旋流技術(shù)在船舶油污水分離中的應(yīng)用
1 旋流器工作原理
圖1為旋流器工作原理示意圖，水力旋流器是由上部筒體和下部錐體：兩大部分組成的非運動型分離設(shè)備，其分離原理是離心沉降。當(dāng)待分離的液體混合物(非均相固液混合物)以一定的壓力從旋流器周邊進入旋流器后被迫作回轉(zhuǎn)運動。由于其受到的離心力、向心浮力、流體曳力等大小不同，液體混合物中的固體粗顆粒克服水力阻力向器壁運動，并在自身重力的共同作用下，沿器壁螺旋向下運動，細而小的顆粒及大部分水則因所受的離心力小，未及靠近器壁即隨液體混合物做回轉(zhuǎn)運動。在后續(xù)給料的推動下，顆粒粒徑由中心向器壁越來越大，形成分層排列。隨著液體混合物從旋流器的柱濾體部分流向錐體部分，流動斷面越來越小，在外層液體混合物收縮壓迫之下，含有大量細小顆粒的內(nèi)層液體混合物不得不改變方向而向上運動，形成內(nèi)旋流，自溢流管排出，成為溢流，而粗大顆粒則繼續(xù)沿器壁螺旋向下運動，形成外旋流，最終由底流口排出，成為沉砂，從而達到分離分級的目的。
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由于旋流器體積小、安裝方便、效率高、能耗低等獨特優(yōu)點，在油水分離領(lǐng)域顯示出巨大的潛力，含油污水的質(zhì)量分數(shù)可從1000×10-6降至10×10-6。
2 旋流器在污水處理中的應(yīng)用
根據(jù)旋流器的工作原理，采用二級旋流器對機艙污水系統(tǒng)進行改進，如圖2所示。圖2中機艙污水經(jīng)過濾器由給水泵泵人第一級旋流器，旋流器經(jīng)過合理設(shè)計可以去除大量油分，而含油量較少的油污水進入第二級旋流器，可有效去除污水中幾個微米以上的油粒。含油艙底水經(jīng)過此過程的預(yù)處理，可以有效地去除了污水中的大量污油及雜質(zhì)，大大減輕了后續(xù)油水分離器的工作負擔(dān)，特別是第二級，雜質(zhì)沉積于底部容器，使得旋流器可以連續(xù)工作，船員不必為經(jīng)常清洗濾器及精分離元件而煩惱。
3 影響旋流器性能的因素
旋流器的兩個基本性能參數(shù)是分離效率和溢流分率。分離效率是衡量水力旋流器分離過程進行完善程度的技術(shù)指標。溢流分率定義為溢流流量與進口流量的比值，溢流分率反映了溢流與底流的流量平衡。經(jīng)相關(guān)試驗表明，溢流分率與旋流器分離效率的關(guān)系，隨著溢流分率增大，分離效率也逐漸增大，但當(dāng)溢流分率上升至22%時，溢流分率不再上升。溢流分率過大時，澄清效率反而下降，將削弱旋流器的工作性能。旋流器的油污水處理能力還取決于溢流量的大小，溢流量越大，旋流器有效處理量越小，其經(jīng)濟性越差。為了降低單位處理量的成本，只要底流達到排放標準，應(yīng)盡可能降低溢流分率值。
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