油水分离器ppt课件.ppt

含油污水处理技术,报告人：XXX学 号：xxxxxxxxxx,油水分离技术,油水分离技术,一、含油废水处理工艺应用现状,1.1 含油污水处理的必要性,海上采油平台所产生的含油污水，主要是原有从地层带出的地层水，即生产水（或产出水）。含油废水如果不加以回收处理，会造成浪费；如果排入大海,则会污染水体,影响水生生物生存。处理原则：含油废水的处理应首先考虑回收油类物质，并充分利用经过处理的水资源。目前海上采油平台的含油污水两条去路：一达到排放标准后，排海废弃；二处理达标后注入需要水开发的油藏。,一、含油废水处理工艺应用现状,1.2 油类物质三种存在状态,一、含油废水处理工艺应用现状,1.3 含油污水主要处理方法,根据油比水轻，直径越大的油滴越易从水中分离出来，而废水中的细小油珠和乳化油则很难去。在此我们根据分离原理，分为以下几种基本的方法：重力分离法、上浮法、离心分离法、过滤法、吸附法,一、含油废水处理工艺应用现状,一、含油废水处理工艺应用现状,此外 在油分少的情况下还可采用化学法、生物氧化法进行污水处理,油水分离技术,二、几种油水分离技术介绍,由于油、气、水的相对密度不同，组分一定的油水混合物在一定的压力和温度下，当系统处于平衡时就会形成一定比例的油、气、水相。当相对较轻的组分处于层流状态时，较重组分液滴根据斯托克斯公式的运动规律沉降，重力式沉降分离设备即根据这一基本原理进行设计。由斯托克斯公式,2.1 重力式分离,式中：W油滴上升速度，m/s 无水中油珠上浮速度降低系数，取=0.95 油滴直径，m，分别为污水与油滴的密度，g重力加速度，污水动力粘度系数，考虑水流不均匀、紊流等因素的修正系数，一般 取1.351.50,二、几种油水分离技术介绍,可知，1）沉降速度与油中水分直径的平方成正比，与水油的密度差成正比，与油的粘度成反比。通过增大水分密度，扩大油水密度差，减小油液粘度可以提高沉降分离速度，从而提高分离效率。根据此原理而制造的设备为重力分离式油水分离器，目前有立式隔油罐、卧式隔油罐、倾斜隔油罐以及板式聚结器,隔油罐这类分离装置必须要为油滴上浮提供足够的上浮时间，生产水在罐中的停留时间长达78h，切设备的体积十分庞大，分离效果不佳。对于空间重力以及生产效率要求极高的海上采油平台一般不采用隔油罐进行油水分离作业。,二、几种油水分离技术介绍,板式除油设备按板的形状可分为平行板聚结器、波纹板聚结器、交叉流聚结器。使用此类设备可分离出大于50 以上的游离油。其中波纹板聚结器由于其波纹形状，与油水的接触面积大，故其收油率相对平行板聚结器更高，因此在海上采油平台上使用波纹板聚结器较多。思考：怎样能够既增大板与油水接触面积，又能有效延长油水分离时间？,二、几种油水分离技术介绍,上浮法按气泡产生的方法，可分为布气上浮法、溶气上浮法和电解上浮法三种,2.2 浮选分离,1）布气上浮法 这种方法主要是借助于机械剪力将混入水中的气泡破碎分散成细小气泡后进入废水，进行气水混合上浮。常用方法有叶轮上浮法、射流上浮法以及多孔材料(如扩散板、微孔管、帆布管等)曝气上浮法。布气上浮法的优点是设备简单，管理方便，电耗较低。缺点是气泡破碎不细，一般不小于1000微米，上浮效果因而受到限制。此外，采用多孔材料曝气上浮法，多孔材料容易堵塞，影响运行。,二、几种油水分离技术介绍,2）溶气上浮法 该法在青铜气液混合泵内使气体和液体充分混合一定压力下使空气溶解于水并达到饱和状态，而后达到气浮作用。