公布日：2023.03.07
申请日：2022.12.28
分类号：C02F1/40(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种用于含油污水的自动排泥装置、三相分离设备及方法。自动排泥装置包括排放装置、搅拌装置、压力传感器和控制器。排放装置与分离罐的底端连通。搅拌装置包括电机、旋转轴、多个支架杆和多个搅拌杆。旋转轴的顶端穿过分离罐与电机的输出端固定连接。多个支架杆环形阵列在旋转轴的底端。每个支架杆上阵列设置有多个搅拌杆。压力传感器固定安装在支架杆或搅拌杆上。控制器用于根据压力传感器采集的压力控制排放装置的启停状态。本发明通过对污泥进行定时搅拌，避免污泥凝结粘附造成堵塞，同时可以更精准的测量出污泥层的深度，将底部污泥一次性排出，具有排放更精准、避免二次污染、更加节能的优点。
权利要求书
1.一种用于含油污水的自动排泥装置，其用于在含油污水的三相分离工艺中，自动排出分离罐内的污泥；所述自动排泥装置包括排放装置，所述排放装置与所述分离罐的底端连通，用于排出所述分离罐内的污泥；其特征在于，所述自动排泥装置还包括：搅拌装置，其包括电机、旋转轴、多个支架杆和多个搅拌杆；所述旋转轴与所述分离罐的底部同轴设置；所述旋转轴的顶端穿过所述分离罐与所述电机的输出端固定连接；多个所述支架杆沿水平方向环形阵列在所述旋转轴的底端；所述支架杆远离所述旋转轴的一端倾斜向下设置；每个所述支架杆上阵列设置有多个所述搅拌杆；每个所述搅拌杆均竖直向下设置；多个压力传感器，所述压力传感器固定安装在所述支架杆或所述搅拌杆上，用于在所述搅拌装置运行时，测量在不同高度处含油污水对所述搅拌装置的阻力值Fn；以及控制器，其用于：一、根据一个预设的周期Tc1控制所述搅拌装置运行，以使所述分离罐底部的污泥混合均匀，同时采集每个所述压力传感器测量的阻力值Fn；二、根据测量的阻力值Fn在一个预存的转换表中查找对应的污泥含水率；所述转换表表征所述搅拌装置受到的阻力值与污泥含水率之间的映射关系；三、根据不同高度的污泥含水率计算污泥深度，判断污泥深度是否高于一个预设的深度h0，是则启动所述排放装置将所述分离罐内的污泥排出。
2.根据权利要求1所述的用于含油污水的自动排泥装置，其特征在于，所述搅拌杆为倒棱锥或倒圆锥结构。
3.根据权利要求1所述的用于含油污水的自动排泥装置，其特征在于，至少一个所述支架杆上固定连接一个刮板；所述刮板的一侧与所述支架杆远离所述旋转轴的一端固定连接；所述刮板的另一侧与所述分离罐的底侧内壁贴合。
4.根据权利要求1所述的用于含油污水的自动排泥装置，其特征在于，所述搅拌装置还包括空心轴；所述空心轴同轴设置在所述旋转轴外侧并与所述旋转轴转动连接；所述空心轴与所述分离罐固定连接。
5.根据权利要求1所述的用于含油污水的自动排泥装置，其特征在于，所述排放装置包括排污泵、排污管和电动阀门一；所述排污管的一端与所述分离罐的底端连通，所述排污管的另一端与所述排污泵连通；所述电动阀门一安装在所述排污管上，用于控制所述排污管的通断状态。
6.一种用于含油污水的三相分离设备，其包括分离罐，所述分离罐的底部为半球形或倒棱台体或倒圆台体结构；其特征在于，所述三相分离设备还包括：如权利要求1至5中任意一项所述的用于含油污水的自动排泥装置；进水装置，其与所述分离罐连通，用于向所述分离罐内导入含油污水；三通阀，其包括一个输入端和两个输出端；所述输入端与所述自动排泥装置的出口端连通；其中一个所述输出端用于排泥或排水，另一个所述输出端用于排油；以及探测装置，其包括壳体和定位器；所述壳体为空心球体；所述定位器固定连接在所述壳体的球心处，用于实时测量所述壳体的位置；所述探测装置的整体密度大于油的密度并小于水的密度；所述探测装置放置在所述分离罐内，用于测量其自身的实时位置。
7.根据权利要求6所述的用于含油污水的三相分离设备，其特征在于，所述进水装置包括潜污泵、进水管和电动阀门二；所述潜污泵安装在用于存储含油污水的集水坑内；所述进水管的入口端与所述潜污泵连通，所述进水管的出口端与所述分离罐连通；所述电动阀门二安装在所述进水管上，用于控制所述进水管的通断状态。
