申请日2013.08.12
公开(公告)日2013.12.25
IPC分类号C02F1/40
摘要
本发明属于污水的处理领域，涉及一种处理含油废水的粗粒化隔油装置，该装置通过重力-粗粒化-重力三段组合的方式实现隔油的目的，装置由初次隔油池、粗粒化池、二次隔油池和水力反冲洗单元四个部分组成，池体呈竖向布置;采用竹炭或改性竹炭作为粗粒化填料;粗粒化池的出水部分回流至该池的进水端以提高粗粒化效果;通过粗粒化填料层在除油过程中水头损失的增加诱发虹吸实现自动水力反冲洗。与现有技术相比，本发明的装置对含油废水具有良好的处理效果，且占地面积小，管理和维护简单，适用于食堂、景区等场所餐饮废水的隔油处理。
权利要求书
1.一种处理含油废水的粗粒化隔油装置，其特征在于，该装置包括初次隔油 池(I)、粗粒化池(II)、二次隔油池(III)及水力反冲洗单元，所述的初次隔油 池(I)、粗粒化池(II)及二次隔油池(III)呈竖向布置，初次隔油池(I)位 于顶部，粗粒化池(II)位于底部，二次隔油池(III)位于中部，其中，
初次隔油池(I)的进水端设有进水分配槽(2)，出水端设有作为粗粒化进水 槽(14)的出水槽，池面设有池内排油管(9)，池底设有池内排泥管(11);
粗粒化池(II)的底端布设有配水管(15)，顶部设有导流层(44)，内部设有 粗粒化填料层(17);
二次隔油池(III)的顶部设有净水排水槽(22)，底部的两侧通过单向阀(19) 与导流层(44)连通，池面设有池内排油管(9)，池内设有虹吸破坏斗(27);
水力反冲洗单元包括倒U形的虹吸管、虹吸破坏管(27)、虹吸辅助管(30) 及反冲洗排水槽(34)，所述的虹吸管的中部与粗粒化进水槽(14)连通，虹吸管 的一底端与配水管(15)连通，另一底端延伸入反冲洗排水槽(34)中，所述的虹 吸破坏管(27)的一端与虹吸管的顶端连接，另一端延伸到二次隔油池(III)内部 的虹吸破坏斗(27)中，所述的虹吸辅助管(30)的一端与虹吸管的顶端连通，另 一端垂下延伸至反冲洗排水槽(34)内;
含油废水进入初次隔油池(I)后，可浮油和部分细分散油通过池内排油管(9) 排出，悬浮颗粒物沉降至池底通过池内排泥管(11)排出，初步处理后的水流入粗 粒化进水槽(14)，并通过虹吸管及配水管(15)由下部进入粗粒化池(II)中， 经粗粒化处理的含油废水通过粗粒化池(II)顶部的导流层(44)流入二次隔油池 (III)，并在二次隔油池(III)中进一步除油，净化水从净水排水槽(22)排出;
除油过程中，当粗粒化池(II)中的填料被颗粒物与油滴堵塞时，粗粒化进水 槽(14)中的水位上升，并诱发虹吸导致粗粒化池(II)中的水通过虹吸管连续流 入反冲洗排水槽(34)中，同时二次隔油池(III)中的水向下流入粗粒化池(II) 中，对粗粒化填料进行反冲洗，当二次隔油池(III)中的液面降至虹吸破坏斗(29) 的斗口以下时，虹吸破坏，反冲洗过程结束。
2.根据权利要求1所述的一种处理含油废水的粗粒化隔油装置，其特征在于， 所述的粗粒化进水槽(14)的槽底高度低于二次隔油池(III)的净水排水槽(22) 的槽口高度。
3.根据权利要求1所述的一种处理含油废水的粗粒化隔油装置，其特征在于， 所述的初次隔油池(I)内还设有底坡(7)、第一穿孔配水板(4)、溢流管(8)、 溢流堰(13)及第一隔油挡板(12)，所述的底坡(7)设在初次隔油池(I)的底 部，所述的第一穿孔配水板(4)设在进水分配槽(2)的后侧，所述的溢流管(8) 设在初次隔油池(I)的顶端高于溢流堰(13)的位置，所述的溢流堰(13)设在 初次隔油池(I)内与第一穿孔配水板(4)相对的的一侧，所述的溢流堰(13) 与初次隔油池(I)的池壁之间形成粗粒化进水槽(14)，所述的第一隔油挡板(12) 设在溢流堰(13)前方，且第一隔油挡板(12)高于溢流堰(13)。
4.根据权利要求1所述的一种处理含油废水的粗粒化隔油装置，其特征在于， 所述的粗粒化池(II)内还设有两个承托板(16)，所述的粗粒化填料层(17)位 于两个承托板(16)之间，且两个承托板(16)之间的高度大于1.2倍粗粒化填料 层(17)的高度，所述的承托板(16)为穿孔挡板。
