专利名称：一种带有梯度分布突触的聚结板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油水分离处理技术领域，尤其涉及重力聚结法含油污水分离装置用填料。
背景技术：
油水分离装置是一种用于将油和水分离开来的设备，其广泛应用于炼油、机械、食品加工、化工、污水治理等工业领域。现有的油水分离方法概括起来有物理分离、化学分离以及电化分离等三种。物理分离法因具有简单方便、成本低廉、无二次环境污染等显著优势而得到广泛应用。重力分离法和聚结分离法(又称粗粒化法)是物理分离的主要方法。重力分离法是利用油水混合液中油水介质比重的不同以及油水的不相溶性，在静止或流动状态下实现油滴、悬浮物与水的分离。油水重力分离的代表产品是由美国石油协会(American Petroleum hstitute)于上世纪提出的API油水分离器，该分离器曾被广泛用于炼油厂和化工厂中。美国哈真(Hazen)提出了浅池理论颗粒沉降速度与沉淀面积有关，且沉淀分离池身越浅，可被去除的悬浮物颗粒越小。依据哈真理论，若用水平隔板将分离池或分离容器总高H分为η层，分离处理能力可以提高η倍。应用中，由于水平隔板不易实现自动排油和排泥，容易使聚结板组污堵，基于此，现有的油水分离装置大多采用多层斜板叠置的结构形式，即所谓的斜板分离器。这种结构较之美国石油协会的API分离器，能大幅度提高单位体积的油水分离效率，也因此减少了分离装置的空间占用。随着环保应用中油水分离效率和精度要求的不断提高，聚结法与多层板重力法除油的协同除油效果受到重视。聚结法除油是指依靠板组表面材料本身亲油性，将含油污水中的微量油吸附在板表面上，随着水流流动逐渐聚集变大，并最终为水力剪切剥离，从而加速油水分离的技术。根据斯托克斯定律假设含油污水中油滴颗粒是大小均勻的球体，水力条件为理想层流，则水中油滴上浮速度随着油滴粒径增大而平方倍的增大，与油水介质的比重差成正比，与水的黏度成反比。据此可知，聚结板组的聚结除油过程如下先将水中分散油滴吸附捕获，附着于聚结板板组表面的分散油滴随着水流运动，通过润湿和碰撞聚结不断生长变大，油滴上浮速度成倍增加，最终提高了油水分离效率。基于多层板重力分离和聚结分离技术的油水分离装置中，美国通用电气公司专利 U. S 3，847，813公开了一种水平波纹聚结板，其主要特点在于波纹板波峰分布有用于排油的排油孔，波谷分布有用于排沉淀物的沉水孔。在当前国内广泛应用的斜板分离器中，已捕获的油滴需走完整个斜板的长度才能到达液面并被最终分离。通用电气公司波纹板通过间隔分布排油孔和沉水孔的结构，油滴只需沿着流向移动一小段就可遇到一个排油孔，然后顺着排油孔直接上浮到液面，大大缩短了油滴上浮到液面并最终被分离的距离，显著提高了聚结板的分离效率。之后，美国专利U. S 4，405，459在通用电气公司聚结板的基础上设计了子母扣，提供了一种良好的固定板间距的方法，该设计能够依据应用要求，灵活选择板间距和板组模块的层数。[0007]继承以上两种聚结板组的设计优点，美国专利U. S 4，897，206提供了一种波纹聚结板设计，该聚结板在其所在平面上，沿着流向和流向的正交方向均设计有波状结构，增加了单位体积聚结板组的表面积，提升了分离效率，同时排油效率也更高。这种聚结板组在世界范围内得到了广泛的应用。美国专利U. S 4，897，206虽然通过正交波状结构使聚结板组体积比表面积较单向波状结构的聚结板组有所增加，但仍未能释放单位体积聚结板组的处理潜能。一方面，表面积尤其是下表面的大小与分散油滴的吸附捕获效率直接相关，该设计未能进一步增大聚结板组的下表面积。另一方面，已捕获的油滴需要通过微观上的润湿和碰撞聚结促进分散油滴生长变大，在该设计中，仅依靠油滴随着板间波状流道的极有限次数的速率和方向改变，为油滴碰撞聚集提供水力条件，所以微观上分散油滴聚结生长增大的几率并不高。这两方面原因综合起来，导致了单位体积聚结板组的处理效能未能完全发挥。
