CN211339039U - 除油过滤器及具有所述除油过滤器的污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种除油过滤器，以及一种具有所述除油过滤器的污水处理系统。除油过滤器包括：入口，待处理的含油水经由所述入口进入除油过滤器；分配系统，布置为将来自所述入口的含油水分配到过滤层7中；所述过滤层7，布置在分配系统上方，且包括能捕获油滴的滤料；油水分离器，包括位于过滤层7上方的分离器入口、位于所述分离器入口上方的分离器出口以及从分离器入口延伸到分离器出口的分离器通道，其中，所述分离器通道具有变化的横截面，该油水分离器促使含油水分离成滤后水部分和油脂部分；滤后水出口，所述滤后水部分经所述滤后水出口离开除油过滤器；油脂出口，其位置高于滤后水出口，所述油脂部分经所述油脂出口离开除油过滤器。

Description

除油过滤器及具有所述除油过滤器的污水处理系统

技术领域

本公开涉及一种除油过滤器，以及一种具有所述除油过滤器的污水处理系统。

背景技术

工业废水的除油集油过程不论对于减少环境污染还是对于油料回收而言都有重要意义。冷凝液的除油集油过程、油田废水的除油过程、以及一些使用有机溶剂萃取的冶金工业中回收有机溶剂的过程等都需要用到废水除油装置。

目前已有的除油装置包括自然除油装置、斜板/斜管除油装置、气浮除油装置等。

自然除油属于物理法除油范畴，主要利用重力处理含油污水，根据油和水的密度不同，利用油和水的密度差使油上浮，达到油水分离的目的。但是，自然除油装置忽略了进出配水口水流的不均匀性、油珠颗粒上浮中的絮凝等影响因素。而且，自然除油装置认为油珠颗粒是在理想的状态下进行重力分离的，即假定过水断面上各点的水流速度相等，且油珠颗粒上浮时的水平分速度等于水流速度，油珠颗粒是以等速上浮，油珠颗粒上浮到水面即被去除。因此自然除油方法油水分离效率不够高，且占地面积大。

斜板/斜管除油是目前应用非常普遍的除油方法之一，同样属于物理法除油范畴。斜板/斜管除油的基本原理是“浅层沉淀”，这基于20世纪初哈真(Hazen)提出的浅池理论。为了让浮升到斜板/斜管上部的油珠便于流动和排除，把浅的分离池倾斜一定角度(通常为45°～60°)，超过污油流动的休止角，从而形成了所谓的斜板/斜管除油罐。在理论上，不论斜板角度如何，其去除效率提高的倍数相当于斜板总水平投影面积比不加斜板的水面面积所增加的倍数(当然，实际效果不可能达到理想的倍数，这是因为存在着斜板的具体布置、进出水流的影响、板间流态的干扰和积油等因素)。斜板/斜管除油装置布置紧凑，但会由于斜板的具体布置方式、进出水流分配均匀性等原因而导致板间流态的干扰，并带来积油的影响导致实际运行效果不理想，而且运行维护不方便。

气浮除油装置按照气体被引入水中的方式可分为两大类：溶解气浮选装置和分散气浮选装置。

对于溶解气浮选装置，其首先使气体在压力状态下溶于水中，再将溶气水引入浮选器首端或底部均匀配出。待压力降低后，溶入水中的气体便释放出来，使被处理水中的油珠和悬浮物吸附到气泡上，上浮聚集被去除。

对于分散气浮选装置，其又可分为旋转型浮选装置和喷射型浮选装置。旋转型浮选装置的机械转子旋转，在气液界面上产生液体淤涡，淤涡气液界面随着转速升高可扩展到分离室底部以上。在涡游中心的气腔中，压力低于大气压，这就引起分离室上部气相空间的蒸汽下移，通过转子与水相混合形成气水混合体。而后在转子的旋转推动下向周边扩散，形成与油、悬浮物混合、碰撞、吸附、聚集以及上浮被去除的循环过程。喷射型浮选装置的每个浮选单元均设置一个喷射器，利用泵将净化水打入浮选单元的喷射器，在喷射器内的喷嘴局部产生低气压，这就引起气浮单元上部气相空间的气体流向喷射器喷嘴，从而使气、水在喷嘴出口后的扩散段充分混合，然后射流入浮选单元中下部，与被处理的污水混合，形成油、悬浮物与气泡吸附、聚集，上浮被去除。

