Air yang dihasilkan dari kepala telaga, air basuhan dari kilang makanan dan air lambung dari kapal semuanya berkongsi satu masalah: minyak mesti keluar sebelum air boleh digunakan semula atau dibuang. Kesukaran sebenar bukanlah jumlah kepekatan minyak tetapi saiz titisan. Minyak percuma melebihi 150 mikron meningkat dalam beberapa minit; minyak emulsi di bawah 20 mikron boleh kekal stabil selama berminggu-minggu. Oleh itu, sistem pemisahan minyak-air yang direka dengan baik bergantung pada kereta api berperingkat dan bukannya satu mesin, bermula dengan penyingkiran kasar dan penamat dengan penggilap yang disesuaikan dengan sasaran pelepasan atau guna semula. Perancangan jurutera rawatan air yang dihasilkan atau lebih luas rawatan air sisa industri projek mengikut logik yang sama: cirikan aliran dahulu, kemudian padankan setiap teknologi dengan keadaan minyak yang sebenarnya boleh disampaikan.
Pemisahan Minyak-Air Bermula dengan Mengetahui Keadaan Minyak
Kesimpulan pertama: kos pengasingan meningkat dengan mendadak apabila saiz titisan menurun. Mengeluarkan minyak percuma mengikut graviti boleh menelan kos hanya beberapa sen bagi setiap meter padu, manakala mengeluarkan minyak emulsi mungkin memerlukan pengapungan, penapisan atau bahan kimia pada banyak kali kos itu. Oleh itu, mengetahui keadaan minyak dalam aliran anda adalah langkah paling penting dalam merangkum sistem pemisahan minyak-air. Analisis saiz titisan makmal, digabungkan dengan ujian balang mudah, memberitahu anda sama ada graviti sahaja akan berfungsi atau sama ada anda perlu menambah pengapungan dan penapisan. Banyak tumbuhan meremehkan pecahan minyak emulsi dalam pengaruhnya dan kemudiannya bergelut dengan lawatan permit. Pelaburan makmal sekali sahaja sebanyak beberapa ratus dolar boleh menjimatkan puluhan ribu dalam kerja semula.
Minyak dalam air sisa secara amnya dibahagikan kepada empat keadaan berdasarkan saiz titisan. Jadual di bawah meringkaskan setiap negeri, tingkah lakunya dan teknologi yang digunakan.
| Keadaan minyak | Saiz titisan | Tingkah laku | Teknologi tipikal |
|---|---|---|---|
| Minyak percuma | >150 mikron | Meningkat ke permukaan dalam beberapa minit | Pemisah API, skimmer |
| Minyak yang tersebar | 20-150 mikron | Naik perlahan-lahan; sensitif kepada pergolakan | Penggabung plat, hidrosiklon |
| Minyak teremulsi | 1-20 mikron | Stabil kerana surfaktan | DAF, membran, demulsifier |
| Minyak terlarut | <1 mikron | Molekul; tidak boleh ditanggalkan oleh graviti | Biologi, karbon teraktif |
Teknologi Pemisahan Minyak-Air Teras Berbanding
Setiap teknologi mempunyai sampul surat yang berfungsi yang menentukan tempatnya dalam tren rawatan. Pemisah API kekal sebagai langkah utama yang paling menjimatkan untuk minyak percuma, tetapi ia tidak boleh memecahkan emulsi. Penggabung plat menambah baik pemisahan graviti dengan memendekkan titisan jarak menegak mesti naik. Pengapungan udara terlarut (DAF) melekatkan gelembung mikro pada titisan minyak dan kini merupakan langkah kedua lalai untuk minyak emulsi di banyak loji industri. Hidrosiklon menawarkan alternatif padat untuk minyak percuma dan tersebar, terutamanya pada platform luar pesisir yang mempunyai kesan terhad. Penapisan membran menggilap ke paras minyak yang sangat rendah tetapi membawa tenaga yang lebih tinggi dan risiko kekotoran.
Penyahmulsifikasi kimia wajar disebut kerana ia selalunya merupakan cara yang paling murah untuk memecahkan emulsi yang ketat. Ia berfungsi dengan meneutralkan filem antara muka yang menstabilkan titisan, membenarkan penyatuan di bawah pengadukan yang lembut. Walau bagaimanapun, mereka menambah kos operasi, mencipta enap cemar minyak-air-kimia, dan memerlukan kawalan dos yang teliti, itulah sebabnya kebanyakan pemasangan kekal memilih kaedah fizikal seperti DAF sebagai langkah kedua.
Menurut panduan reka bentuk pemisah API dan rujukan rawatan air sisa EPA A.S., julat kerja ini konsisten merentas pemasangan penapisan, petrokimia, marin dan perbandaran. Carta radar di bawah membandingkan tiga teknologi biasa merentas lima kriteria praktikal.
Merekabentuk Sistem Pemisahan Minyak-Air Berbilang Peringkat
Mulakan dengan mencirikan pengaruh: taburan saiz titisan, kepekatan minyak, suhu, kandungan pepejal dan sasaran nyahcas atau guna semula. Untuk operasi luar pesisir di perairan A.S., contohnya, had minyak dan gris EPA di bawah 40 CFR Bahagian 435 ialah 29 mg/L purata bulanan dan 42 mg/L maksimum harian. Permit berasaskan tanah selalunya lebih ketat, jadi peringkat penggilapan mesti bersaiz sewajarnya.
Langkah 1 - Prarawatan. Skrin mekanikal membuang pepejal kasar dan serpihan berserabut yang sebaliknya akan menyumbat media penyatuan hiliran dan muncung pengapungan. Skrin dram berputar ialah pilihan padat untuk aliran masuk yang membawa pepejal terampai.