发明内容本实用新型的目的是提供一种带有梯度分布突触的聚结板，该聚结板的单位体积内油水分离效能更高，不仅能充分吸附捕获油滴，又能有效促进已捕获油滴聚结变大，使聚结板对油污水处理效率和处理精度获得进一步提升。为解决以上技术问题，本实用新型通过以下方式实现一种带有梯度分布突触的聚结板，包括一在波纹板所在平面上，沿着流向和流向的正交方向均有波状结构的波纹状聚结板；在所述波纹状聚结板的波谷处设有沉水孔，波峰处设有排油孔；波纹状聚结板上设有用于固定板间距和将波纹状聚结板叠置成组的子母扣；所述波纹状聚结板表面全部或部分具有突触。本实用新型中，所述的突触与波纹状聚结板是一体式连接的；所述的突触形状可以是半球体状、雨滴状或其他具有弧面的形状；突触优选分布于波纹状聚结板的下表面。进一步地，在波纹状聚结板上任意两相邻的排油孔和沉水孔之间，沿着沉水孔到排油孔的方向，所述突触的半径是梯度增大的，相邻两突触间的中心距长度也沿着上述方向梯度增大，同时，所述突触与其相接部分的聚结板平面所成钝角切角也是沿着上述方向梯度增大的。优选地，所述突触的半径由0. Imm至IOmm逐渐增大，所述突触间中心距长度由 0. 3mm至40mm逐渐增大，所述切角由90度逐渐增大至150度。采用上述结构后，由于突触结构的存在，大幅度增加了波纹状聚结板的表面积，尤其是下表面积，促使含油污水中分散油滴被充分吸附捕获。由于相邻突触间形成了大量曲折通道，促使已吸附的油滴在水流作用下，沿着这些通道曲折前进，流速和方向不断改变， 提供了大量微观碰撞聚结的水力条件，极大地提高了分散油滴成长变大的几率。所述突触半径、相邻突触间中心距以及突触与相接部分构成的钝角切角均呈梯度增大，符合分散油滴生长的规律，极大减少了已聚结变大油滴由于突触再度分散为小油滴的几率。本实用新型带有梯度分布突触的聚结板在设计理念上进行了较大突破，突破了原有的单纯依靠润湿聚结或碰撞聚结油水分离装置设计，大大提升了聚结板的除油效率。同时，本实用新型的聚结板具有结构简单，制作维护方便的特点，适合于作为物理法处理含油污水装置填料使用。[0016]实际使用中，将多块带有梯度分布突触的聚结板通过波纹状聚结板上的子母扣堆叠成组。将所述聚结板组置于容器中，两侧贴近容器壁以防止短流；聚结板进出水端下部设置支撑盲板，出水端上部设置隔油盲板，两种盲板均与聚结板组紧密连接。运行时，含油污水由聚结板组进水端进入，通过聚结板中发生吸附、聚结、分离作用后，处理水由出水端流出；分离的油质通过排油孔上升到水面，由于隔油盲板的作用，在水面一定区域内不断富集，并最终收集回用；水中的悬浮固体物质不断沉淀于容器底部进出水端支撑盲板之间，可通过在底部设置排污管，定期将沉淀物清理。具体实施中，可以按照具体需要组装叠置，叠置高度和层间距离可根据原水水量和水质情况通过相关计算确定。实施中也可通过多组聚结板组的并联提高处理量，或串联以提高处理精度。
图1为本实用新型带有梯度分布突触的聚结板下表面结构展开示意图。图2为图1的A-A视图。图3为本实用新型聚结板突触梯度分布的结构示意图。图4为图5的局部放大图。图5为本实用新型聚结板的组装结构示意图。图6为图5的侧视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型带有梯度分布突触的聚结板做进一步详细的说明。如图1、图2所示，一种带有梯度分布突触的聚结板，包括一在波纹板所在平面上， 沿着流向和垂直于流向方向上均有波状结构的波纹状聚结板1，其波谷处设有沉水孔5，波峰处设有排油孔2。聚结板1的下表面上一体式连接有梯度分布的半球体状突触3。在聚结板1上还设有用于固定板间距和将聚结板叠置成组的子母扣4。进一步地，如图1、图2和图3所示，在聚结板1下表面上，任意两相邻的排油孔2 和沉水孔5之间，沿着沉水孔5到排油孔2的方向，突触3的半径从0. 