5.根据权利要求1所述的一种处理含油废水的粗粒化隔油装置，其特征在于， 所述的二次隔油池(III)内还设有第二穿孔配水板(21)、第二隔油挡板(20)、虹 吸破坏斗(29)、溢流管(8)及回流管(28)，所述的第二穿孔配水板(21)设在 进水端单向阀门(19)的外侧，所述的第二隔油挡板(20)设在净水排水槽(22) 的前方，所述的虹吸破坏管(27)位于虹吸破坏斗(29)内，所述的溢流管(8) 设在二次隔油池(III)的顶端高于净水排水槽(22)堰口的位置，所述的回流管(28) 的一端设在第二穿孔配水板(21)内侧单向阀门(19)的上方靠近液面的位置，回 流管(28)的另一端连接粗粒化进水槽(14)。
6.根据权利要求1所述的一种处理含油废水的粗粒化隔油装置，其特征在于， 所述的单向阀(19)共设有两个，分别位于二次隔油池(III)下部的两侧，其中靠 近第二穿孔配水板(21)的单向阀(19)为流向二次隔油池(III)的单向阀，另一 侧的单向阀(19)为流向粗粒化池(II)的单向阀。
7.根据权利要求1所述的一种处理含油废水的粗粒化隔油装置，其特征在于， 所述的二次隔油池(III)的池壁顶端设有与大气连通的通气孔(23)，二次隔油池 (III)的池壁下端设有检修孔(39)，二次隔油池(III)的底部设有放空管(32)。
8.根据权利要求1所述的一种处理含油废水的粗粒化隔油装置，其特征在于， 所述的倒U形的虹吸管包括上端相连的虹吸上升管(25)与虹吸下降管(26)，所 述的虹吸上升管(25)的中上部位与粗粒化进水槽(14)连通，虹吸上升管(25) 的下端与配水管(15)连通，所述的虹吸下降管(26)的下端延伸入反冲洗排水槽 (34)中，且虹吸下降管(26)的下方设有锥形的反冲洗强度调节器(35)，所述 的虹吸辅助管(30)的中部与虹吸下降管(26)的上端通过一根抽气管(31)连通， 所述的虹吸辅助管(30)的中上部与虹吸上升管(25)的上端之间连接有强制冲洗 管(38)，该强制冲洗管(38)上设有阀门(43)。
9.根据权利要求8所述的一种处理含油废水的粗粒化隔油装置，其特征在于， 所述的虹吸上升管(25)与虹吸下降管(26)的上端高于二次隔油池(III)的液面 高度，并低于初次隔油池(I)内的溢流堰(13)的高度，所述的虹吸辅助管(30) 的管径小于虹吸上升管(25)或虹吸下降管(26)的管径。
10.根据权利要求1所述的一种处理含油废水的粗粒化隔油装置，其特征在于， 所述的粗粒化填料层(17)内的填料为竹炭或经表面改性的竹炭，所述的表面改性 指硝酸浸泡改性，所述的竹炭的粒径为10～40目。
说明书
一种处理含油废水的粗粒化隔油装置
技术领域
本发明属于污水的处理领域，尤其是涉及一种将竹炭作为粗粒化填料处理含油废水的隔油装置。
背景技术
餐饮业每年产生大量的含油废水，含油浓度可达400～600mg/L，甚至达到1200mg/L以上。废水中的油类属于难生物降解有机物，其浓度大于30～50mg/L时会影响污水生物处理的正常运行，且进入环境水体中会影响其氧浓度的恢复，使水质恶化，因此含油废水在排放前应进行除油处理。
餐饮废水中油的存在形式以可浮油和细分散油为主，乳化油和溶解油含量较少。目前除油的方法主要包括物理法(重力分离、机械分离和离心分离)、物理化学法(吸附法、粗粒化法、超声波法)、化学法(盐析法、凝聚法、酸化法)和生物法(活性污泥法、生物膜法等)。而粗粒化法结合重力分离对可浮油、细分散油和部分乳化油的处理效果好，装置简单，无需投加其他药剂，且运行成本低廉，因此已成为餐饮废水除油的主要手段。
