Hvordan fungerer en oljevannseparator? Gravity, Coalescing Plates og DAF Forklart

Et metallbearbeidende anlegg slipper ut omtrent 20 kubikkmeter skyllevann i timen med omtrent 400 mg/L trampolje og skjærevæske. Fri olje flyter til overflaten i løpet av minutter hvis vannet får et stille sted å sitte. Emulgert olje kan henge i det samme vannet i timevis og fortsatt ikke stige. Den forskjellen, ikke formen på tanken, avgjør om en oljevannseparator fungerer.

Så her er den korte versjonen: en oljevannseparator filtrerer ikke olje ut av vannet. Det bremser vannet, sprer det bredt nok, og gir oppdrift nok tid til å løfte oljedråper til en overflate der en skimmer kan ta dem bort. Plater, bafler, luftbobler og kjemikalier finnes alle for å gjøre den enkelt jobben enklere.

Oppdrift, overflateareal og tid: de tre separasjonsspakene

Olje flyter fordi den er lettere enn vann. De fleste mineraloljer, hydraulikkvæsker og diesel ligger på mellom 0,85 og 0,92 g/cm³, mens vann ved 20 grader Celsius er nær 1,00 g/cm³. Avstanden er ofte bare 8 til 15 prosent, som er grunnen til at separasjonen går sakte og hvorfor tankgeometrien betyr så mye.

Stigehastigheten til en enkelt dråpe estimeres normalt med Stokes lov:

v = g (densitet av vann - tetthet av olje) d ² / 18 viskositet

hvor d er dråpediameteren og viskositeten til vannet. To ting skiller seg ut. Fordi diameteren er kvadratisk, gjør dobling av dråpestørrelsen at en dråpe stiger fire ganger raskere. Fordi viskositeten sitter i nevneren, har oppvarming av vannet samme effekt som å gjøre dråpene større. En separator som ignorerer begge faktorene er en bunnfellingstank med et mer imponerende navn.

Fra innløp til utløp: Hva gjør hvert trinn i enheten

Nesten hver gravitasjonsseparator følger samme sekvens, enten det er en nedgravd betong API-enhet på et raffineri eller en kompakt stålpakkeenhet på et verkstedgulv.

1. Innløpsfordeler eller baffel. Det dreper hastighetshodet fra det innkommende røret og sprer strømningen jevnt over hele enhetens bredde. Ujevn fordeling er den vanligste årsaken til kortslutning.
2. Korn og faste stoffer faller ut. Sand, avleiring og tunge faste stoffer legger seg i en trakt i bunnen, vanligvis en V-formet kum med en avløpsventil eller en bore.
3. Platepakke eller koalescerende media. Skråplater kutter den vertikale avstanden en dråpe må bevege seg fra flere titalls centimeter til noen få centimeter, og de gir små dråper en overflate å smelte sammen på.
4. Oljelaget bygger seg opp. Fri olje samler seg som en film som tykner til omtrent 25 til 50 mm før den trekkes av et skimmerrør, en belteskimmer eller en justerbar overløp.
5. Utløpsvei eller baffel. Vann trekkes fra under oljelaget og går over et overløp som setter vannstanden, og dermed dybden av oljelaget, inne i enheten.

Rekkefølgen betyr noe. Hvis innløpsskjermen er tilsmusset eller platepakken er blendet, jobber hvert nedstrøms trinn på feil vann, og utløpsoverløpet fører ganske enkelt problemet videre.

Hvor raskt stiger faktisk oljedråper?

Tall gjør designlogikken åpenbar. Ved å bruke Stokes lov med en tetthetsforskjell på 80 kg/m³ i vann ved 20 grader Celsius, stiger en 150 mikron dråpe, det klassiske designgrunnlaget for en gravitasjonsseparator, med omtrent 1 mm per sekund. Den trenger omtrent 17 minutter å reise én meter.

Dette er grunnen til at gravitasjonsseparatorer er lange og grunne. Hold dråpene innenfor 20 cm fra overflaten og oppholdstiden som trengs faller fra titalls minutter til noen få. Det er også grunnen til at platepakker eksisterer: forkort stigebanen og du kan enten krympe tanken eller fange opp mindre dråper i samme fotavtrykk.

Temperatur er den billigste variabelen å endre

Vannets viskositet faller bratt når det varmes opp. Det er omtrent 1,79 mPa s ved 0 grader, 1,00 ved 20 grader og omtrent 0,55 ved 50 grader. Fordi viskositeten ligger i nevneren til Stokes lov, dobler oppvarming av en strøm fra 20 til 50 grader nesten stigehastigheten til hver dråpe i den, uten å endre en eneste plate.

Det er grunnen til at oljeholdige vannsystemer i kaldt klima er isolert eller oppvarmet, og derfor fungerer den samme enheten ofte bedre om sommeren enn om vinteren. Det er også en advarsel. Hvis et anlegg bytter til et annet vaske- eller rengjøringsmiddel, kan den emulgerte fraksjonen hoppe kraftig, og separatoren vil se ut som om noe mekanisk har sviktet når ingenting har sviktet.