气浮除油装置由于需要对污水加压，因此能耗较高。另外，由于随气泡上浮的需要是已经从水中脱稳的油颗粒，而对于粒径较小的或乳化油分离效果不佳。

实用新型内容

本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种新型的除油过滤器，其由于采取了如下技术特征而解决了上述问题，并带来其他技术效果。

本公开首先提出一种除油过滤器，其包括：入口，待处理的含油水经由所述入口进入除油过滤器；分配系统，布置为将来自所述入口的含油水分配到过滤层中；所述过滤层，布置在分配系统上方，且包括能捕获油滴的滤料；油水分离器，包括位于过滤层上方的分离器入口、位于所述分离器入口上方的分离器出口以及从分离器入口延伸到分离器出口的分离器通道，其中，所述分离器通道具有变化的横截面，该油水分离器促使含油水分离成滤后水部分和油脂部分；滤后水出口，所述滤后水部分经所述滤后水出口离开除油过滤器；油脂出口，其位置高于滤后水出口，所述油脂部分经所述油脂出口离开除油过滤器。

通过上述特征，由于形成油和水的过流面积的分离器通道的面积是变化的，使得油和水在经过流过分离器通道时，二者的速度差逐步增加，从而更有效地将含油水分离成滤后水部分和油脂部分。另外，再配合分配系统、过滤层、油水分离器之间的相对布置，使得该整个除油过滤器具有油水分离效率高、占地面积小、运行维护方便、能耗低等优点。

根据优选方案，所述油水分离器的分离器通道具有横截面积自下而上逐渐变小的渐缩区段。

通过上述特征，油和水的混合物进入油水分离器后，由于过水面积逐渐减少，从而产生比较大的上升流速。同时，由于油的密度小于水，使得两者的速度差逐步增加，这样的速度差便于浮油层上升到床体上部，实现油水的顺利分离。

根据优选方案，所述油水分离器的分离器通道还具有位于所述渐缩区段上方的直筒区段，所述直筒区段的横截面积基本恒定。

通过上述特征，直筒区段对油和水具有良好的导流作用。

根据优选方案，所述入口还配置为用于反洗水进入所述除油过滤器，且所述分配系统还配置为将反洗水分配到所述过滤层中，且所述除油过滤器还包括：反洗水收集槽，其上部开口，配置为将反洗水引导至反洗水出口；反洗水出口，接收来自反洗水收集槽的反洗水，并将其引导到除油过滤器之外。其中，所述反洗水收集槽的宽度自下而上是变化的。

通过上述特征，可以对除油过滤器进行反冲洗，以去除过滤层中的固体颗粒杂质。而且，反洗水收集槽的宽度变化能够使得反洗水在上升过程中出现流速的突然变化，从而使得反洗水不会将流化的滤料颗粒冲走，又能很好的将滤料中冲洗下来的污泥带走。

根据优选方案，所述反洗水收集槽的宽度自下而上先逐渐变宽，随后逐渐变窄。

通过上述特征，反洗水在上升过程中首先流速由小变大，使得反冲水中的悬浮物质快速上升脱离滤料层，便于将滤料悬浮物清洗干净。随后到反洗集水槽上部部分，过流表面变大，流速变小，此时反洗水中卷带的部分滤料会逐步沉淀下去返回到过滤层中，但是冲洗下来的部分污泥会继续进入到反洗集水槽排除。这样，更有效地实现冲洗。