粗粒化法结合重力分离处理含油废水的技术要点主要包括粗粒化填料的选择和装置的选型。粗粒化填料按类型可分为天然矿石和人工合成有机物(如聚氨酯、聚乙烯等)两大类，其中后者的粗粒化效果较好，但由于其属于难降解有机物，因此填料废弃后处理不当会造成环境污染。装置的选型是影响除油效果的关键，目前粗粒化反应器以堆积填料式为主，为了提高油水分离效果，含油废水在粗粒化段的流向往往采用升流式，但在反冲洗过程中降流式的反冲洗(反冲洗水需与除油过程中含油废水的流向相反)会压实填料层，从而不利于填料的充分再生，反冲洗效果较差;粗粒化填料的反冲洗多采用定时的方式进行，若进水水质波动较大则可能导致反冲洗不及时，影响出水水质。此外，一般的粗粒化法结合重力分离除油装置占地面积较大，因此不适合在土地资源紧张的地区使用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的粗粒化除油装置反冲洗效果差、水质波动较大时反冲洗不及时、粗粒化法结合重力分离除油装置占地面积大、人工合成粗粒化填料会产生环境污染等缺陷而提供一种处理含油废水的粗粒化隔油装置，该装置采用竹炭作为粗粒化填料，根据填料污染程度自动开启反冲洗，反冲洗时填料膨胀度高，冲洗效果好，且采用一体化设计从而减小占地面积。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种处理含油废水的粗粒化隔油装置，通过重力-粗粒化-重力三段组合的方式实现隔油的目的，装置通过粗粒化填料层在除油过程中水头损失的增加诱发虹吸实现自动水力反冲洗，该装置包括初次隔油池、粗粒化池、二次隔油池及水力反冲洗单元，所述的初次隔油池、粗粒化池及二次隔油池呈竖向布置，初次隔油池位于顶部，粗粒化池位于底部，二次隔油池位于中部，其中，
初次隔油池的进水端设有进水分配槽，出水端设有作为粗粒化进水槽的出水槽，池面设有池内排油管，池内排油管与池外排油管连接，池外排油管的另一端接入集油桶，其中池内排油管为穿孔排油管，池底设有池内排泥管，池内排泥管与池外排泥管连接，其中池内排泥管为穿孔排泥管;
粗粒化池的底端布设有配水管，顶部设有导流层，内部设有粗粒化填料层;
二次隔油池的顶部的一侧设有净水排水槽，底部的两侧通过单向阀与导流层连通，池面设有池内排油管，池内设有虹吸破坏斗;
水力反冲洗单元包括倒U形的虹吸管、虹吸破坏管、虹吸辅助管及反冲洗排水槽，所述的虹吸管的中部与粗粒化进水槽连通，虹吸管的一底端与配水管连通，另一底端延伸入反冲洗排水槽中，所述的虹吸破坏管的一端与虹吸管的顶端连接，另一端延伸到二次隔油池内部的虹吸破坏斗内，所述的虹吸辅助管的一端与虹吸管的顶端连通，另一端垂下延伸至反冲洗排水槽内。
所述的粗粒化进水槽的槽底高度低于二次隔油池的净水排水槽的槽口高度，以避免空气进入配水管路。
所述的初次隔油池采用平流式隔油池，所述的初次隔油池内还设有底坡、第一穿孔配水板、溢流管、溢流堰及第一隔油挡板，所述的底坡设在初次隔油池的底部，坡度为向出水方向，所述的第一穿孔配水板设在进水分配槽的后侧，所述的溢流管 设在初次隔油池的顶端高于溢流堰的位置，所述的溢流堰设在初次隔油池内与第一穿孔配水板相对的的一侧，所述的溢流堰与初次隔油池的池壁之间形成粗粒化进水槽，所述的第一隔油挡板设在溢流堰前方，且第一隔油挡板高于溢流堰。
所述的粗粒化池内还设有两个承托板，所述的粗粒化填料层位于两个承托板之间，且两个承托板之间的高度大于1.2倍粗粒化填料层的高度，以利于反冲洗时粗粒化填料层的充分膨胀，所述的承托板为穿孔挡板。
所述的二次隔油池可采用平流式隔油池的设计，也可在池中增加斜板以提高除油效率，所述的二次隔油池内还设有第二穿孔配水板、第二隔油挡板、虹吸破坏斗、溢流管及回流管，所述的第二穿孔配水板设在进水端单向阀门的外侧，所述的第二隔油挡板设在净水排水槽的前方，所述的虹吸破坏管位于虹吸破坏斗内，所述的溢流管设在二次隔油池的顶端高于净水排水槽堰口的位置，所述的回流管的一端设在第二穿孔配水板内侧单向阀门的上方靠近液面的位置，回流管的另一端连接粗粒化进水槽，将部分粗粒化池的出水回流以提高粗粒化效果。
所述的单向阀共设有两个，分别位于二次隔油池下部的两侧，其中靠近第二穿孔配水板的单向阀为流向二次隔油池的单向阀，另一侧的单向阀为流向粗粒化池的单向阀。