8.根据权利要求6所述的用于含油污水的三相分离设备，其特征在于，所述三相分离设备还包括加热装置和保温装置；所述加热装置安装在所述进水装置与所述分离罐的连接处，用于加热进水的含油污水；所述保温装置安装在所述分离罐上，用于对所述分离罐内的含油污水进行保温。
9.根据权利要求7或8所述的用于含油污水的三相分离设备，其特征在于，所述三相分离设备还包括含油量检测仪和多个温度传感器；所述含油量检测仪用于检测所述自动排泥装置的出口端的含油量ωo1；所述温度传感器用于测量进水的含油污水的实时温度T1以及所述分离罐内的含油污水的平均温度T2；所述自动排泥装置的控制器还用于：一、判断所述温度T1和所述平均温度T2是否超出一个预设的温度范围，是则调节加热装置或保温装置的输出功率，直至所述温度T1和所述平均温度T2处于所述温度范围内；二、判断所述探测装置在一个预设的周期Tc2内是否无高度变化，是则启动所述自动排泥装置的排放装置及所述含油量检测仪，并判断所述含油量ωo1是否高于一个预设的含油量ωs，是则进行排油，否则进行排泥或排水。
10.一种用于含油污水的三相分离方法，其应用于如权利要求6至9中任意一项所述的用于含油污水的三相分离设备，其特征在于，所述三相分离方法包括如下步骤：S1：将含油污水加热到一个预设的温度范围后导入一个分离罐内，直至含油污水的液面达到一个预设的高度；对所述分离罐内的含油污水进行保温，以使所述分离罐内的含油污水的平均温度处于所述温度范围内；通过静置沉降将所述分离罐内的含油污水分为从上至下的油层、水层和污泥层；S2：根据一个预设的周期Tc1对低于一个预设高度的含油污水进行搅拌，以使污泥层混合均匀；同时采集搅拌过程中不同高度的含油污水对搅拌装置的阻力值Fn，进而在一个转换表中查询相应的的污泥含水率；所述转换表表征所述搅拌装置受到的阻力值与污泥含水率之间的映射关系；S3：根据不同高度的含水量计算污泥的深度，当污泥的深度h大于一个预设的深度hs时，将污泥排出，并向所述分离罐内补充含油污水直至含油污水的液面达到一个预设的高度；S4：当所述分离罐内的含油污水完全分层时，将含油污水从分离罐的底部排出，同时测量所述分离罐底部的含油污水的含油量ωo1，当含油量ωo1低于一个预设的含油量ωs时，将含油污水中的水层和污泥层直接排出，否则将含油污水中的油层回收。
发明内容
基于此，有必要针对现有的含油污水在处理过程中，难以及时排出污泥，导致污泥堵塞处理设备或造成二次污染的问题，提供一种用于含油污水的自动排泥装置、三相分离设备及方法。
本发明通过以下技术方案实现：一种用于含油污水的自动排泥装置包括排放装置、搅拌装置、压力传感器和控制器。
排放装置与分离罐的底端连通，用于排出分离罐内的污泥。搅拌装置包括电机、旋转轴、多个支架杆和多个搅拌杆。旋转轴与分离罐的底部同轴设置。旋转轴的顶端穿过分离罐与电机的输出端固定连接。多个支架杆沿水平方向环形阵列在旋转轴的底端。支架杆远离旋转轴的一端倾斜向下设置。每个支架杆上阵列设置有多个搅拌杆。每个搅拌杆均竖直向下设置。压力传感器固定安装在支架杆或搅拌杆上，用于在搅拌装置运行时，测量在不同高度处含油污水对搅拌装置的阻力值Fn。
控制器用于：一、根据一个预设的周期Tc1控制搅拌装置运行，以使分离罐底部的污泥混合均匀，同时采集每个压力传感器测量的阻力值Fn。二、根据测量的阻力值Fn在一个预存的转换表中查找对应的污泥含水率。转换表表征搅拌装置受到的阻力值与污泥含水率之间的映射关系。三、根据不同高度的污泥含水率计算污泥深度，判断污泥深度是否高于一个预设的深度h0，是则启动排放装置将分离罐内的污泥排出。
上述自动排泥装置通过对分离罐底部污泥进行定时搅拌，不仅能将污泥层混合均匀，避免凝结粘附造成堵塞，同时可以更精准的测量出污泥层的深度，从而在污泥层达到预设的深度时，将底部污泥一次性排出。相较于人工排放污泥，上述自动排泥装置能够及时、快速地将污泥排出，避免污泥凝结成块，堵塞分离罐，产生异味。相较于定时排放污泥，上述自动排泥装置排放更精准，能避免排出油水，避免对环境造成二次污染，同时更加节能，降低了运行成本。
在其中一个实施例中，搅拌杆为倒棱锥或倒圆锥结构。
在其中一个实施例中，刮板的一侧与支架杆远离旋转轴的一端固定连接。刮板的另一侧与分离罐的底侧内壁贴合。
