O fabrică de prelucrare a metalelor evacuează aproximativ 20 de metri cubi pe oră de apă de clătire transportând aproximativ 400 mg/L de ulei și lichid de tăiere. Uleiul liber plutește la suprafață în câteva minute dacă apei i se oferă un loc liniștit. Uleiul emulsionat poate sta în aceeași apă ore întregi și tot nu se ridică. Această diferență, nu forma rezervorului, decide dacă funcționează un separator de ulei și apă.
Așadar, iată varianta scurtă: un separator de ulei și apă nu filtrează uleiul din apă. Încetinește apa, o răspândește suficient de larg și oferă flotabilitate suficient timp pentru a ridica picăturile de ulei pe o suprafață de unde un skimmer le poate îndepărta. Plăcile, deflectoarele, bulele de aer și substanțele chimice există toate pentru a ușura această singură lucrare.
Flotabilitatea, suprafața și timpul: cele trei pârghii de separare
Uleiul plutește pentru că este mai ușor decât apa. Majoritatea uleiurilor minerale, fluidelor hidraulice și motorinei se situează între 0,85 și 0,92 g/cm³, în timp ce apa la 20 de grade Celsius este aproape de 1,00 g/cm³. Decalajul este adesea de doar 8 până la 15 la sută, motiv pentru care separarea este lentă și de ce geometria rezervorului contează atât de mult.
Viteza de creștere a unei singure picături este estimată în mod normal cu legea lui Stokes:
v = g (densitatea apei - densitatea uleiului) d 2 / 18 vâscozitate
unde d este diametrul picăturilor și vâscozitatea este cea a apei. Două lucruri ies în evidență. Deoarece diametrul este pătrat, dublarea dimensiunii picăturilor face ca o picătură să se ridice de patru ori mai repede. Deoarece vâscozitatea se află în numitor, încălzirea apei are același efect ca și creșterea picăturilor. Un separator care ignoră oricare dintre factorii este un rezervor de decantare cu un nume mai impresionant.
De la intrare la ieșire: ce face fiecare etapă a unității
Aproape fiecare separator gravitațional urmează aceeași secvență, fie că este vorba de o unitate API de beton îngropată la o rafinărie sau de o unitate compactă de pachet din oțel pe podeaua unui atelier.
- Distribuitor de admisie sau deflector. Ucide capul de viteză din conducta de intrare și împrăștie fluxul uniform pe toată lățimea unității. Distribuția neuniformă este cea mai frecventă cauză a scurtcircuitului.
- Nisipul și solidele scad. Nisipul, solzii și solidele grele se depun într-un buncăr din partea inferioară, de obicei un bazin în formă de V cu o supapă de scurgere sau un melc.
- Ambalaj de plăci sau medii coalescente. Plăcile înclinate reduc distanța verticală pe care trebuie să o parcurgă o picătură de la zeci de centimetri la câțiva centimetri și oferă picăturilor mici o suprafață pe care să se îmbine.
- Stratul de ulei se formează. Uleiul liber se adună sub formă de peliculă care se îngroașă la aproximativ 25 până la 50 mm înainte de a fi extras de o țeavă de skimmer, un skimmer cu bandă sau un deversor reglabil.
- Valve sau deflector de evacuare. Apa este extrasă de sub stratul de ulei și pleacă peste un vârtej care stabilește nivelul apei și, prin urmare, adâncimea stratului de ulei, în interiorul unității.
Ordinea contează. Dacă deflectorul de admisie este înfundat sau pachetul de plăci este orbit, fiecare treaptă din aval funcționează cu apa greșită, iar barajul de evacuare pur și simplu trece problema.
Cât de repede se ridică de fapt picăturile de ulei?
Numerele fac evidentă logica designului. Folosind legea lui Stokes cu o diferență de densitate de 80 kg/m³ în apă la 20 de grade Celsius, o picătură de 150 de microni, baza de proiectare clasică pentru un separator gravitațional, crește cu aproximativ 1 mm pe secundă. Este nevoie de aproximativ 17 minute pentru a parcurge un metru.
Acesta este motivul pentru care separatoarele gravitaționale sunt lungi și puțin adânci. Păstrați picăturile la 20 cm de suprafață, iar timpul de rezidență necesar scade de la zeci de minute la câteva. Acesta este, de asemenea, motivul pentru care pachetele de plăci există: scurtați calea de creștere și puteți fie să micșorați rezervorul, fie să prindeți picături mai mici în aceeași amprentă.