根据气泡析出于水时所处的压力情况，常用的有加压溶气上浮法和真空上浮法，前者应用较普遍。压力溶气气浮法比溶气真空气浮法容易实现，经济且操作简便。只有特殊情况下，才使用溶气真空气浮法。其优点是加压废水量小，可减少电耗，同时可以防止未处理的废水中油品在加压溶气时进一步乳化。溶气上浮法获得广泛应用3)电解上浮法 利用电能在含油废水中的电解氧化还原效应，以及由此在电极上产生的微小气泡的上浮作用来净化含油废水。如采用可溶性阳极材料，还可以同时发生电解混凝作用以净化废水。气浮法，由于产生气泡细小而慢，上升速度较慢需要的浮选机体积大，故在陆地上应用较多而在还是那个很少使用。,二、几种油水分离技术介绍,利用油水密度的不同，使高速旋转的油水混合液从切线方向进入水力旋流器，产生不同的离心力，从而使油与水分开。,2.3 离心分离,旋流离心分离器简称旋流分离器或旋流除砂器。是独立井场动力站上用于清除开式系统动力液中机械杂质的设备。外壳为锥形,未除砂的动力液沿切线方向进入,在旋流器中产生较大的离心力,将杂质驱向分离器壁后螺旋式的加速向下运动,与部分液体从下口排出后进入出油管线。在离心力作用下被驱向中心的另一部分脱砂后的清洁动力液沿旋流定向器螺旋式的向上流动,从上出口排出后,供给地面动力液泵。,二、几种油水分离技术介绍,水力旋流器分离效率高；体积小质量轻；无传动件，维修工作量小；油水分离依靠离心力，因而浮式生产装置的晃动对其分离效率无影响。由于离心设备可以达到非常高的转速，产生高达几百倍重力加速度的离心力，因此离心设备可以较为彻底地将油水分离开，并目只需很短的停留时间和较小的设备体积。适应海上平台需要，故在海上广泛采用。,二、几种油水分离技术介绍,二、几种油水分离技术介绍,油水分离器结构工作原理如图所示。原型分离筒内部分为上下两部分，上部为粗分离室，下部为细分离室。污水泵排出的舱底污水由分离器入口以切向方向流入粗分离室，在筒内形成缓慢流动。使污水流动路径增长，而且由于旋转离心力作用，不仅增加油粒相互碰撞机会，而且使比较轻的油液向分离室中部汇集，促使粗大油粒上浮到顶部集油室。没有分离的油水继续向下流动，流入由许多锥形板组成的细分离室，油水在细分离室内沿锥形板外周经各锥形板之间的空间流向中央集水管。由于油水以极慢速度流经各锥形的狭窄通道，使微细油粒相互碰撞并上浮聚集在锥形板下表面上，逐渐凝集大油粒，当其浮力大于本身重力和积滞阻力时，油滴则沿着锥形板下面向外流动，最终将脱离锥形板外边缘并上浮，经隔板上的油上升管流入顶部集油室。分离出来的水流入中央集水管，从底部排出口排出。分离出来的油聚集在顶部集油室内，当油位达到一定高度时，排油管上的电磁阀自动打开将油排入废油柜，油排出后电磁阀又自动关闭。电磁阀的动作由油位检测器控制，即当检测器两个电极头都浸在油内时电磁阀打开，而当两个电极都浸在水中时电磁阀关闭。分离器顶部装有自动放气阀，可放掉随舱底水带入分离器并集积在顶部的多余空气，以防液位过分降低，使分离器下部污损影响分离效果。,二、几种油水分离技术介绍,常用的过滤方法有3 种:分层过滤、隔膜过滤和纤维介质过滤。其中膜过滤法又称为膜分离法,是利用微孔膜将油珠和表面活性剂截留,主要用于除去乳化油和某些溶解油。滤膜包括超滤膜、反渗透膜和混合滤膜等。膜材料包括有机膜和无机膜两种,常见的有机膜有醋酸纤维膜、聚砜膜、聚丙烯膜等,常用的无机膜有陶瓷膜、氧化铝、氧化钴、氧化钛等。