CN107570012A - 一种基于透析膜的高乳化油污水分离试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于透析膜的高乳化油污水分离试验装置，包括箱体、柱塞泵、压力表、流量计和透析装置，箱体上连接有水泵、加热器和温度计，透析装置上设有出油口、出水口和乳化油入口，箱体的出口端通过管道依次与柱塞泵、压力表、流量计和透析装置的乳化油入口连接，透析装置的出水口通过管道与箱体的进口端连接，透析装置内设有透析膜。用于制备不同温度、不同浓度的高乳化油污水，实现乳化油污水样品的循环分离、混合，以节省试验成本，提高了膜的使用寿命和分离效率。
Description
技术领域
本发明涉及舰船油污水处理技术领域，具体涉及一种基于透析膜的高乳化油污水分离试验装置。
背景技术
随着海军装备发展需要，特种设备的机械运动部件产生的油污水呈现出高乳化的趋势，特别是经蒸汽高温、高压作用的机械运动部件产生的油污水。以粘稠度较高的1000号汽油为例，在高温高压蒸汽作用后，冷却时迅速与冷却水高度融合成乳化油，其浓度及乳化程度之高前所未有。相比传统舰船舱底油污水，高乳化油污水具有污染危害大、分离难度高等特点，不仅会危害海洋环境，也会对舰船自身行动的隐蔽性造成影响(排放的乳化液/块会暴露舰船信息，对舰船带来潜在危害)。
为满足MEPC.107(49)决议要求，国内外油污水分离装置承制单位在油水分离器后增加乳化油处理阶段，主要采用了物理法、物理化学法、化学氧化法、电化学方法、生物处理法等。虽然兼顾了一定乳化油处理的能力，但仅局限于乳化程度地、乳化油含量少、绝大部分依然是舱底油污水的污水，但对高乳化程度污水的处理效果有限，难以满足蒸汽弹射装置产生的高乳化油污水处理需求。
由于化学法、氧化法、生物处理法等存在产生腐蚀、易燃易爆气体或占地面积大等特点，难以在舰船上实现小型化、模块化设备的研制。近年来应用较为广泛的超滤技术具有很好的破乳或油滴凝结功能，能够以筛分机理有效截留乳化油滴，达到油水分离目的。透过流量和水质较稳定，不随进水中油浓度的波动而变化，特别适合高浓度乳化油污水的处理。但是，无论是自制油水乳液还是乳化油废水，一旦与超滤膜接触，膜污染即产生。尽管超滤技术可以有效分离油水，但与此同时，过程中产生的膜污染现象会导致膜通量严重衰减，跨膜压差大幅上升，膜寿命缩短，膜分离效率下降，能耗增大。为了获得永久耐污染超滤膜，通常在膜表面引入亲水基团，或直接再复合一层亲水分离层。
为克服膜过滤法在处理高乳化油污水存在的易于污染问题，同时研究超滤技术在处理1000号汽缸油蒸汽乳化油水的效能，采用一种基于改性不对称亲水透析膜的高乳化油污水分离试验装置，既能够制备不同温度、不同浓度的高乳化油污水，又能够方便地测试不同通径膜组件分离高乳化油污水的效能，并实时检测出水的含油浓度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种基于透析膜的高乳化油污水分离试验装置，用于制备不同温度、不同浓度的高乳化油污水，实现乳化油污水样品的循环分离、混合，以节省试验成本，提高了膜的使用寿命和分离效率。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种基于透析膜的高乳化油污水分离试验装置，包括箱体、柱塞泵、压力表、流量计和透析装置，箱体上连接有水泵、加热器和温度计，透析装置上设有出油口、出水口和乳化油入口，箱体的出口端通过管道依次与柱塞泵、压力表、流量计和透析装置的乳化油入口连接，透析装置的出水口通过管道与箱体的进口端连接，透析装置内设有透析膜。
按照上述技术方案，柱塞泵和压力表之间还设有减压阀，减压阀连接有旁通阀，旁通阀通过管道与箱体连接。
