Jak działa separator wody olejowej? Wyjaśnienie grawitacji, płyt koalescencyjnych i DAF

Zakład obróbki metali odprowadza około 20 metrów sześciennych na godzinę wody płuczącej zawierającej około 400 mg/l oleju obcego i płynu obróbczego. Wolny olej wypływa na powierzchnię w ciągu kilku minut, jeśli woda znajdzie się w spokojnym miejscu. Zemulgowany olej może wisieć w tej samej wodzie godzinami i nadal nie rosnąć. O tym, czy separator wody olejowej zadziała, decyduje właśnie ta różnica, a nie kształt zbiornika.

Oto krótka wersja: separator wody i oleju nie filtruje oleju z wody. Spowalnia przepływ wody, rozprowadza ją wystarczająco szeroko i zapewnia pływalności wystarczająco dużo czasu, aby unieść kropelki oleju na powierzchnię, skąd może je zabrać skimmer. Istnieją płytki, przegrody, pęcherzyki powietrza i chemikalia, które ułatwiają tę pojedynczą pracę.

Wyporność, powierzchnia i czas: trzy dźwignie separacji

Olej unosi się na wodzie, ponieważ jest lżejszy od wody. Większość olejów mineralnych, płynów hydraulicznych i oleju napędowego mieści się w przedziale od 0,85 do 0,92 g/cm3, podczas gdy woda o temperaturze 20 stopni Celsjusza jest bliska 1,00 g/cm3. Różnica często wynosi tylko 8 do 15 procent, dlatego separacja jest powolna i dlatego geometria zbiornika ma tak duże znaczenie.

Prędkość wznoszenia się pojedynczej kropli zwykle szacuje się za pomocą prawa Stokesa:

v = g (gęstość wody - gęstość oleju) d ² / 18 lepkość

gdzie d jest średnicą kropli, a lepkość jest lepkością wody. Wyróżniają się dwie rzeczy. Ponieważ średnica jest kwadratowa, podwojenie rozmiaru kropli powoduje, że kropla unosi się cztery razy szybciej. Ponieważ lepkość mieści się w mianowniku, podgrzewanie wody ma taki sam efekt, jak zwiększanie kropelek. Separatorem ignorującym którykolwiek z tych czynników jest osadnik o bardziej efektownej nazwie.

Od wlotu do wylotu: co robi każdy stopień urządzenia

Prawie każdy separator grawitacyjny ma tę samą sekwencję, niezależnie od tego, czy jest to zakopana w betonie jednostka API w rafinerii, czy kompaktowa jednostka stalowa w warsztacie.

1. Rozdzielacz wlotowy lub przegroda. Eliminuje ciśnienie przepływu z rury dopływowej i równomiernie rozprowadza przepływ na całej szerokości urządzenia. Nierównomierny rozkład jest najczęstszą przyczyną zwarć.
2. Piasek i ciała stałe wypadają. Piasek, kamień i ciężkie ciała stałe osadzają się w zbiorniku na dnie, zwykle w studzience w kształcie litery V z zaworem spustowym lub ślimakiem.
3. Pakiet płytek lub media koalescencyjne. Nachylone płytki zmniejszają odległość w pionie, jaką kropelka musi pokonać z kilkudziesięciu centymetrów do kilku centymetrów, i zapewniają małym kropelkom powierzchnię, na której mogą się łączyć.
4. Tworzy się warstwa oleju. Wolny olej zbiera się w postaci filmu, który gęstnieje do około 25–50 mm, zanim zostanie odciągnięty przez rurę odpieniacza, odpieniacz taśmowy lub regulowany przelew.
5. Jaz wylotowy lub przegroda. Woda pobierana jest spod warstwy oleju i opuszcza jaz, który ustala poziom wody, a tym samym głębokość warstwy oleju wewnątrz urządzenia.

Kolejność ma znaczenie. Jeśli przegroda wlotowa jest zanieczyszczona lub pakiet płyt jest zaślepiony, każdy dalszy stopień pracuje na niewłaściwej wodzie, a jaz wylotowy po prostu omija problem.

