Máy tách dầu nước hoạt động như thế nào? Giải thích về trọng lực, các tấm liên kết và DAF

Một nhà máy gia công kim loại thải ra khoảng 20 mét khối nước rửa mỗi giờ mang theo khoảng 400 mg/L dầu cặn và dung dịch cắt. Dầu tự do sẽ nổi lên bề mặt trong vòng vài phút nếu nước được đặt ở một nơi yên tĩnh. Dầu nhũ hóa có thể ngâm trong nước nhiều giờ mà vẫn không nổi lên. Sự khác biệt đó chứ không phải hình dạng của bể quyết định liệu máy tách dầu nước có hoạt động hay không.

Vì vậy, đây là phiên bản ngắn gọn: bộ tách dầu nước không lọc dầu ra khỏi nước. Nó làm nước chảy chậm lại, trải rộng đủ rộng và tạo lực nổi đủ thời gian để nâng các giọt dầu lên bề mặt mà thiết bị hớt bọt có thể cuốn chúng đi. Các tấm, vách ngăn, bọt khí và hóa chất đều tồn tại để giúp công việc đó trở nên dễ dàng hơn.

Sức nổi, diện tích bề mặt và thời gian: Ba đòn bẩy tách biệt

Dầu nổi vì nhẹ hơn nước. Hầu hết các loại dầu khoáng, chất lỏng thủy lực và dầu diesel nằm trong khoảng từ 0,85 đến 0,92 g/cm³, trong khi nước ở 20 độ C là gần 1,00 g/cm³. Khoảng cách thường chỉ từ 8 đến 15 phần trăm, đó là lý do tại sao việc phân tách diễn ra chậm và tại sao hình dạng bể lại quan trọng đến vậy.

Tốc độ bay lên của một giọt thường được ước tính bằng định luật Stokes:

v = g (mật độ nước - mật độ dầu) d ² / 18 độ nhớt

Trong đó d là đường kính giọt nước và độ nhớt của nước. Có hai điều nổi bật. Vì đường kính là bình phương nên kích thước giọt tăng gấp đôi sẽ làm cho giọt bay lên nhanh hơn bốn lần. Vì độ nhớt nằm ở mẫu số nên việc làm ấm nước có tác dụng tương tự như làm cho các giọt nước lớn hơn. Một thiết bị phân tách bỏ qua một trong hai yếu tố đó là bể lắng có cái tên ấn tượng hơn.

Từ đầu vào đến đầu ra: Mỗi giai đoạn của thiết bị làm gì

Hầu hết mọi máy tách trọng lực đều tuân theo trình tự giống nhau, cho dù đó là đơn vị API bê tông chôn tại nhà máy lọc dầu hay đơn vị gói thép nhỏ gọn trên sàn nhà xưởng.

1. Nhà phân phối đầu vào hoặc vách ngăn. Nó tiêu diệt áp lực vận tốc từ đường ống đi vào và trải đều dòng chảy trên toàn bộ chiều rộng của thiết bị. Phân bố không đều là nguyên nhân phổ biến nhất gây đoản mạch.
2. Grit và chất rắn rơi ra. Cát, cặn và chất rắn nặng lắng xuống phễu ở phía dưới, thường là bể chứa hình chữ V có van xả hoặc mũi khoan.
3. Gói tấm hoặc phương tiện kết hợp. Các tấm nghiêng cắt khoảng cách thẳng đứng mà một giọt nước phải di chuyển từ hàng chục cm đến vài cm và chúng tạo cho các giọt nhỏ một bề mặt để hợp nhất.
4. Lớp dầu tích tụ. Dầu tự do thu thập dưới dạng màng dày khoảng 25 đến 50 mm trước khi được hút ra bằng ống hớt, thiết bị thu hớt đai hoặc đập có thể điều chỉnh được.
5. Đập tràn hoặc vách ngăn. Nước được hút từ bên dưới lớp dầu và để lại một đập nước để thiết lập mực nước và do đó xác định độ sâu của lớp dầu bên trong thiết bị.

Thứ tự quan trọng. Nếu vách ngăn đầu vào bị tắc hoặc tấm đệm bị che, mọi giai đoạn hạ lưu đều đang sử dụng sai nguồn nước và đập đầu ra chỉ đơn giản là giải quyết vấn đề.