根据优选方案，所述反洗水收集槽的上部部分的宽度基本恒定。

通过上述特征，有利于反洗水收集槽形成稳定的结构。

根据优选方案，所述反洗水收集槽沿除油过滤器的的一直径水平布置。

根据优选方案，所述除油过滤器还包括反洗气体入口，反洗气体经由所述反洗气体入口进入除油过滤器，并经由所述分配系统进行分配。

通过上述特征，这样，在反洗过程中可以使得反洗气体与反洗水共同配合进行反洗，以达到更好的冲洗效果。

根据优选方案，所述分配系统包括滤板滤头或穿孔管。

通过上述特征，滤板滤头或穿孔管有助于提高除油过滤器进水配水的均匀性和稳定性。

本公开还提出一种污水处理系统，其包括如前文任一方案所述的除油过滤器。

下文中将结合附图对实施本公开的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本公开的特征和优点。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下文中将对本公开实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本公开的一些实施例，而非将本公开的全部实施例限制于此。

图1展示了根据本公开的除油过滤器的一个具体实施方式；

图2展示了可用于除油过滤器的油水分离器的优选实施例的示意图；

图3展示了可用于除油过滤器的反洗水收集槽的优选方案的横截面的示意图。

附图标记列表

1 入口

2 反洗气体入口

3 反洗水出口

4 滤后水出口

5 排气口

6 油脂出口

7 过滤层

8 油水分离器

81 分离器入口

82 分离器出口

83 渐缩区段

84 直筒区段

9 反洗水收集槽

10 分配系统

具体实施方式

为了使得本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本公开具体实施例的附图，对各实施例的方案进行清楚、完整的描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另作定义，本文使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本公开所提出的升流式除油过滤器主要用来去除悬浮在水中的油类物质，特别是粒径在1～20μm范围内的油类物质(但不限如此)。

图1展示了根据本公开的除油过滤器的一个具体实施方式。下面将参照图1对本公开所提出的除油过滤器的特征进行介绍。需要说明的是，图1展示的实施例仅是优选实施例，而并非用于限制本公开的范围。

除油过滤器的床体整体上优选为大致圆柱形，如图1所示。除油过滤器包括入口1，待处理的含油水经由所述入口1进入除油过滤器。所述入口1可位于靠近除油过滤器底部的位置。经入口1进入除油过滤器之后，含油水沿相应的管道行进到除油过滤器的分配系统10。所述入口1还可以允许反洗水进入，这将在下文中进一步介绍。含油水在该除油过滤器中总体上自下而上流动，因此该除油过滤器亦称为升流式除油过滤器。

分配系统10布置在除油过滤器的底部位置处或附近。分配系统10布置为将来自所述入口1的含油水尽可能均匀地分配到过滤层7中。分配系统10优选地包括滤板滤头或穿孔管，以对含油水、反洗水和反洗气体进行均匀分配，滤板滤头或穿孔管有助于提高除油过滤器进水配水的均匀性和稳定性。

过滤层7布置在分配系统10上方，且包括能捕获油滴的滤料。

除油过滤器还包括油水分离器8，其位于过滤层7的上方，且可以处于整个除油过滤器的较高位置处。其中，从图1能够看出油水分离器8在除油过滤器中的布置，从图2能够看到油水分离器8的优选实施例的具体形状。所述油水分离器8包括位于过滤层7上方的分离器入口81、位于所述分离器入口81上方的分离器出口82、以及从分离器入口81延伸到分离器出口82的分离器通道。油和水的混合物沿着分离器通道自下而上地通过油水分离器8。其中，所述分离器通道具有变化的横截面，该油水分离器8促使含油水分离成滤后水部分和油脂部分。

除油过滤器还包括滤后水出口4和油脂出口6。滤后水部分经所述滤后水出口4离开除油过滤器，所述油脂部分经所述油脂出口6离开除油过滤器。由于油的密度低于水的密度，因此将油脂出口6的位置设置得高于滤后水出口4，这样，油脂出口6可处于较高位置的油脂部分聚集区域处，以便于油脂离开除油过滤器，而滤后水出口4可处于相对较低的滤后水聚集区域处，以便于滤后水离开除油过滤器。优选地，油脂出口6位于除油过滤器顶部，且可在附近设置有油水界面检测仪表以控制油的排出。