Jak szybko faktycznie unoszą się kropelki oleju?

Liczby sprawiają, że logika projektu jest oczywista. Stosując prawo Stokesa przy różnicy gęstości wynoszącej 80 kg/m3 w wodzie o temperaturze 20 stopni Celsjusza, kropla o średnicy 150 mikronów, stanowiąca klasyczną podstawę konstrukcyjną separatora grawitacyjnego, podnosi się z szybkością około 1 mm na sekundę. Na przebycie jednego metra potrzeba około 17 minutut.

Dlatego separatory grawitacyjne są długie i płytkie. Trzymaj kropelki w odległości 20 cm od powierzchni, a wymagany czas przebywania spada z kilkudziesięciu minut do kilku. Jest to również powód, dla którego istnieją pakiety płyt: skróć ścieżkę wznoszenia i możesz albo zmniejszyć zbiornik, albo wyłapywać mniejsze kropelki na tej samej powierzchni.

Temperatura jest najtańszą zmienną, którą można zmienić

Lepkość wody gwałtownie spada w miarę ogrzewania. Wynosi około 1,79 mPa·s przy 0 stopniach, 1,00 przy 20 stopniach i około 0,55 przy 50 stopniach. Ponieważ lepkość jest wyrażona w mianowniku prawa Stokesa, podgrzanie strumienia od 20 do 50 stopni prawie podwaja prędkość wzrostu każdej zawartej w nim kropelki, bez zmiany pojedynczej płyty.

Właśnie dlatego systemy wody zaolejonej w zimnym klimacie są izolowane lub ogrzewane i dlatego ta sama jednostka często działa lepiej latem niż zimą. To także ostrzeżenie. Jeśli zakład przestawi się na inny detergent lub środek czyszczący, frakcja zemulgowana może gwałtownie wzrosnąć, a separator będzie wyglądał tak, jakby coś mechanicznego zawiodło, gdy nic się nie stało.

Porównanie głównych tras separacyjnych

Separacja grawitacyjna jest podstawą oczyszczania wody zaolejonej, ale rzadko jest to cała historia. Poniższe trasy to trasy najczęściej spotykane przed punktem rozładunku lub etapem ponownego wykorzystania.

Pozioma maszyna do flotacji powietrza Adwekcyjna maszyna do flotacji rozpuszczonego powietrza jest urządzeniem do separacji ciał stałych i cieczy powszechnie stosowanym w przemyśle oczyszczania ścieków. Może skutecznie usunąć zawieszenie... Zobacz produkt →

Flotacja rozpuszczonego powietrza zasługuje na bliższe spojrzenie, ponieważ zmienia raczej mechanizm niż geometrię. Zamiast czekać, aż olej sam się podniesie, mikropęcherzyki przyczepiają się do kropelek i unoszą je z prędkością, której nie jest w stanie wytworzyć sama grawitacja. Usuwa rozproszony i lekko zemulgowany olej, przez który przechodzi zwykła jednostka grawitacyjna.

Tam, gdzie pasuje dozowanie chemikaliów

Poniżej około 20 mikronów kropelki oleju zachowują się bardziej jak rozpuszczona materia niż pływający olej. Kropla o średnicy 20 mikronów potrzebuje kilku godzin, aby wznieść się na metr, czego nie jest w stanie zapewnić żaden praktyczny zbiornik. Odpowiedzią jest ich hodowanie: koagulant neutralizuje ładunek powierzchniowy kropelek, a flokulant buduje zneutralizowane kropelki w kłaczki wystarczająco duże, aby grawitacja lub flotacja mogły je usunąć.

Chemia działa tylko wtedy, gdy dawkowanie jest spójne. Dawki w przypadku wody zaolejonej zwykle mieszczą się w zakresie od dziesiątek do setek mg/l, a pompa dozująca, której dryft wynosi 20 procent, albo marnuje polimer, albo przepuszcza olej do wylotu. Dlatego też pakietowe systemy dozowania z komorą mieszania i skalibrowanymi pompami są standardem oczyszczanie ścieków przemysłowych linie, w których zmiany wpływające przesuwają się po przesunięciu.

