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基本信息

項(xiàng)目名稱：
基于靜態(tài)液－液旋流器的油水分離裝置
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
為了解決油水污染這一日益突出的問題，研究設(shè)計(jì)了靜態(tài)雙錐型液-液分離旋流器和集旋流分離、重力分離、粗?；蛛x于一體的油水分離裝置，主要應(yīng)用于高濃度含油廢水處理。將所研制的高效雙錐型液-液旋流器作為油水分離裝置的預(yù)分離元件，可以減小設(shè)備體積，提高分離性能，延長(zhǎng)粗?；癁V芯的壽命和降低日常運(yùn)行維護(hù)成本。
詳細(xì)介紹：
含油污水處理是環(huán)境污染中的一個(gè)重要問題，危害十分巨大。受污染水體中的石油濃度達(dá)到0.3～0.5 mg/L時(shí)，水中便含有石油臭味，達(dá)不到飲用標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)淡水資源日益緊缺的今天更是一個(gè)嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。其次，每滴石油在水面上能形成0.25 m2的油膜，每噸石油可覆蓋500公頃的水面。 油膜厚度>0.001 mm時(shí)，不利于水體復(fù)氧，影響水體的自凈作用，污染嚴(yán)重時(shí)影響水中生物的生存和繁殖，甚至對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也造成影響，含油廢水直接灌溉農(nóng)作物，會(huì)破壞土壤的物理化學(xué)性質(zhì)，堵塞土壤孔隙，影響土壤透氣性，不利于禾苗生長(zhǎng)，造成農(nóng)作物減產(chǎn)甚至死亡，對(duì)人民的生活和健康造成極大影響。 隨著城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的不斷加快，產(chǎn)生含油廢水的途徑更加廣泛，如城市餐飲發(fā)展，石油加工工業(yè)中的凝縮水、油罐清洗、輸送泄露以及機(jī)械加工都會(huì)產(chǎn)生大量的含油污水，對(duì)環(huán)境污染和淡水資源都是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。而傳統(tǒng)的處理技術(shù)和工藝很難解決這一日益突出的難題，必須尋求一種高效靈活的處理裝置來處理與日俱增的含油污水。

作品圖片

  • 基于靜態(tài)液－液旋流器的油水分離裝置
  • 基于靜態(tài)液－液旋流器的油水分離裝置
  • 基于靜態(tài)液－液旋流器的油水分離裝置
  • 基于靜態(tài)液－液旋流器的油水分離裝置

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

目的：靜態(tài)液－液旋流器可以有效地對(duì)各種含油廢水進(jìn)行處理，將油水混合液分離，特別適用于有限空間的情況下，如船艙、海上鉆井平臺(tái)等場(chǎng)所，并具有體積小、效率高、投資和操作費(fèi)用較低等特點(diǎn)，不僅有很好的經(jīng)濟(jì)效益，而且能夠帶來巨大的安全效益和環(huán)境效益。 基本思路：利用油水密度的不同，使高速旋轉(zhuǎn)的油水混合液產(chǎn)生不同的離心力，從而將油與水分開。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1、工藝流程合理、緊湊，分離技術(shù)先進(jìn)； 2、實(shí)現(xiàn)無人值守，運(yùn)行成本僅為動(dòng)力費(fèi)用； 3、采用耐腐蝕材料，使用壽命長(zhǎng)； 4、尺寸小、重量輕，可移動(dòng)性好； 5、可操作性好，手動(dòng)操作和自動(dòng)操作相結(jié)合。 技術(shù)關(guān)鍵： 1、采用單片機(jī)技術(shù)作為控制單元，提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)了無人值守； 2、研制了高效旋流分離裝置，減少了粗粒化分離容器的處理負(fù)荷，可以避免使粗粒化濾芯選取趨向保守的作法； 3、采用自動(dòng)加熱裝置，分離油排放順利。 主要技術(shù)指標(biāo)： 處理量：1m3/h 最大電功率：4.1 kW 正常功率（加熱器不投入運(yùn)行）：1.1 kW 排放標(biāo)準(zhǔn)：含油量<10 mg/L 外形尺寸：1000 800 1500（mm） 重量：400 kg 電源：三相交流電 環(huán)境溫度：0～50℃ 處理對(duì)象：分離比重在0.78～0.90 的油品 工作壓力：0.4 MPa

科學(xué)性、先進(jìn)性

科學(xué)性先進(jìn)性： 開展了液-液旋流器流場(chǎng)模擬、優(yōu)化設(shè)計(jì)和裝置制作技術(shù)研究，掌握了靜態(tài)液-液旋流器流場(chǎng)特性和分離特性，解決了裝置設(shè)計(jì)與制作的關(guān)鍵技術(shù)問題。 該作品在裝置的設(shè)計(jì)上，選用了一些非常有效的技術(shù)和工藝（如旋流分離和粗?；蛛x等），并進(jìn)行了有效的集成創(chuàng)新。該裝置具有良好的可靠性和可維修性。 該作品能有效地分離輪船、機(jī)械加工及各種儲(chǔ)運(yùn)油容器清洗等場(chǎng)所產(chǎn)生的含固體顆粒含油廢水，經(jīng)過性能檢測(cè)和應(yīng)用試驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，排放水含油濃度小于10 mg/L，達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無