Temperatura este cea mai ieftină variabilă de schimbat
Vâscozitatea apei scade abrupt pe măsură ce se încălzește. Este de aproximativ 1,79 mPas la 0 grade, 1,00 la 20 de grade și aproximativ 0,55 la 50 de grade. Deoarece vâscozitatea se află în numitorul legii lui Stokes, încălzirea unui flux de la 20 la 50 de grade aproape dublează viteza de creștere a fiecărei picături din el, fără a schimba o singură placă.
De aceea, sistemele cu apă uleioasă din climă rece sunt izolate sau încălzite și de ce aceeași unitate funcționează adesea mai bine vara decât iarna. Este, de asemenea, un avertisment. Dacă o plantă trece la un alt detergent sau agent de curățare, fracția emulsionată poate sări brusc, iar separatorul va arăta ca și cum ceva mecanic s-a defectat atunci când nimic nu a făcut-o.
Principalele rute de separare comparate
Separarea gravitațională este coloana vertebrală a tratării apei uleioase, dar rareori este întreaga poveste. Rutele de mai jos sunt cele mai des întâlnite înaintea unui punct de descărcare sau a unei etape de reutilizare.
| Traseu | Cum se desparte | Picături se potrivește | Amprenta la sol |
|---|---|---|---|
| Separator gravitațional API | Canal lung și liniștit cu timp de ședere | Ulei liber, în principal peste 150 µm | Mare |
| Separator placă CPI / PPI | Plăcile înclinate scurtează calea de creștere | Ulei liber și dispersat, aproximativ 60 până la 150 µm | Mediu |
| Flotație cu aer dizolvat | Micro-bulele transportă ulei la suprafață | Ulei dispersat și ușor emulsionat | Mediu |
| Hidrociclon sau centrifugă | Forța g mare amplifică diferența de densitate | Picături mici, dar consumatoare de energie | Mic |
| Coagulare chimică plus flotație sau lustruire cu membrană | Substanțele chimice măresc picăturile și o barieră le prinde pe restul | Putern emulsionat și puțin ulei dizolvat | Compact |
Mașină de flotație orizontală a aerului Mașina de flotație cu aer dizolvat prin advecție este un echipament de separare solid-lichid utilizat în mod obișnuit în industria de tratare a apelor uzate. Poate elimina eficient suspendarea... Vizualizare produs → Flotația cu aer dizolvat merită o privire mai atentă, deoarece schimbă mai degrabă mecanismul decât geometria. În loc să aștepte ca uleiul să se ridice singur, microbulele se atașează de picături și le ridică cu o viteză pe care gravitația singură nu o poate produce. Îndepărtează uleiul dispersat și ușor emulsionat prin care trece direct o unitate gravitațională simplă.
Unde se potrivește dozarea substanțelor chimice
Sub aproximativ 20 de microni, picăturile de ulei se comportă mai mult ca materie dizolvată decât ca uleiul plutitor. O picătură de 20 de microni are nevoie de câteva ore pentru a se ridica pe un metru, ceea ce niciun rezervor practic nu poate oferi. Răspunsul este să le crești: un coagulant neutralizează sarcina de suprafață a picăturilor, iar un floculant transformă picăturile neutralizate în flocuri suficient de mari pentru ca gravitația sau flotația să fie îndepărtate.
Chimia funcționează numai dacă dozarea este consecventă. Dozele apei uleioase sunt de obicei cuprinse între zeci și sute mici de mg/L, iar o pompă de dozare care se deplasează cu 20% fie risipă polimerul, fie lasă uleiul să treacă la ieșire. De aceea, sistemele de dozare ambalate cu o cameră de amestecare și pompe calibrate sunt standard tratarea apelor uzate industriale liniile în care influentul se modifică schimb cu schimb.
Dispozitiv de dozare integrat Masina de deshidratare a nămolului cu presa cu șurub Vizualizare produs → Ceea ce decide dacă unitatea își îndeplinește numerele
Două separatoare construite după desene identice pot funcționa foarte diferit. În practică, performanța este decisă de o listă scurtă de variabile:
- Rata de încărcare la suprafață, în metri cubi pe metru pătrat pe oră. Împingeți-l în sus și timpul de retenție scade proporțional.
- Temperatura și vâscozitatea fluxului de intrare.
- Distribuția dimensiunii picăturilor: liberă, dispersată sau emulsionată.
- Turbulențe la intrare, care sparge din nou picăturile care s-au unit deja.
- Adâncimea și stabilitatea stratului de ulei. Un strat supra-degresat duce apa, unul sub-degresat duce uleiul cu apa.
