旋流筒内，并且与该旋流筒内的两个或者更多个所述喷头连通。各所述喷头的出口方向设置为近似朝向切向，以形成向上旋流，其中，所述含油污水中的溶有大量微细气泡，随着旋流上升并且聚结油滴。本发明具有能量损耗率低、气泡利用率高、结构紧凑、适用性广等特点。用性广等特点。用性广等特点。


技术研发人员：卢浩 刘奇龙 李裕东 刘懿谦 王宁 朱华曈 杨强
受保护的技术使用者：华东理工大学
技术研发日：2022.09.14
技术公布日：2022/11/15