一种节能型通用油水分离装置

1.本发明属于油水分离技术领域，具体涉及一种节能型通用油水分离装置。


背景技术：

2.随着工业化进程的加快，环境污染也日益严重；其中，工业含油废水的不停排放以及频繁发生的溢油事故，给水资源和生态环境造成了严重破坏。传统的油水分离技术如重力沉降法、离心法、吸附法等，虽然可以起到油水分离目的，但普遍存在分离效率不高、分离纯度不够等问题。因此，如何实现有效的油水分离备受学术界和工业界的高度重视。
3.超疏水材料，因其特殊的油、水润湿性，近年来在油水分离领域得到广泛研究。文献 w.yang,et al.superhydrophobic copper coating:switchable wettability,on-demandoil-water separation,and antifouling[j].chemical engineering journal,2017,327: 849-854.中报道了一种基于超疏水铜网夹层的小型过滤装置，实现了较好的重油/水混合液分离效果；但该装置的分离能力很有限，且难以用于轻油/水混合液的分离。文献a.k. kota,et al,hygro-responsive membranes for effective oil-water separation[j]. nature communications,2012,3:1025.中采用“双通道”结构，即在上述的夹层过滤装置上侧壁较低位置处凿开一个通口，实现了油水从不同通道流出的可持续分离；但该结构不易操控且存在分离纯度差等问题。文献t.p.lei,et al.2d
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3d conversion ofsuperwetting mesh:a simple but powerful strategy for effective and efficientoil/water separation[j].separation and purification technology,2020,242:116244. 中提出将2d平面超疏水过滤网改造成3d容器结构并结合泵抽技术，实现了任意密度油/水混合液的可持续分离；但该结构无法实现轻油、水、重油三种成分的分离，且因使用抽水泵需要消耗额外的能源。专利.蔡晓梅,等.一种重油、轻油、水三种成分分离装置及其分离方法:中国,201811386079.0[p],2021-10-26.中提出将3d超疏水容器分隔成两个分离区域，并利用液位传感器和抽水泵控制累积水高度，从而实现轻油、水、重油三种成分的同时分离；但该装置仍需要消耗额外的能源且分离过程控制较为繁琐。