按照上述技术方案，透析装置包括上封头、筒体和下封头，上封头和下封头分别与筒体的上端和下端连接，透析膜设置于筒体内，上封头上设有两个电极，出油口设置于上封头上，出水口和乳化油入口分别设置于筒体上，筒体上还设有冲洗水口，下封头上设有放泄口。
按照上述技术方案，筒体的上端和下端通过法兰分别与上封头和下封头连接，上封头与筒体之间和下封头与筒体之间均设有耐油橡胶垫片。
按照上述技术方案，上封头上设有吊耳，下封头上设有支架。
按照上述技术方案，出水口还连接有取样阀，取样阀连接有油分检测仪。
按照上述技术方案，透析膜通过螺纹与筒体连接。
按照上述技术方案，透析膜为亲水材料的改性不对称膜。
本发明具有以下有益效果：
利用水泵、加热器及温度计在箱体内制备不同温度、不同浓度的乳化油污水试验样品，柱塞泵、压力表、流量计和管路构成乳化油循环模块可实现乳化油污水样品的循环分离、混合，以节省试验成本；透析装置中透析膜在油水分离过程中是让液体通过而不是拦截，优于传统的过滤膜依靠拦截进行过滤的方法，从而提高了膜的使用寿命和分离效率。
附图说明
图1是本发明实施例中基于透析膜的高乳化油污水分离试验装置的主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明实施例中透析装置的结构示意图；
图中，1-水泵，2-箱体，3-加热器，4-透析装置，5-压力表，6-减压阀，7-柱塞泵，8-旁通阀，9-放泄口，10-下封头，11-法兰，12-出水口，13-冲洗水口，14-筒体，15-上封头，16-吊耳，17-电极，18-出油口，19-紧固件，20-乳化油入口，21-透析膜，22-支架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1～图3所示，本发明提供的一个实施例中的基于透析膜的高乳化油污水分离试验装置，包括箱体2、柱塞泵7、压力表5、流量计和透析装置4，箱体2上连接有水泵1、加热器3和温度计，透析装置4上设有出油口18、出水口12和乳化油入口20，箱体2的出口端通过管道依次与柱塞泵7、压力表5、流量计和透析装置4的乳化油入口20连接，透析装置4的出水口12通过管道与箱体2的进口端连接，透析装置4内设有透析膜21；箱体2、水泵1、加热器3及温度计构成乳化油调制模块，柱塞泵7、压力表5、流量计和管路构成乳化油循环模块，透析装置4构成乳化油污水分离模块，作为试验装置的核心部件，水泵用于将箱体中污水的搅拌，使污水处于乳化状态。
进一步地，柱塞泵7和压力表5之间还设有减压阀6，减压阀6连接有旁通阀8，旁通阀8通过管道与箱体2连接；设置有减压阀6和旁通阀8，可实现向乳化油污水分离模块所共计的乳化油污水流量、压力的可调。
进一步地，透析装置4包括上封头15、筒体14和下封头10，上封头15和下封头10分别与筒体14的上端和下端连接，透析膜21设置于筒体14内，上封头15上设有两个电极17，出油口18设置于上封头15上，出水口12和乳化油入口20分别设置于筒体14上，筒体14上还设有冲洗水口13，下封头10上设有放泄口9。
进一步地，筒体14的上端和下端通过法兰11分别与上封头15和下封头10连接，上封头15与筒体14之间和下封头10与筒体14之间均设有耐油橡胶垫片。
进一步地，上封头15上设有吊耳16，下封头10上设有支架22。
进一步地，透析膜21通过螺纹与筒体14连接。
进一步地，透析膜21为亲水材料的改性不对称膜，在油水分离过程中是让液体通过而不是拦截，优于传统的过滤膜依靠拦截进行过滤的方法，从而提高了膜的使用寿命，可以根据需要选择透析膜孔径以进行试验。
进一步地，出水口12还连接有取样阀，取样阀连接有油分检测仪，构成监测模块，用以监测污水分离效果。
进一步地，箱体2内设有搅拌器。
本发明的工作原理：
基于透析膜21的高乳化油污水分离试验装置由乳化油调制模块、乳化油循环模块、乳化油污水分离模块以及监测模块等组成。
