[发明专利]一种纤维颗粒组合双气泡强化油水分离的成套设备和方法

权利要求书

1.一种纤维颗粒组合双气泡强化油水分离的成套设备，其特征在于，所述强化油水分离的成套设备包括破乳过滤单元和旋流气浮单元，其中：

所述破乳过滤单元为亲疏水纤维过滤器，所述过滤器的顶部设有进料口管道，所述过滤器内从上至下包括若干级纤维颗粒床，所述纤维颗粒床的四周与所述过滤器内壁连接且所述进料口管道与最上层的纤维颗粒床连通，所述过滤器的顶部壁面设有过滤器油相出口，底部壁面设有过滤器水相出口；

所述旋流气浮单元为双气泡喷射旋流式气浮装置，所述气浮装置的底部设置气浮装置进口，所述气浮装置进口与所述过滤器水相出口连通；所述气浮装置轴心处设置气浮内筒，所述气浮内筒的底部与所述气浮装置进口连通；所述气浮内筒内从下至上依次设有一级气泡发生器和二级气泡发生器，用于产生气泡群，在气浮作用下油水分离，所述一级气泡发生器用于产生粒径为100-1000μm的大气泡，所述二级气泡发生器用于产生10-100μm的小气泡；

所述气浮内筒上设有循环喷射机构，用于在所述气浮内筒中形成旋流场，加速液滴碰撞与分离，所述循环喷射机构包括分别设置于所述气浮内筒的底端和侧壁上的若干组对应的循环出口和循环入口，所述循环出口和循环入口连通，并通过循环泵提供动力，所述循环入口在所述气浮内筒侧壁的内部连接倾斜朝下的卷吸喷嘴；所述卷吸喷嘴包括喷嘴入口和喷嘴出口，所述喷嘴入口与所述循环入口连通，所述喷嘴入口的内侧一端为渐缩结构，所述卷吸喷嘴位于所述渐缩结构的径向位置设有卷吸孔，所述卷吸孔至所述喷嘴出口之间为文丘里强化段；所述气浮装置的底端壁面设置净化水出口，顶端壁面设置排气口，气浮内筒上方的壁面设置气浮装置油相出口。

2.根据权利要求1所述的强化油水分离的成套设备，其特征在于，所述一级气泡发生器为中心设有中孔的圆盘形结构，安装于所述气浮内筒底部，沿所述一级气泡发生器的圆周设有一级密集孔，所述一级密集孔沿着径向从外侧向中心分布逐渐密集。

3.根据权利要求1所述的强化油水分离的成套设备，其特征在于，所述二级气泡发生器为圆盘形结构，安装于所述气浮内筒内距离所述气浮内筒底部2/3处，所述二级气泡发生器等间距均匀设置二级密集孔。

4.根据权利要求1所述的强化油水分离的成套设备，其特征在于，所述卷吸喷嘴安装于所述气浮内筒上距离所述气浮内筒底部的1/3处，其轴线与所述气浮内筒的母线的夹角为30°-80°。

5.根据权利要求1所述的强化油水分离的成套设备，其特征在于，所述气浮内筒为圆锥形结构，所述气浮内筒的母线与水平线夹角为30°-80°，所述气浮内筒的长度为所述气浮装置切线长度的2/3。

6.根据权利要求1所述的强化油水分离的成套设备，其特征在于，所述过滤器包括三级纤维颗粒床，从上至下依次为一级纤维颗粒床、二级纤维颗粒床和三级纤维颗粒床，其中每级纤维颗粒床的床层厚度为所述过滤器的容器切线长度的10％-30％；孔隙率分别为0.2-0.3，0.3-0.5，0.5-0.7，通过X型纤维编织方法编织所得。

7.根据权利要求1所述的强化油水分离的成套设备，其特征在于，所述过滤器底部设置反洗水入口，用于根据实际运行工况对所述过滤器进行高压反洗注水吹扫，防止所述过滤器内颗粒堵塞。

8.利用权利要求1-7任一所述的强化油水分离的成套设备强化油水分离的方法，其特征在于，所述强化油水分离的方法包括如下步骤：

(1)油水混合物经所述进料口管道进入所述破乳过滤单元，通过所述纤维颗粒床聚结破乳，聚结破乳后产生的油相从所述过滤器油相出口排出收集，产生的水相从所述过滤器水相出口排出；

(2)步骤(1)中的水相经所述气浮装置进口进入所述旋流气浮单元，所述一级气泡发生器和二级气泡发生器分别产生不同大小尺度的气泡，利用非极性亲油属性对水中油滴进行负载并上浮，实现油水高效分离；同时，所述气浮内筒内的流体在所述循环喷射机构的作用下循环流动，并在所述气浮内筒内形成旋流场，强化水中油相的聚结分离；

(3)步骤(2)中产生的气体通过所述排气口排出，产生的油相从所述气浮装置油相出口排出收集，产生的洁净水从所述净化水出口排出。