乳化油处于稳定状态,用物理方法或者化学方法很难将其分离。随着膜科学的飞速发展,膜过程处理乳化油污水已逐步被人们接受并在工业中应用。利用油水对固体物质亲和状况的不同，常用亲水憎油的固体物质制成各种蒸发装置。用于油水分离的固体物质应具有良好的润湿性。适合这种要求的材料有:陶瓷、木屑、纤维材料、核桃壳等。例如陶粒蒸发器，用陶粒作填料，当油水混合物流经陶粒层时，被迫不断改变流速和方向，增加了水滴的碰撞聚结儿率，使小液滴快速聚结沉降。但由于这种原理为使用其他材料做为中间介质，所以要考虑到使用时介质的更换，一般来说，核桃壳等介质比较容易堵塞，反冲洗或更换的频率较高。目前比较常用的介质多为纤维、陶瓷，其中又以纤维材料应用最为广泛。,2.3 过滤分离,二、几种油水分离技术介绍,含油污水快速过滤器,工作原理：过滤状态：每个单体为一个过滤单元，需过滤的水流入压紧的滤料，经滤料过滤后，由水收集器流出，完成过滤程序。如左图示,二、几种油水分离技术介绍,含油污水快速过滤器,当滤料截留物质增多，水头损失加大时，需要反冲洗。反冲水从水收集器流入松散的滤料，清洗滤料后流出。如左图示,此类介质过滤器，长期使用时易造成塞，管理比较困难，需定期更换滤料，或定期空气反冲，热水反洗。如管理不善，滤料容易堵塞。但其原理简单，成本低，通常将三个过滤单体联合组成，进行油水混合物的初步处理。,二、几种油水分离技术介绍,随着科学发展,吸附分离技术自身的发展,给许多生产工艺带来了意想不到的变革,在含油废水中的新应用正处于探索阶段。传统吸附分离技术很早就应用于油废水的深度处理中,常用活性炭作为吸附剂,但其吸附容量有限(对油一般为3080 mg/g),且成本高,再生困难。寻求新型高效吸油剂,是目前很多学者研究的焦点,并且已有较多报道。如清华大学曹乃珍等对制造柔性石墨密封件的中间产品膨胀石墨进行了吸附研究,讨论了膨胀石墨吸附材料对各种油类及各种水面漂浮油的吸附实验,结果显示膨胀石墨无论对各种单纯油类、水面浮油以及乳化状液中的油和低含油废水中的油都有极好的吸附脱除能力。大连铁道学院的吴敦虎等运用多种方法对硼砂生产过程中的废料硼泥的吸附除油研究,也取得了较好的效果。电厂废弃资源粉煤灰、炉渣及焦炭等在含油废水中的利用也都有较多的研究,并取得了一定的效果。笔者所在的实验室目前正在研究的技术主要有磁混凝器、自清洗动态膜过滤器及化学除油装置等,用这些方法可以高效地处理轧钢含油废水,并且同时去除废水中的其他有机物,具有投资省,运行费低,占地面积小,出水水质高且操作简单等优点。,2.3 吸附分离,油水分离技术,三、含有污水处理的未来方向,结合上一节介绍的几种分离方式 1.重力分离法：设备体积大，质量重，效率低，2.气浮法：主要是通过一些气浮装置来实现，但此类方法精度不高，3.离心分离：体积小质量轻；无传动件，维修工作量小；分离效率高；4.过滤法：其中膜过滤法，通过一些专用膜来截油，从而实现油水分离，此方法精度有高有低的，而取决于采用哪一种膜，如陶瓷膜精度就比较高，但价格也比较贵；滤料过滤法，主要应用一些滤料来降低水中油的含量，但这些材料有一个很明显的缺点，就是容易堵塞而且难于清洗，而且精度也不高；5.粗粒化：主要通过一些改性纤维来达到油水分离的作用，这个核心技术就在改性纤维那里，精度高低也取决于改性纤维，最高精度可达0.5mg/L，比较常应用的就是油水分离器 考虑到海上的环境限制，海油平台更倾向于采用离心分离器，如水力旋流分离器,谢谢！,