在其中一个实施例中，空心轴同轴设置在旋转轴外侧并与旋转轴转动连接。空心轴与分离罐固定连接。
在其中一个实施例中，排放装置包括排污泵、排污管和电动阀门一。排污管的一端与分离罐的底端连通，排污管的另一端与排污泵连通。电动阀门一安装在排污管上，用于控制排污管的通断状态。
本发明还提供一种用于含油污水的三相分离设备，三相分离设备包括自动排泥装置、分离罐、进水装置、三通阀、探测装置、加热装置、保温装置、含油量检测仪和多个温度传感器。
分离罐的底部为半球形或倒棱台体或倒圆台体结构。进水装置与分离罐连通，用于向分离罐内导入含油污水。三通阀包括一个输入端和两个输出端。输入端与自动排泥装置的出口端连通。其中一个输出端用于排泥或排水，另一个输出端用于排油。探测装置包括壳体和定位器。壳体为空心球体。定位器固定连接在壳体的球心处，用于实时测量壳体的位置。探测装置的整体密度大于油的密度并小于水的密度。探测装置放置在分离罐内，用于测量其自身的实时位置。
在其中一个实施例中，进水装置包括潜污泵、进水管和电动阀门二。潜污泵安装在用于存储含油污水的集水坑内。进水管的入口端与潜污泵连通，进水管的出口端与分离罐连通。电动阀门二安装在进水管上，用于控制进水管的通断状态。
在其中一个实施例中，加热装置安装在进水进水装置与分离罐的连接处，用于加热进水的含油污水。保温装置安装在分离罐上，用于对分离罐内的含油污水进行保温。
在其中一个实施例中，含油量检测仪用于检测自动排泥装置的出口端的含油量ωo1。温度传感器用于测量进水的含油污水的实时温度T1以及分离罐内的含油污水的平均温度T2。
自动排泥装置的控制器还用于：一、判断温度T1和平均温度T2是否超出一个预设的温度范围，是则调节加热装置或保温装置的输出功率，直至温度T1和平均温度T2处于温度范围内。二、判断探测装置在一个预设的周期Tc2内是否无高度变化，是则启动自动排泥装置的排放装置及含油量检测仪，并判断含油量ωo1是否高于一个预设的含油量ωs，是则进行排油，否则进行排泥或排水。
本发明还提供一种用于含油污水的三相分离方法，三相分离方法包括如下步骤：
S1：将含油污水加热到一个预设的温度范围后导入一个分离罐内，直至含油污水的液面达到一个预设的高度。对分离罐内的含油污水进行保温，以使分离罐内的含油污水的平均温度处于温度范围内。通过静置沉降将分离罐内的含油污水分为从上至下的油层、水层和污泥层。
S2：根据一个预设的周期Tc1对低于一个预设高度的含油污水进行搅拌，以使污泥层混合均匀。同时采集搅拌过程中不同高度的含油污水对搅拌装置的阻力值Fn，进而在一个转换表中查询相应的的污泥含水率。转换表表征搅拌装置受到的阻力值与污泥含水率之间的映射关系。
S3：根据不同高度的含水量计算污泥的深度，当污泥的深度h大于一个预设的深度hs时，将污泥排出，并向分离罐内补充含油污水直至含油污水的液面达到一个预设的高度。
S4：当分离罐内的含油污水完全分层时，将含油污水从分离罐的底部排出，同时测量分离罐底部的含油污水的含油量ωo1，当含油量ωo1低于一个预设的含油量ωs时，将含油污水中的水层和污泥层直接排出，否则将含油污水中的油层回收。
相较于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1.本发明的自动排泥装置通过对分离罐底部污泥进行定时搅拌，不仅能将污泥层混合均匀，避免凝结粘附造成堵塞，同时可以更精准的测量出污泥层的深度，从而在污泥层达到预设的深度时，将底部污泥一次性排出。相较于人工排放污泥，本发明的自动排泥装置能够及时、快速地将污泥排出，避免污泥凝结成块，堵塞分离罐，产生异味。相较于定时排放污泥，本发明的自动排泥装置排放更精准，能避免排出油水，避免对环境造成二次污染，同时更加节能，降低了运行成本。
2.本发明的三相分离设备通过对含油污水进行预加热，将含油污水中的固相油脂融化为液相油脂，防止污泥与油脂凝结成块不易分离，同时采用自动排泥装置将沉降在分离罐底部的污泥及时排出，并补充含油污水，以充分利用分离罐的有效容积，提高含油污水的分离效率。最后，通过实时测量排放的含油污水的含油量，精确区分水层和油层，将油层回收利用，不仅减少了二次污染，同时节约能源，降低处理成本。
（发明人：孟行健;魏道春;王玉峰;董小娜;金灿;熊友元）