乳化油调制模块箱体2、水泵1、加热器3及温度计组成，乳化油污水调制所需油液、乳化剂及水等原液按比例添加进箱体2后，经水泵1、加热器3进行搅拌加热成不同浓度、温度的高乳化油污水试验样品，以满足试验需求。
乳化油循环模块由柱塞泵7、减压阀6、旁通阀8、压力表5、流量计、管路及附件等组成，可将乳化油污水从乳化油调制模块箱体2中的乳化油以不同供水压力、流量抽送至乳化油污水分离模块，再将经处理的污油水、达标水再排放至乳化油调制模块的箱体2，以实现循环利用。
乳化油污水分离模块为试验装置的核心部件，由下封头10座、透析装置4本体(筒体14)、上封头15连接成整体，其特征是透析膜21与花盘螺纹连接成整体，通过耐油橡胶垫片与上封头15紧密连接，上封头15设有两个电极17，通过长短两个电极17控制透析装置4本体(筒体14)内水和轻微浮油的排放。透析装置4本体(筒体14)内设有泄压出油口18，当水和乳化油被透析装置4分离，大量乳化油聚集在透析装置4之外，可以排出。下封头10底部设有放泄口9，当透析装置4需更换或清洗时，可以通过底部放泄旋塞将透析装置4本体(筒体14)内液体排尽。通过打开上封头15，可更换不同孔径或数量的透析膜21。
监测模块设置在连接乳化油污水分离模块出水口12，用以监测污水分离效果，采用取样阀及油分检测仪进行监测。
将油液、乳化剂及水等原液按比例需求添加至乳化油调制模块的箱体2，由水泵1、加热器3进行乳化油污水的调制。所调制成的乳化油污水经乳化油循环模块的柱塞泵7、减压阀6、旁通阀8等输送管路泵送至乳化油污水分离模块。乳化油污水以一定的压力流经乳化油污水分离模块的透析装置4进行破乳分离，乳化油聚集在透析装置4之外上浮、分离的水位于装置下部，经乳化油循环模块管路输送回乳化油调制模块的箱体2内。经分离的水流经设置于乳化油污水分离模块出水口12的监测模块可利用取样阀、油分检测仪进行油份浓度的监测。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于透析膜的高乳化油污水分离试验装置，其特征在于，包括箱体、柱塞泵、压力表、流量计和透析装置，箱体上连接有水泵、加热器和温度计，透析装置上设有出油口、出水口和乳化油入口，箱体的出口端通过管道依次与柱塞泵、压力表、流量计和透析装置的乳化油入口连接，透析装置的出水口通过管道与箱体的进口端连接，透析装置内设有透析膜。
2.根据权利要求1所述的基于透析膜的高乳化油污水分离试验装置，其特征在于，柱塞泵和压力表之间还设有减压阀，减压阀连接有旁通阀，旁通阀通过管道与箱体连接。
3.根据权利要求1所述的基于透析膜的高乳化油污水分离试验装置，其特征在于，透析装置包括上封头、筒体和下封头，上封头和下封头分别与筒体的上端和下端连接，透析膜设置于筒体内，上封头上设有两个电极，出油口设置于上封头上，出水口和乳化油入口分别设置于筒体上，筒体上还设有冲洗水口，下封头上设有放泄口。
4.根据权利要求3所述的基于透析膜的高乳化油污水分离试验装置，其特征在于，筒体的上端和下端通过法兰分别与上封头和下封头连接，上封头与筒体之间和下封头与筒体之间均设有耐油橡胶垫片。
5.根据权利要求3所述的基于透析膜的高乳化油污水分离试验装置，其特征在于，上封头上设有吊耳，下封头上设有支架。
6.根据权利要求1所述的基于透析膜的高乳化油污水分离试验装置，其特征在于，出水口还连接有取样阀，取样阀连接有油分检测仪。
7.根据权利要求1所述的基于透析膜的高乳化油污水分离试验装置，其特征在于，透析膜通过螺纹与筒体连接。
8.根据权利要求1所述的基于透析膜的高乳化油污水分离试验装置，其特征在于，透析膜为亲水材料的改性不对称膜。
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