Những giọt dầu thực sự bay lên nhanh như thế nào?

Các con số làm cho logic thiết kế trở nên rõ ràng. Sử dụng định luật Stokes với chênh lệch mật độ 80 kg/m³ trong nước ở 20 độ C, một giọt 150 micron, cơ sở thiết kế cổ điển cho máy phân tách trọng lực, tăng lên khoảng 1 mm mỗi giây. Cần khoảng 17 phút để đi được một mét.

Đây là lý do tại sao thiết bị phân tách trọng lực dài và nông. Giữ các giọt cách bề mặt trong phạm vi 20 cm và thời gian lưu trú cần thiết giảm từ hàng chục phút xuống còn vài phút. Đó cũng là lý do tại sao các gói dạng đĩa tồn tại: rút ngắn đường đi lên và bạn có thể thu nhỏ bể chứa hoặc hứng những giọt nhỏ hơn trong cùng một diện tích.

Nhiệt độ là biến số rẻ nhất để thay đổi

Độ nhớt của nước giảm mạnh khi nó ấm lên. Nó là khoảng 1,79 mPa s ở 0 độ, 1,00 ở 20 độ và khoảng 0,55 ở 50 độ. Bởi vì độ nhớt nằm trong mẫu số của định luật Stokes, nên việc làm nóng một dòng từ 20 đến 50 độ sẽ làm tăng gần gấp đôi tốc độ dâng lên của mỗi giọt trong đó mà không cần thay đổi một tấm nào.

Đó là lý do tại sao hệ thống nước chứa dầu ở vùng khí hậu lạnh được cách nhiệt hoặc làm nóng và tại sao cùng một thiết bị thường hoạt động tốt hơn vào mùa hè so với mùa đông. Đó cũng là một lời cảnh báo. Nếu nhà máy chuyển sang sử dụng chất tẩy rửa hoặc chất tẩy rửa khác, phần được nhũ hóa có thể tăng vọt và thiết bị phân tách sẽ trông như thể có thứ gì đó cơ học bị hỏng trong khi không có gì xảy ra.

Các tuyến đường tách chính được so sánh

Tách trọng lực là xương sống của xử lý nước dầu, nhưng nó hiếm khi là toàn bộ câu chuyện. Các tuyến đường dưới đây là những tuyến đường thường được tìm thấy trước điểm xả hoặc bước tái sử dụng.

Máy tuyển nổi ngang Máy tuyển nổi không khí hòa tan tiến lưu là thiết bị tách chất lỏng rắn thường được sử dụng trong ngành xử lý nước thải. Nó có hiệu quả có thể loại bỏ đình chỉ... Xem sản phẩm →

Tuyển nổi không khí hòa tan xứng đáng được xem xét kỹ hơn vì nó làm thay đổi cơ chế chứ không phải hình dạng. Thay vì đợi dầu tự nổi lên, các bong bóng siêu nhỏ bám vào các giọt nước và nâng chúng lên với tốc độ mà chỉ riêng trọng lực không thể tạo ra. Nó loại bỏ dầu phân tán và nhũ hóa nhẹ mà thiết bị trọng lực đơn giản đi thẳng qua.

Liều lượng hóa chất phù hợp ở đâu

Dưới khoảng 20 micron, các giọt dầu hoạt động giống chất hòa tan hơn là dầu nổi. Một giọt 20 micron cần vài giờ để dâng lên một mét, điều mà không một bể chứa thực tế nào có thể làm được. Câu trả lời là phát triển chúng: chất keo tụ sẽ trung hòa điện tích bề mặt trên các giọt và chất keo tụ sẽ tạo ra các giọt trung hòa thành các khối đủ lớn để trọng lực hoặc tuyển nổi loại bỏ.

Hóa học chỉ hoạt động nếu liều lượng phù hợp. Tỷ lệ liều lượng đối với nước có dầu thường nằm trong khoảng từ hàng chục đến thấp hàng trăm mg/L, và bơm định lượng trôi đi 20% sẽ gây lãng phí polyme hoặc để dầu chảy ra đầu ra. Đó là lý do tại sao các hệ thống định lượng đóng gói có buồng trộn và máy bơm được hiệu chuẩn lại là tiêu chuẩn trên xử lý nước thải công nghiệp dòng nơi ảnh hưởng thay đổi thay đổi theo sự thay đổi.