Zintegrowane urządzenie dozujące Maszyna do odwadniania osadów z prasą śrubową Zobacz produkt →

Co decyduje o tym, czy jednostka spełnia swoje numery

Dwa separatory zbudowane na podstawie identycznych rysunków mogą działać bardzo różnie. W praktyce o wydajności decyduje krótka lista zmiennych:

• Szybkość obciążenia powierzchniowego w metrach sześciennych na metr kwadratowy na godzinę. Naciśnij go, a czas retencji zmniejszy się proporcjonalnie.
• Temperatura i lepkość strumienia napływającego.
• Rozkład wielkości kropel: wolny, zdyspergowany lub zemulgowany.
• Turbulencja na wlocie, która ponownie rozbija kropelki, które już się połączyły.
• Głębokość i stabilność warstwy oleju. Warstwa nadmiernie odtłuszczona przenosi wodę, warstwa niedostatecznie odtłuszczona odprowadza olej wraz z wodą.
• Nagromadzony szlam i piasek, które cicho zmniejszają objętość roboczą urządzenia.

Tylko jedna pozycja na tej liście jest właściwością mechaniczną separatora. Reszta to właściwości strumienia i sposobu obsługi urządzenia.

Konserwacja i osad, którego nikt nie planuje

Separator wody olejowej jest urządzeniem pasywnym, więc ulega cichej awarii. Typowe objawy są przewidywalne:

• Olej na wylocie: zbyt gruba warstwa oleju, zbyt długi odstęp odpieniania lub zbyt nisko ustawiony przelew wylotowy.
• Słaba separacja przy przepływie projektowym: zwarcie spowodowane zablokowaną przegrodą wlotową lub zanieczyszczonym pakietem płyt.
• Utrzymujący się zapach i unoszący się kożuch osadowy: ciała stałe gromadzą się w leju zasypowym szybciej, niż są usuwane.
• Nagła utrata wydajności bez zmian mechanicznych: nowy środek czyszczący lub zmiana procesu spowodowała zemulgowanie oleju.

Zarówno olej odzyskany z powierzchni, jak i osad zebrany z dna wymagają miejsca przeznaczenia. Osad oleisty jest zwykle odwadniany przed utylizacją lub współprzetwarzaniem i właśnie w tym miejscu wiele małych zakładów zostaje uszkodzonych, ponieważ osad oleisty zachowuje się zupełnie inaczej niż osad komunalny i zaślepia konwencjonalne urządzenia odwadniające.

Maszyna do odwadniania osadów z prasą śrubową Odwadniacz spiralny mieszalnika ścieków może nie tylko oczyszczać osady o wysokim stężeniu, ale także zagęszczać i odwadniać ścieki o niskim stężeniu. Obowiązujące... Zobacz produkt →

Wybór separatora dla strumienia

Zacznij od widma kropel, a nie od natężenia przepływu. Jeśli strumień składa się głównie z wolnego oleju z podłogi warsztatu, myjni samochodowej lub zbiornika paliwa, zwykle wystarczy separator grawitacyjny z pakietem płyt o wielkości od 60 do 100 mikronów. Jeśli transportuje zemulgowany olej, chłodziwo obróbkowe lub powstałą wodę operacji naftowych i gazowych sama grawitacja nie osiągnie granicy wypływu i wymagany jest etap flotacji lub etap chemiczny.

Następnie sprawdź kwestie praktyczne: dostępną powierzchnię, dostępność ciepła, sposób postępowania z odzyskanym olejem i szlamem oraz osobę, która będzie czyściła jednostkę. Te cztery pytania pozwalają przewidzieć koszty operacyjne znacznie bardziej wiarygodnie niż jakiekolwiek dane z broszury dotyczące wydajności usuwania.

Często zadawane pytania