技术实现要素：

[0004]
本发明提供了一种节能型通用油水分离装置，其克服了背景技术中所述的不足，能够实现任意密度油水混合液以及重油/水/轻油三种成分的混合液的可持续分离，且分离过程还具有全自动和节能优点。
[0005]
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的技术方案是：
[0006]
一种节能型通用油水分离装置，包括油水混合液注入单元、轻油/水分离单元、重油/ 水分离单元、排水单元以及固定单元；
[0007]
所述固定单元用于固定油水分离装置；所述油水混合液注入单元包括用于实现油水混合液持续注入的抽液泵和注入管；所述轻油/水分离单元包括基于超疏水—超亲油金属网的过滤模块和轻油排出通道；所述排水单元包括用于防止油液从排水单元带出的隔
板、自主排水模块以及溢流阀；所述重油/水分离单元包括用于过滤重油/水混合液的超疏水—超亲油过滤网及其固定模块。
[0008]
在一更佳的实施例中，所述的排水单元的自主排水模块为连通管结构，自主排水模块的入水端位于不含超疏水-超亲油过滤网的隔板一侧壁偏下区域，自主排水模块的出水端高于轻油/水分离单元的过滤模块的底端。
[0009]
在一更佳的实施例中，所述的排水单元的自主排水模块的连通管结构的出水端安装有所述溢流阀以控制排水流量，以提高轻油/水混合液中轻油过滤效果。
[0010]
在一更佳的实施例中，所述的排水单元的隔板与重油/水分离单元的固定模块的内壁无缝贴合，隔板的上端低于连通管结构的出水端以使水能够自动被排出。
[0011]
在一更佳的实施例中，所述的轻油/水分离单元的轻油排出通道为弧形斜坡结构，其排油口为倒圆台，便于滤出的轻油自动排尽。
[0012]
在一更佳的实施例中，所述的重油/水分离单元的超疏水—超亲油过滤网和固定模块之间通过螺纹结构固定的。
[0013]
在一更佳的实施例中，所述的注入管出口端高度位于隔板中部，所述注入管的出口端远离隔板布置且不对准超疏水—超亲油过滤网。
[0014]
在一更佳的实施例中，所述的注入管的入口端是插入油水混合液底部的，确保油水混合液能完全被抽出。
[0015]
在一更佳的实施例中，所述的油水混合液是静止或扰动情况下的。
[0016]
本发明还包括一种节能型通用油水分离方法，其特征在于：利用如上所述的一种节能型通用油水分离装置，具体步骤如下：
[0017]
(1)将安装有轻油/水分离单元和重油/水分离单元的节能型通用油水分离装置固定好，同时连接好抽液泵和注入管；
[0018]
(2)启动抽液泵向装置持续通入油水混合液，因注入管入口端是插入油水混合液的底部的，首先吸入是密度大的液体；
[0019]
(3)若混合液为重油/水/轻油三种成分的液体，则重油先在重油/水分离单元过滤出，待混合液中的重油注入完毕，油水混合液的水将不断被吸入装置，因排水单元是具有自主排水的连通管结构，且其出水端略高于轻油/水分离单元的过滤模块的底端，不仅确保剩余混合液中的水被不断排出，而且确保水位一直略高于轻油/水分离单元的过滤模块的底端，从而使轻油能够通过过滤模块从弧形斜坡结构的轻油排出通道排出；
[0020]
(4)同理，当混合液为轻油、水或重油、水两种成分的液体时，只要重复步骤(1)和 (2)，即可完成全自动、节能的可持续油水分离。
[0021]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0022]
1、本发明提供了一种节能型通用油水分离装置及其分离方法，依据油水密度差异和连通器原理，设计了轻油/水分离单元、重油/水分离单元以及自主排水单元，能够基于单一的超疏水-超亲油过滤网实现任意密度油水混合液以及重油/水/轻油三种成分的混合液的节能与可持续分离。
[0023]
2、本发明提供了一种节能型通用油水分离装置及其分离方法，通过设计弧形斜坡结构的轻油排出通道和倒圆台结构的排油口，可确保滤出的轻油能自动排尽；另外，该装置也适用于流动性油水混合液的过滤分离，这对海上浮油的回收利用具有重要意义。
附图说明
[0024]
图1为本发明实施例1所述的节能型通用油水分离装置的整体示意图；
[0025]
图2为本发明实施例1所述的节能型通用油水分离装置的俯视图；
[0026]
图3为本发明实施例1所述的节能型通用油水分离装置的主视图剖面图；
[0027]
图4为本发明实施例1所述的节能型通用油水分离装置对于排水单元、轻油/水分离分离单元、隔板的局部剖视图。
具体实施方式
[0028]
下文结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
[0029]
实施例1
[0030]
参考图1-4，一种节能型通用油水分离装置及其分离方法，其结构在于：包括油水混合液注入单元1、轻油/水分离单元2、重油/水分离单元3、排水单元4以及固定单元5；
[0031]
所述油水混合液注入单元1包括用于实现油水混合液持续自动注入的抽液泵11和注入管12；所述轻油/水分离单元2包括基于超疏水—超亲油金属网的过滤模块21和轻油排出通道22；所述重油/水分离单元3包括用于过滤重油/水混合液的超疏水—超亲油过滤网31 及其固定模块32；所述排水单元4包括用于防止油液从排水单元带出的隔板41、自主排水模块42以及溢流阀43；所述固定单元5用于固定节能型通用油水分离装置。
[0032]
开始时可以向节能型通用油水分离装置内部注入适量水，保证水不会从隔板41顶部向外溢出，抽液泵11随即将油水混合液吸入注入管12并排入节能型通用油水分离装置中(注入管12的出液口高度不应超过隔板41并且管口不能直接对准过滤重油/水混合液的超疏水—超亲油过滤网31以防止重油通过自主排水模块42流出以及轻油通过过滤重油/水混合液的超疏水—超亲油过滤网31流出)。当重油/水/轻油混合液进入装置，重油下沉与超疏水—超亲油过滤网31充分接触过滤被排出，且由于有隔板41的作用重油无法从自主排水模块 42流出；待混合液中的重油注入完毕，油水混合液的水将不断被吸入装置，因排水单元4 是具有自主排水的连通管结构42，且其出水端略高于轻油/水分离单元2的过滤模块21的底端，不仅确保剩余混合液中的水被不断排出，而且确保水位一直略高于轻油/水分离单元 2的过滤模块21的底端，从而使轻油能够通过过滤模块21从轻油排出通道22排出；待混合液注入完毕，可继续向装置注入适当的水以确保薄层轻油深度过滤出，进而实现重油/水/ 轻油三种成分混合液的完全分离。
[0033]
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。