- Nămolul și nisipul acumulat, care reduc în liniște volumul de lucru al unității.
Doar un articol din acea listă este o proprietate mecanică a separatorului. Restul sunt proprietăți ale fluxului și ale modului în care este operată unitatea.
Întreținere și nămolul pentru care nimeni nu plănuiește
Un separator de apă ulei este un dispozitiv pasiv, așa că eșuează în liniște. Simptomele obișnuite sunt previzibile:
- Ulei la ieșire: stratul de ulei prea gros, intervalul de curățare prea lung sau barajul de evacuare este prea jos.
- Separare slabă la fluxul de proiectare: scurtcircuitare cauzată de un deflector de admisie blocat sau un pachet de plăci înfundat.
- Miros persistent și o pătură de nămol în creștere: solidele se acumulează în buncăr mai repede decât sunt îndepărtate.
- Pierderea bruscă a performanței fără schimbare mecanică: un nou agent de curățare sau o schimbare a procesului a emulsionat uleiul.
Uleiul recuperat de la suprafață și nămolul extras de la fund au nevoie ambele de o destinație. Nămolul uleios este în mod normal deshidratat înainte de eliminare sau co-procesare, și aici se desprind multe plante mici, deoarece nămolul uleios se comportă foarte diferit față de nămolul municipal și orbește echipamentele convenționale de deshidratare.
Masina de deshidratare a nămolului cu presa cu șurub Mașina de deshidratare a mixerului de ape uzate de tip spirală nu poate trata doar nămolul cu concentrație mare, ci și concentra și deshidratează ape uzate cu concentrație scăzută. Aplicabil... Vizualizare produs → Alegerea unui separator pentru fluxul dvs
Începeți cu spectrul picăturilor, nu cu debitul. Dacă fluxul este în mare parte ulei liber de la podeaua unui atelier, o zonă de spălare a vehiculelor sau un rezervor de combustibil, un separator gravitațional cu pachet de plăci dimensionat pe o bază de 60 până la 100 de microni va face în mod normal treaba. Dacă transportă ulei emulsionat, lichid de răcire de prelucrare sau apă produsă din operațiuni cu petrol și gaze , gravitația singură nu va atinge limita de descărcare și este necesară o etapă de flotație sau chimică.
Apoi verificați elementele practice: amprenta disponibilă, dacă căldura este disponibilă, cum vor fi tratate uleiul recuperat și nămolul și cine va curăța unitatea. Aceste patru întrebări prezic costurile de operare mult mai fiabile decât orice cifră din broșură pentru eficiența îndepărtării.
Întrebări frecvente
Î1. Cum funcționează un separator de apă ulei în termeni simpli?
Încetinește fluxul și îl împrăștie pe o suprafață largă și liniștită, astfel încât flotabilitatea poate ridica picăturile de ulei în partea de sus, unde un skimmer le îndepărtează înainte ca apa să iasă din ieșire.
Q2. Ce dimensiune a picăturilor de ulei poate îndepărta un separator de apă cu ulei gravitațional?
Unitățile gravitaționale sunt de obicei dimensionate în jurul picăturilor de 150 de microni, în timp ce separatoarele de plăci coalescente vizează aproximativ 60 de microni. Picăturile sub aproximativ 20 de microni se ridică prea încet doar pentru gravitație.
Q3. Care este diferența dintre un separator API și un separator cu plăci coalescente?
Ambele se bazează pe gravitație. Un separator API folosește un canal lung și silențios, în timp ce o unitate de plăci coalescente adaugă plăci înclinate care scurtează calea de creștere, astfel încât are nevoie de mult mai puțin spațiu pentru aceeași sarcină.
Î4. Un separator de apă ulei elimină uleiul emulsionat?
Nu de încredere. Picăturile emulsionate sub aproximativ 20 de microni necesită coagulare chimică, flotare cu aer dizolvat sau lustruire a membranei în aval de treapta gravitațională.
Î5. Cât de des are nevoie de întreținere un separator de ulei și apă?
Curatarea este continuă sau zilnică, deflectoarele și pachetele de plăci sunt inspectate lunar, iar nămolul este extras din buncăr înainte ca acesta să se acumuleze, adesea săptămânal pe fluxurile industriale.
Î6. Ce timp de retenție ar trebui să aibă un separator de ulei și apă?
Unitățile gravitaționale asigură în mod obișnuit 10 până la 30 de minute de retenție la fluxul de proiectare, rata de încărcare a suprafeței menținută suficient de scăzută pentru ca dimensiunea picăturii țintă să ajungă la suprafață.