通过以上的基本结构，除油过滤器的除油过程如下：含油水首先由入口1进入除油过滤器，并沿着相应管道行进到分配系统10。分配系统10将含油水较为均匀地分配进入过滤层7，在这里，含油水自下而上以一定的上升流速通过过滤层7的滤料，且含油水中悬浮的细小油滴微粒被滤料截获。随着滤料截获油滴数量的增加，油滴会形成一层油膜。由于油膜的密度比水小，因此油膜随着水流不断向上层移动。位于过滤层7上方的油水分离器8通过改变上升流速来促进油和水的分离，具体地，油和水从分离器入口81向上进入分离器通道，并从上方的分离器出口82离开。由于形成油和水的过流面积的分离器通道的面积是变化的，且由于油和水具有密度差别，因此随着油和水经过流过分离器通道，二者的速度差逐步增加，从而使得含油水分离成滤后水部分和油脂部分。分离后的滤后水部分在下、油脂部分在上地聚集在除油过滤器上部部分中，并且，滤后水部分相对经较低位置的滤后水出口4离开除油过滤器，油脂部分经相对较高位置的油脂出口6离开除油过滤器。

由于分配系统10、过滤层7、油水分离器8的相对布置，以及油水分离器8的分离器通道的特殊设计，使得该除油过滤器具有油水分离效率高、占地面积小、运行维护方便、能耗低等优点。

参见图2，其展示了油水分离器8的优选结构。油水分离器8的分离器通道优选具有横截面积自下而上逐渐变小的渐缩区段83。其中，油水分离器8下部直径可以与过滤器床体的直径一致，这样刚刚进入油水分离器8的上升流速即为床体上升流速，而进入油水分离器8后，由于过水面积逐渐减少，从而产生比较大的上升流速。同时，由于油的密度小于水，使得两者的速度差逐步增加，这样的速度差便于浮油层上升到床体上部，实现油水的顺利分离。

还参见图2，油水分离器8的分离器通道还具有位于所述渐缩区段83上方的直筒区段84，所述直筒区段84的横截面积基本恒定。该直筒区段84对油和水具有导流的作用。

由于含油水中的固体颗粒杂质会被截留在过滤层7中，并会在并过滤层7中逐渐累积，因此，在经过一段时间的运行之后，除油过滤器需要进行冲洗，称之为反洗。优选应对除油过滤器进行定期反洗。

为此，除油过滤器的入口1还配置为用于反洗水进入所述除油过滤器，且所述分配系统10还配置为将反洗水分配到所述过滤层7中。这样，反洗水由所述入口1进入油水分离器8，并通过分配系统10均匀地分配到过滤层7中，以对滤料进行冲洗。

此外，所述除油过滤器还包括反洗水收集槽9和反洗水出口3。反洗水收集槽9为上部开口的槽结构，配置为将反洗水引导至反洗水出口3。所述反洗水收集槽9可以是长条状的直槽，优选为沿除油过滤器的一直径水平地布置。即，反洗水收集槽与除油过滤器的纵向中心轴线相交。反洗水收集槽9的出水部可位于其一端处，反洗水出口3可位于比反洗水收集槽9低一些的位置，以接收来自反洗水收集槽9的反洗水，并将其引导到除油过滤器之外。

图3展示了反洗水收集槽9的优选实施方式的横截面，并以字母w展示了反洗水收集槽9的宽度。可以看出，根据优选方案，反洗水收集槽9的宽度自下而上是变化的。反洗水收集槽9的宽度变化能够使得反洗水在上升过程中出现流速的突然变化，从而使得反洗水不会将流化的滤料颗粒冲走，又能很好的将滤料中冲洗下来的污泥带走。

更加优选的是，反洗水收集槽9的宽度自下而上先逐渐变宽，随后逐渐变窄。这样，反洗集水槽具有近似六边形的结构部，使得反洗水在上升过程中出现流速的突然变化：首先流速由小变大，使得反冲水中的悬浮物质快速上升脱离过滤层7，便于将滤料悬浮物清洗干净。随后到反洗集水槽上部部分，过流表面变大，流速变小，此时反洗水中卷带的部分滤料会逐步沉淀下去返回到过滤层7中，但是冲洗下来的部分污泥会继续进入到反洗集水槽排除，这样，更有效地实现冲洗。