De viktigste separasjonsrutene sammenlignet

Gravitasjonsseparasjon er ryggraden i oljeholdig vannbehandling, men det er sjelden hele historien. Rutene nedenfor er de som oftest finnes foran et utslippspunkt eller et gjenbrukstrinn.

Horisontal luftflotasjonsmaskin Den adveksjonsoppløste luftflotasjonsmaskinen er et fast-væske-separasjonsutstyr som vanligvis brukes i kloakkbehandlingsindustrien. Det kan effektivt fjerne suspendere ... Se produkt →

Oppløst luftflotasjon fortjener en nærmere titt fordi den endrer mekanismen i stedet for geometrien. I stedet for å vente på at oljen skal stige av seg selv, fester mikrobobler seg til dråper og løfter dem med en hastighet som gravitasjonen alene ikke kan produsere. Den fjerner dispergert og lett emulgert olje som en vanlig gravitasjonsenhet passerer rett gjennom.

Hvor kjemisk dosering passer

Under omtrent 20 mikron oppfører oljedråper seg mer som oppløst materiale enn som flytende olje. En dråpe på 20 mikron trenger flere timer på å stige en meter, noe ingen praktisk tank kan tilby. Svaret er å dyrke dem: et koaguleringsmiddel nøytraliserer overflateladningen på dråpene, og et flokkuleringsmiddel bygger de nøytraliserte dråpene til flokker som er store nok til at tyngdekraften eller flotasjonen kan fjernes.

Kjemien fungerer bare hvis doseringen er konsistent. Doseringsrater på oljeholdig vann ligger vanligvis på mellom titalls til lave hundrevis av mg/L, og en målepumpe som driver med 20 prosent sløser enten med polymer eller slipper olje gjennom til utløpet. Derfor er pakkede doseringssystemer med blandekammer og kalibrerte pumper standard på industriell avløpsvannbehandling linjer hvor influenten endrer seg skift for skift.

Integrert doseringsenhet Skrupresseslamavvanningsmaskin Se produkt →

Hva avgjør om enheten oppfyller tallene sine

To separatorer bygget etter identiske tegninger kan fungere svært forskjellig. I praksis bestemmes ytelsen av en kort liste med variabler:

• Overflatebelastning, i kubikkmeter per kvadratmeter per time. Trykk den opp og oppbevaringstiden faller i proporsjon.
• Temperatur og viskositet til den innkommende strømmen.
• Dråpestørrelsesfordeling: fri, dispergert eller emulgert.
• Turbulens ved innløpet, som bryter opp dråper som allerede har smeltet sammen.
• Dybde og stabilitet av oljelaget. Et overskummet lag fører vann, et underskummet fører olje ut med vannet.
• Akkumulert slam og grus, som stille reduserer arbeidsvolumet til enheten.

Bare ett element på den listen er en mekanisk egenskap til separatoren. Resten er egenskaper ved bekken og for hvordan enheten drives.

Vedlikehold og slammet ingen planlegger for

En oljevannseparator er en passiv enhet, så den svikter stille. De vanlige symptomene er forutsigbare:

• Olje i utløpet: oljelaget er for tykt, skimmingsintervallet for langt, eller utløpsoverløpet er satt for lavt.
• Dårlig separasjon ved designstrøm: kortslutning forårsaket av en blokkert innløpsskjerm eller en tilsmusset platepakke.
• Vedvarende lukt og et stigende slamteppe: faste stoffer samler seg i beholderen raskere enn de trekkes ut.
• Plutselig tap av ytelse uten mekanisk endring: et nytt rengjøringsmiddel eller en prosessendring har emulgert oljen.

Olje utvunnet fra overflaten og slam som trekkes fra bunnen trenger begge et mål. Oljeholdig slam avvannes normalt før deponering eller sambehandling, og det er her mange små anlegg løsner seg, fordi oljeholdig slam oppfører seg veldig annerledes enn kommunalt slam og blender konvensjonelt avvanningsutstyr.

Skrupresseslamavvanningsmaskin Avvanningsmaskinen for kloakkblandere av spiraltypen kan ikke bare behandle høykonsentrasjonsslam, men også konsentrere og avvanne lavkonsentrasjonskloakk. Den gjeldende... Se produkt →

Velge en separator for strømmen din

Start med dråpespekteret, ikke strømningshastigheten. Hvis strømmen for det meste er fri olje fra et verkstedgulv, et vaskerom for kjøretøy eller en drivstoffbunt, vil en platepakkes gravitasjonsseparator som er dimensjonert på 60 til 100 mikron basis normalt gjøre jobben. Hvis den fører emulgert olje, maskinell kjølevæske eller produsert vann fra olje- og gassvirksomhet , tyngdekraften alene vil ikke nå utslippsgrensen og et flotasjons- eller kjemisk stadium er nødvendig.

Sjekk deretter de praktiske elementene: tilgjengelig fotavtrykk, om varme er tilgjengelig, hvordan gjenvunnet olje og slam vil bli håndtert, og hvem som skal rengjøre enheten. Disse fire spørsmålene forutsier driftskostnader langt mer pålitelig enn noen brosjyretall for effektiv fjerning.

Ofte stilte spørsmål