所述的二次隔油池的池壁顶端设有与大气连通的通气孔，二次隔油池的池壁下端设有检修孔，二次隔油池的底部设有放空管，二次隔油池通过撑脚支撑。
所述的倒U形的虹吸管包括上端相连的虹吸上升管与虹吸下降管，所述的虹吸上升管的中上部位与粗粒化进水槽连通，虹吸上升管的下端与配水管连通，所述的虹吸下降管的下端延伸入反冲洗排水槽中，且虹吸下降管的下方设有锥形的反冲洗强度调节器，所述的虹吸辅助管的中部与虹吸下降管的上端通过一根抽气管连通，所述的虹吸辅助管的中上部与虹吸上升管的上端之间连接有强制冲洗管，该强制冲洗管上设有阀门。
所述的虹吸上升管与虹吸下降管的上端高于二次隔油池的液面高度，并低于初次隔油池内的溢流堰的高度，所述的虹吸辅助管的管径小于虹吸上升管或虹吸下降管的管径。
所述的粗粒化填料层内的填料为竹炭或经表面改性的竹炭，所述的表面改性指硝酸浸泡改性，所述的竹炭的粒径为10～40目。
含油废水通过提升泵及进水管从进水分配槽进入初次隔油池后，可浮油和部分 细分散油上浮至水面形成浮油层，浮油层中的油滴通过池内排油管排出到池外排油管中，并流入集油桶内，悬浮颗粒物沉降至池底通过池内排泥管、池外排泥管排出，初步处理后的水经过溢流堰流入粗粒化进水槽，并通过虹吸上升管及配水管进入粗粒化池中。在粗粒化池中，含油废水向上流动，水中油滴与竹炭填料相互碰撞并逐渐聚集成大的颗粒，而由于竹炭的密度低于水，因此在上升水流的作用下竹炭填料向上压实并承托于上方的承托板，经粗粒化处理的含油废水通过粗粒化池顶部的导流层、单向阀门及第二穿孔配水板流入二次隔油池，而在二次隔油池的进水端，部分粗粒化后的水通过回流管回流至粗粒化进水槽，并随着进水再次进入粗粒化池，从而提高粗粒化的效果。经过粗粒化处理，废水中的细分散油和部分乳化油聚集成大的油滴，并在二次隔油池中进一步被去除，处理后的净化水通过二次隔油池末端的净水排水槽及出水管排出。
随着除油过程的进行，竹炭填料的表面和空隙逐渐被油滴和颗粒物堵塞，粗粒化段水头损失增加，导致粗粒化进水槽中的水位上升，与之连通的虹吸上升管的水位也随之升高。当水位达到虹吸辅助管的管口高度时，水流从虹吸辅助管溢出并流入反冲洗排水槽，在水力抽吸的作用下抽气管内产生负压并抽取虹吸上升管顶部的空气，此时虹吸上升管内水位加速升高，且虹吸下降管底部将反冲洗排水槽中的水吸至一定高度。当虹吸上升管内水位越过管顶下落时，管中真空度急剧增加，达到一定程度时形成连续虹吸。此时在水压的作用下二次隔油池进水端的单向阀关闭，出水端单向阀开启，二次隔油池中的水通过底部的导流层向下流入粗粒化池，对粗粒化填料进行反冲洗。在下降水流的冲洗下竹炭填料可充分膨胀进而利于冲洗效果的提高，冲洗水通过虹吸上升管、虹吸下降管排到反冲洗排水槽中，反冲洗排水槽中的反冲洗水流经反冲洗水溢流堰并通过反冲洗排水管排出。反冲洗过程中粗粒化池的进水也随虹吸上升管、虹吸下降管排出，且当二次隔油池中水位下降后，回流管的管口路出水面，回流停止。随着反冲洗的进行，二次隔油池中水位逐渐降低，当降低至虹吸破坏斗的斗口时，虹吸破坏管开始吸入空气，虹吸破坏，反冲洗过程结束。运行过程中也可打开强制冲洗管的阀门进行强制反冲洗。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
1.通过重力-粗粒化-重力三段组合的方式，在降低填料污染速度的同时提高细分散油的去除效率;
2.通过对各段池体的合理设计，充分利用纵向空间，减小占地面积，适合土地 紧张的条件下使用;
3.采用粗粒化出水内回流的方式，在不提高粗粒化填料层高度的情况下提高处理效果;
4.以粗粒化填料层的污染程度控制反冲洗的开启，填料的反冲洗更及时、有效;
5.反冲洗过程通过水力虹吸作用实现，阀门数量少，无需人工控制且无数控装置，造价低;
6.采用竹炭或改性竹炭作为粗粒化填料，粗粒化效果好，填料废弃后对环境无污染;
7.在除油过程中粗粒化段采用升流式，更有利于油的聚集和分离;在反冲过程中则采用降流式，利用竹炭密度比水小的特点，使填料层在冲洗时充分膨胀而有利于提高反冲洗的效果，并可缩短反冲洗时间和强度。