Thiết bị định lượng tích hợp Máy ép bùn trục vít Xem sản phẩm →

Điều gì quyết định liệu đơn vị có đáp ứng được số lượng của nó hay không

Hai dải phân cách được xây dựng theo bản vẽ giống hệt nhau có thể hoạt động rất khác nhau. Trong thực tế, hiệu suất được quyết định bởi một danh sách ngắn các biến:

• Tốc độ tải bề mặt, tính bằng mét khối trên mét vuông trên giờ. Đẩy nó lên và thời gian lưu giữ giảm theo tỷ lệ.
• Nhiệt độ và độ nhớt của dòng vào.
• Phân bố kích thước giọt: tự do, phân tán hoặc nhũ hóa.
• Sự nhiễu loạn ở đầu vào làm vỡ lại các giọt đã kết tụ lại.
• Độ sâu và độ ổn định của lớp dầu. Lớp nào được hớt quá nhiều sẽ mang nước, lớp nào được hớt quá sẽ mang dầu ra ngoài.
• Bùn và sạn tích tụ, làm giảm khối lượng làm việc của thiết bị một cách lặng lẽ.

Chỉ có một mục trong danh sách đó là đặc tính cơ học của thiết bị phân tách. Phần còn lại là các thuộc tính của luồng và cách vận hành thiết bị.

Không ai có kế hoạch bảo trì và xử lý bùn thải

Máy tách dầu nước là thiết bị thụ động nên thường xuyên hỏng hóc. Các triệu chứng thông thường có thể dự đoán được:

• Dầu ở cửa xả: lớp dầu quá dày, khoảng thời gian hớt dầu quá dài hoặc đập xả đặt quá thấp.
• Sự phân tách kém ở dòng thiết kế: đoản mạch do vách ngăn đầu vào bị chặn hoặc bộ đĩa bị tắc.
• Mùi hôi dai dẳng và lớp bùn dâng cao: chất rắn tích tụ trong phễu nhanh hơn tốc độ được hút ra ngoài.
• Mất hiệu suất đột ngột mà không có thay đổi cơ học: chất tẩy rửa mới hoặc thay đổi quy trình đã làm nhũ hóa dầu.

Dầu thu hồi từ bề mặt và bùn rút từ đáy đều cần một điểm đến. Bùn dầu thường được khử nước trước khi thải bỏ hoặc đồng xử lý, và đây là lúc nhiều nhà máy nhỏ không thể thoát khỏi tình trạng này, vì bùn dầu hoạt động rất khác so với bùn thải đô thị và làm tắc nghẽn các thiết bị khử nước thông thường.

Máy ép bùn trục vít Máy khử nước trộn nước thải kiểu xoắn ốc không chỉ có thể xử lý bùn có nồng độ cao mà còn có thể cô đặc và khử nước thải có nồng độ thấp. Việc áp dụng ... Xem sản phẩm →

Chọn dấu phân cách cho luồng của bạn

Bắt đầu với phổ giọt, không phải tốc độ dòng chảy. Nếu dòng chảy chủ yếu là dầu tự do từ sàn xưởng, khoang rửa xe hoặc bó nhiên liệu, thì máy phân tách trọng lực dạng tấm có kích thước trên cơ sở 60 đến 100 micron thường sẽ thực hiện công việc. Nếu nó chứa dầu nhũ hóa, chất làm mát gia công hoặc nước được sản xuất từ ​​ hoạt động dầu khí , chỉ riêng trọng lực sẽ không đạt đến giới hạn xả và cần phải có giai đoạn tuyển nổi hoặc hóa học.

Sau đó kiểm tra các hạng mục thực tế: diện tích hiện có, liệu có sẵn nhiệt hay không, dầu và bùn thu hồi sẽ được xử lý như thế nào và ai sẽ làm sạch thiết bị. Bốn câu hỏi đó dự đoán chi phí vận hành đáng tin cậy hơn nhiều so với bất kỳ số liệu tài liệu quảng cáo nào về hiệu quả loại bỏ.

Câu hỏi thường gặp