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1、移动式、旋流—气浮选污水处理装置该装置的第一密闭罐中，有一锥形旋流缸,第二密闭罐是多滤芯沉降过滤罐。该装置的原理是利用污水源的压力,通过一个喷嘴高速喷射产生的负压吸气、液旋流混合浮选,并采用多滤芯方式增大过滤面积,达到高效处理污水的目的。目前油田或矿场的生产作业过程中,各种污水(如单井洗井液、油水井各种措施的反排液等的排放)是环境污染源之一。这些污水具有不连续和分散的特点,给集中处理带来不便,往往任意就地排放,造成了对环境的污染。为此,作者设计了一种移动式、旋流—气浮选污水处理装置,该装置采用了小型化设计、结构简单、无易损坏部件,适合车载;通
2、过更换喷嘴,可适合不同的水质和不同水量油田污水和矿场污水的处理。1装置的结构和工艺流程该装置流程如图1所示,污水经污水流入管(1)流入截面面积很小的喷嘴(3),靠喷嘴的负压吸入一定量的空气,形成了气液混合多相流,以切线方向进入密闭的、竖直安放的锥形旋流分离缸(4)内,形成气液混合旋流。同时在该过程中吸入污水内的空气以气泡的形式迅速吸附待分离物,即浮渣。这时气液混合物在锥形缸中高速旋转流动,产生的离心力使浮渣和水上下分离。锥形缸的独特设计使得污水中污油自上部的排污口(6)排出,浮选后的水经底流出口(5)流入沉降过滤罐(9),流体流速开始下降,出
3、现沉降过程,同时过滤罐中安装多根滤芯、增加过滤面积,对水进行过滤。该装置的设计指标:处理量5m3?h左右,设计压力0.6MPa,工作压力0.2～0.6MPa;进出口压差0.2～0.4MPa,进口污水含油小于2000mg?L,固相含量小于50Λm。经装置处理后的水中含油量小于40mg?L,固相含量小于5Λm,经处理后的污水可重复使用或就地排放。2工作原理该装置的处理污水过程分为四个阶段。污水喷射和负压吸气,污水旋流一浮选分离,沉降分离,精细过滤。该装置的主要工作原理如下:1装置流程图1.污水流入管;2.压力表;3.喷嘴;4.旋流分离缸;5.旋流
4、缸底流出口;6.排污口;7.安全阀;8.沉降过滤罐进口;9.沉降过滤罐;10.排砂口;11.净水出口;12.滤芯;13.挡板2.1污水负压吸气原理污水以一定压力和流速流入管道,经过截面很小的喷嘴时,高速射出,在喷嘴的周围形成负压区,喷嘴的基本结构如图2所示,在负压作用下,通过进气孔,将大气中的空气吸入,污水携带气体进入混合室,气体在混合室的高度湍动作用下被分散成小气泡,形成气、液混合物,经扩散管,被压缩再通过直管排入到旋流缸中,整个过程可分为吸气、混合、压缩,为实现气泡吸附创造条件。图2喷嘴的基本结构图1.污水进入管;2.压力表;3.进气孔;
5、4.喷嘴;5.真空低压区;6.气液混合室;7.扩散管;8.排出管2.2气泡吸附原理吸入污水内的空气将被喷射湍流产生的切变应力剪碎为无数细小的气泡,并在一定条件下使呈现表面活性的待分离物质(油、固体颗粒)吸附在气泡的表面,形成了视密度比水小得多的聚集物,即浮渣,来有效实现旋流—浮选的分离目的。2.3旋流-浮选分离原理旋流分离是利用两种密度差进行离心式分离的,但对于油水分离而言,油和水的密度差较小,一般在50～150kg?m3范围内,而且是从连续介质水中分离出密度稍小一点的分散相油,为了使旋流分离获得较高分离效率,污水在进入旋流缸之前,采用喷嘴来
6、实现高速喷射、吸气、混气、气泡吸附,形成泡沫形式的浮渣,来增加油相和水的密度差。其工作原理如图3所示。当含有大量气泡的污水以一定压力切向进入圆锥形旋流缸高速旋转,这时离心力按密度253旋流-浮选分离原理图1.进液口;2.排污口;3.底流口;4.自下而上旋转油束;5.自上而下旋转水流束不同将组合流加以分离,其离心力的差值∃F=mV2Η?r=Πd3(Θ1-Θ2)Ξr?6(1)式中Ξ:液体的旋转角速度,Θ1:水的密度,Θ2:浮渣密度,r:半径,VΗ:离心力场中某一点的切向速度,m=Πd3(Θ1-Θ2)?6:浮渣在水中有效质量。密度较大的液体水,沿着
7、旋流缸内壁自上旋转而下,经旋流缸的底流口排出,进入沉降过滤罐;密度较小的,即要被去除的油与气泡粘附形成密度较小的浮渣,则被迫卷入低压中心,逆轴向上流动,经旋流缸上部的排污口排出。2.4沉降过滤原理经旋流-气浮选处理后的水中仍含有一定的油份和固相颗粒,进入沉降过滤罐,使固相颗粒沉降;油份借助于过滤介质吸附在其表面。所以,通过沉降过滤罐进一步净化水质,处理后的污水可重复使用或就地排放。3影响旋流分离缸性能的因素3.1分流比F旋流分离缸分流比F被定义为排污口的排出量Q排与入口流量Q入之比:F=Q排/Q入(2)分流比一般控制在5◊以下,否则大量液体从
8、排污口排出,这样的旋流分离缸,即使分离效果好,意义也不大。影响分流比的主要因素有:排污口的直径d排、底流口的直径d出和入口流量Q入等,如在工作压力不高于0.6MPa