作品所處階段

中試階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

獨(dú)家許可

作品可展示的形式

實(shí)物、現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

使用說明： 本作品設(shè)有手動(dòng)操作和自動(dòng)運(yùn)行兩種工作模式，具有處理各種不同濃度含油廢水的能力，通過調(diào)節(jié)入口壓力流量等參數(shù)，可以達(dá)到最優(yōu)分離狀態(tài)。具有 壓力監(jiān)控、自動(dòng)排油控制、自動(dòng)排水控制、過載報(bào)警保護(hù)、自動(dòng)加熱和泵運(yùn)行控制及超壓保護(hù)功能 功能。 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 1、將自適應(yīng)技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)的相結(jié)合，能達(dá)到最佳分離效率。 2、社會(huì)效益好 經(jīng)處理后的排放水含油濃度小于10 mg/L，達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 3、實(shí)用性強(qiáng) 該作品體積小重量輕，方便移動(dòng)，處理能力強(qiáng)。 適用范圍及推廣前景： 該作品適用于含輕油（汽油、柴油和煤油等）及部分附油的廢水。 該作品自動(dòng)化程度高，實(shí)現(xiàn)了無人職守，降低了運(yùn)行成本，操作費(fèi)用主要為電費(fèi)。 特別是該裝置省去了固定式污水處理裝置的集水管、渠系統(tǒng)與土建設(shè)施，對(duì)小批量、間隙性產(chǎn)生污水的場(chǎng)所可一機(jī)多用，免去了重復(fù)投資，節(jié)省了大量的建設(shè)管理維修費(fèi)用。

同類課題研究水平概述

現(xiàn)有技術(shù)方法主要有物理除油法、生化法、電化學(xué)法等。 物理除油法經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，種類較多，應(yīng)用歷史較長(zhǎng)。主要用于分離浮油和分散油。而常見的物理化學(xué)法有混凝浮選、電解、活性炭吸附等，主要用于處理污水中的乳化油，處理效果好，但存在處理費(fèi)用高，產(chǎn)生大量污泥和需要再生等缺點(diǎn)。 生化法是利用微生物使部分有機(jī)物（包括油類）作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被吸收、轉(zhuǎn)化、合成為微生物體內(nèi)的有機(jī)成分或增殖為新的微生物，其余部分分解為簡(jiǎn)單的無機(jī)物或有機(jī)物。從過程形式上分為活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤法、氧化塘法和生物膜法等。 電化學(xué)法包括電解法和電磁吸附法。電解法又可分為電解凝聚吸附法和電解浮上法。電解凝聚吸附利用溶解性電極電解含乳化油污水，從溶解性陽極溶解出金屬離子，金屬離子與水中氫氧根離子化合組成氫氧化物膠體，起電解凝聚作用。電解浮上法利用不溶性電極電解含乳化油和溶解油廢水，電解過程中陰極產(chǎn)生大量極細(xì)的氫氣泡（10-30微米），陽極板產(chǎn)生氧氣泡（20-60微米），起浮選作用使乳化油破壞，油珠上浮。鐵極板在電解過程中消耗量較大，此外，電解過程中的鐵釩花進(jìn)一步氧化產(chǎn)生氧化鐵和硫化鐵等物質(zhì)，一部分附著在陽極板上，增加了電阻，影響了導(dǎo)電能力，從而影響除油效果。電磁吸附法是將磁性顆粒與含油廢水混合，油珠被磁性粒子吸附后用磁分離裝置將含油磁粒分離，污水便可得到凈化，含油磁粒再作進(jìn)一步處理，但應(yīng)用得比較少。 由于物理除油法具有成本低、使用方便、后續(xù)處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用最為普遍，特別是以純重力分離、旋流分離及粗?；蛛x技術(shù)為依托，對(duì)油水分離器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，已成為一種非常富有活力的設(shè)計(jì)思想?？紤]到工作環(huán)境中的污水大多儲(chǔ)存于容器或池中，處于靜止?fàn)顟B(tài)，決定采用壓力式分離裝置，用容積泵為介質(zhì)流動(dòng)提供動(dòng)力。從分離方法上決定采用機(jī)械分離方法研制油水分離器，即研制集旋流分離、過濾分離、粗?；蛛x以及重力分離技術(shù)于一體的新型緊湊型油-水分離技術(shù)及設(shè)備，對(duì)含油廢水進(jìn)行處理，減少后續(xù)處理工作量。特別地，對(duì)靜態(tài)液-液旋流分離器進(jìn)行模擬，揭示其流場(chǎng)分布特性，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)加工。提高裝置自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)無人值守，降低運(yùn)行成本。自動(dòng)控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加熱、自動(dòng)排油、入口端缺水停泵、補(bǔ)水后自動(dòng)運(yùn)行、超壓泄放等功能。
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