2mm-8mm呈梯度逐渐增大，相邻两突触间的中心距长度也沿着上述方向从0. 4mm-40mm梯度增大。如图3及其局部放大图图4所示，突触3与其相接部分的聚结板平面所成钝角切角A也是沿着上述方向梯度增大的，所述切角由Al的90度逐渐增大至A2的150度。使用时，如图5、图6所示，将多块带有梯度分布突触的聚结板1通过聚结板上的子母扣4堆叠成组。将聚结板组置于容器中，两侧贴紧容器壁。在聚结板的进出水端下部设置有支撑盲板6，出水端上部设置隔油盲板7，两种盲板均与聚结板组紧密连接。运行时，含油污水由聚结板组进水端进入，通过聚结板1发生吸附、聚结、分离作用，处理出水由出水端流出；分离的油质通过排油孔2上升到水面，由于隔油盲板7的作用， 在水面一定区域内不断富集，并最终收集回用；原水中的悬浮固体物质不断通过沉水孔5 沉淀于容器底部进出水端支撑盲板6之间，可通过在底部设置排污管，定期将沉淀物清理。上述实施例为带有梯度分布突触的聚结板的常用实施方式，但应用形式并不局限于此，在不违背基本原理的情况下，还可以做出一些变换。如在具体实施中，可以按照具体需要组装叠置，叠置高度和层间距离可根据原水水量和水质情况通过相关计算确定。实施中也可通过多组聚结板组的并联以提高处理量，或串联以提高处理精度，等。
权利要求1.一种带有梯度分布突触的聚结板，包括一在波纹板所在平面上，沿着流向和流向的正交方向均有波状结构的波纹状聚结板，在所述波纹状聚结板的波谷处设有沉水孔，波峰处设有排油孔，波纹状聚结板上设有用于固定板间距和将波纹状聚结板叠置成组的子母扣，其特征是所述波纹状聚结板表面全部或部分具有突触。
2.根据权利要求1所述的带有梯度分布突触的聚结板，其特征是所述的突触分布于波纹状聚结板的下表面。
3.根据权利要求1所述的带有梯度分布突触的聚结板，其特征是所述突触的半径在任意两相邻的排油孔和沉水孔之间，沿着沉水孔到排油孔的方向梯度增大。
4.根据权利要求3所述的带有梯度分布突触的聚结板，其特征是所述突触的半径由 0. Imm梯度增大至IOmm0
5.根据权利要求1所述的带有梯度分布突触的聚结板，其特征是所述相邻两突触间的中心距长度沿着沉水孔到排油孔的方向梯度增大。
6.根据权利要求5所述的带有梯度分布突触的聚结板，其特征是所述突触间中心距长度由0. 3mm梯度增大至40mm。
7.根据权利要求1所述的带有梯度分布突触的聚结板，其特征是所述突触与其相接部分的聚结板平面所成钝角切角沿沉水孔到排油孔的方向梯度增大。
8.根据权利要求7所述的带有梯度分布突触的聚结板，其特征是所述切角由90度梯度增大至150度。
9.根据权利要求1所述的带有梯度分布突触的聚结板，其特征是所述的突触与波纹状聚结板一体式连接。
10.根据权利要求1所述的带有梯度分布突触的聚结板，其特征是所述的突触形状是半球体状、雨滴状或其他具有弧面的形状。
专利摘要一种带有梯度分布突触的聚结板，包括一在波纹板所在平面上沿着流向和流向的正交方向均有波状结构的波纹状聚结板，在波纹状聚结板的波谷处设有沉水孔，波峰处设有排油孔，波纹状聚结板上设有用于固定板间距和将波纹状聚结板叠置成组的子母扣，所述波纹状聚结板表面全部或部分具有突触，所述突触的半径沿着沉水孔到排油孔的方向梯度增大，相邻两突触间的中心距长度也沿着上述方向梯度增大。本实用新型大幅增加了波纹状聚结板的表面积，单位体积内油水分离效能更高，又能有效促进已捕获油滴聚结变大，使聚结板对油污水处理效率和处理精度获得进一步提升，适合于作为物理法处理含油污水装置填料使用。
文档编号B01D17/022GK202146643SQ201120250939
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月16日 优先权日2011年7月16日
发明者乔华, 梁伟, 王小宁, 郝燕文, 陈宇鹏 申请人:太原绿威环境能源科技工程有限公司