优选地，所述反洗水收集槽9的上部部分的宽度自下而上基本恒定。这有利于反洗水收集槽9形成稳定的结构。

优选地，除油过滤器还包括反洗气体入口2。反洗气体，例如压缩空气，可经由所述反洗气体入口2进入除油过滤器，并经由所述分配系统10进行分配。反洗气体可经由位于除油过滤器顶部处的排气口5离开。这样，在反洗过程中，可以使得反洗气体与反洗水共同配合进行反洗，以达到更好的冲洗效果。设置反洗气体入口2还有助于控制冲洗强度，从而既避免突然的流化将泥粒冲走，同时要保证将滤料中的污泥去除。

该升流式除油过滤器的典型应用可包括：

(1)冷凝液的连续除油和集油。其中，对于这种应用，除油过程中油的聚结作用占主导地位；

(2)油田废水的除油，特别是烃/悬浮固体的比例大于5的废水。其中，对于这种应用，除油过程中除油过滤器的过滤功能相对起主要作用；

(3)在使用有机溶剂进行萃取的冶金工业中回收有机溶剂。

另外，所述除油过滤器可以是污水处理系统的一部分，从其流出的滤后水部分可继续由污水处理系统进行净化和处理。

需要说明的是，以上仅是本公开所提出的除油过滤器的示例性应用。本领域技术人员可以将该除油过滤器应用于其他工艺中。

上文中参照优选的实施例详细描述了本公开所提出的除油过滤器以及污水处理系统的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本公开理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本公开提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种除油过滤器，其特征在于，所述除油过滤器包括：

入口(1)，待处理的含油水经由所述入口(1)进入除油过滤器；

分配系统(10)，布置为将来自所述入口(1)的含油水分配到过滤层(7)中；

所述过滤层(7)，布置在分配系统(10)上方，且包括能捕获油滴的滤料；

油水分离器(8)，包括位于过滤层(7)上方的分离器入口(81)、位于所述分离器入口(81)上方的分离器出口(82)以及从分离器入口(81)延伸到分离器出口(82)的分离器通道，其中，所述分离器通道具有变化的横截面，该油水分离器(8)促使含油水分离成滤后水部分和油脂部分；

滤后水出口(4)，所述滤后水部分经所述滤后水出口(4)离开除油过滤器；

油脂出口(6)，其位置高于滤后水出口(4)，所述油脂部分经所述油脂出口(6)离开除油过滤器。

2.如权利要求1所述的除油过滤器，其特征在于，所述油水分离器(8)的分离器通道具有横截面积自下而上逐渐变小的渐缩区段(83)。

3.如权利要求2所述的除油过滤器，其特征在于，所述油水分离器(8)的分离器通道还具有位于所述渐缩区段(83)上方的直筒区段(84)，所述直筒区段(84)的横截面积恒定。

4.如权利要求1所述的除油过滤器，其特征在于，所述入口(1)还配置为用于反洗水进入所述除油过滤器，且所述分配系统(10)还配置为将反洗水分配到所述过滤层(7)中，且所述除油过滤器还包括：

反洗水收集槽(9)，其上部开口，配置为将反洗水引导至反洗水出口(3)；

反洗水出口(3)，接收来自反洗水收集槽(9)的反洗水，并将其引导到除油过滤器之外；

其中，所述反洗水收集槽(9)的宽度自下而上是变化的。

5.如权利要求4所述的除油过滤器，其特征在于，所述反洗水收集槽(9)的宽度自下而上先逐渐变宽，随后逐渐变窄。

6.如权利要求5所述的除油过滤器，其特征在于，所述反洗水收集槽(9)的上部部分的宽度恒定。

7.如权利要求4所述的除油过滤器，其特征在于，所述反洗水收集槽(9)沿除油过滤器的一直径水平布置。

8.如权利要求4所述的除油过滤器，其特征在于，所述除油过滤器还包括反洗气体入口(2)，反洗气体经由所述反洗气体入口(2)进入除油过滤器，并经由所述分配系统(10)进行分配。

9.如权利要求1所述的除油过滤器，其特征在于，所述分配系统(10)包括滤板滤头或穿孔管。

10.一种污水处理系统，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的除油过滤器。

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