Skrin Drum Rotary untuk Peringkat Prarawatan Skrin mekanikal padat ini mengeluarkan pepejal kasar dan serpihan berserabut daripada influen, mencegah tersumbat dan melindungi media penyatuan hiliran dan muncung pengapungan daripada lelasan. Lihat Produk → Langkah 2 - Pemisahan graviti utama. Pemisah API atau penggabung plat mengeluarkan sebahagian besar minyak percuma. Grit mendap dalam tangki yang sama, melindungi pam hiliran dan instrumen daripada lelasan. Pengelas pasir kemudiannya mengeringkan dan mengeluarkan pasir yang termendap dalam bentuk yang hampir kering.
Pengelas Grit untuk Pengasingan Pasir-Air Pengelas jenis skru ini mengeringkan dan menyahcas pasir termendap dengan kelembapan di bawah 60%, melindungi pam dan instrumen sambil memastikan tangki pemisah utama bersih dan cekap. Lihat Produk → Langkah 3 - Pengapungan sekunder. Unit DAF mengeluarkan minyak yang tersebar dan sebahagiannya diemulsikan dengan melekatkan gelembung mikro pada titisan, mengapungkannya ke permukaan untuk skimming. Mesin pengapungan udara mendatar berintegrasi dengan baik ke dalam susun atur tangki sedia ada dan memerlukan lebih sedikit ruang daripada reka bentuk menegak.
Mesin Pengapungan Udara Mendatar untuk Penyingkiran Minyak Menggunakan buih mikro untuk mengapungkan minyak terapung dan teremulsi serta pepejal terampai, unit DAF ini meningkatkan kecekapan pengasingan sambil memerlukan lebih sedikit ruang, menjadikannya ideal untuk pengapungan sekunder. Lihat Produk → Langkah 4 - Menggilap. Penapisan kartrij, pemisahan membran atau penjerapan karbon teraktif ditambah apabila had permit atau spesifikasi penggunaan semula menuntut paras minyak di bawah apa yang boleh dicapai oleh pengapungan sahaja. Lapisan minyak skim dari pemisah boleh dipulihkan jika isipadu membenarkannya, manakala enap cemar berminyak daripada skimmer DAF biasanya memerlukan penyahairan sebelum pelupusan di luar tapak. Termasuk pengendalian enap cemar dalam anggaran reka bentuk mengelakkan kejutan semasa pentauliahan.
Pemisah API biasa dalam paparan isometrik
Senarai Semak Pemilihan Peralatan Pengasingan Minyak-Air
Mengasaskan pilihan peralatan pada jadual di bawah mengurangkan risiko saiz kurang atau terlalu besar. Pengalaman lapangan menunjukkan bahawa kebanyakan kegagalan pemisah datang daripada mengabaikan satu daripada enam parameter ini.
| Kriteria | Mengapa ia penting | Implikasi reka bentuk |
|---|---|---|
| Kadar aliran dan puncak | Saiz yang kurang menyebabkan pemindahan minyak | Pemisah saiz pada aliran purata 1.25-1.5x |
| Saiz titisan distribution | Menentukan sama ada graviti boleh berfungsi | Di bawah 20 mikron, tambah DAF atau membran |
| Suhu | Suhu yang lebih tinggi mengurangkan kelikatan | Memanaskan aliran sejuk membantu meningkatkan halaju |
| Kepekatan pepejal | Menyumbat penggabung dan muncung pengapungan | Pasang skrin dan penyingkiran pasir terlebih dahulu |
| Sekatan kimia | Sesetengah tapak mengehadkan penggunaan demulsifier | Pilih pemisahan fizikal sebaliknya |
| Had permit | Menetapkan keperluan penggilap | 29 mg/L vs 10 mg/L menukar kereta api |
Tanda-tanda bahawa sistem sedia ada bersaiz kecil termasuk kilauan minyak yang boleh dilihat dalam efluen, kartrij penapis yang tersumbat dalam beberapa hari, dan penggunaan bahan kimia yang meningkat untuk kualiti suapan yang sama. Sebelum melabur dalam peralatan baharu, ukur taburan saiz titisan sebenar sepanjang sekurang-kurangnya kitaran pengeluaran penuh; puncak diurnal selalunya mengubah keadaan minyak lebih daripada kepekatan purata.
Soalan Lazim tentang Pemisahan Minyak-Air
S1. Apakah pemisah minyak-air?
Pemisah minyak-air mengeluarkan minyak daripada air menggunakan perbezaan ketumpatan, penyatuan, pengapungan, penapisan atau tindakan kimia. Jenis biasa termasuk pemisah API, penggabung plat, unit DAF dan sistem membran.
S2. Bagaimanakah pemisah air minyak API berfungsi?
Pemisah API menyediakan aliran senyap dan masa pengekalan yang panjang, biasanya 1.5-2 jam, jadi minyak bebas naik ke permukaan untuk penyaringan sementara pepejal termendap terkumpul di bahagian bawah.
S3. Apakah perbezaan antara minyak bebas dan emulsi?
Minyak bebas wujud sebagai titisan yang lebih besar daripada kira-kira 150 mikron dan dipisahkan oleh graviti. Minyak teremulsi ialah titisan di bawah 20 mikron yang distabilkan oleh surfaktan, memerlukan pengapungan, membran atau penyahmulsifikasi kimia.
S4. Bagaimanakah anda mengasingkan minyak daripada air yang dihasilkan?
Rawatan air yang dihasilkan menggunakan kereta api berbilang peringkat: hidrosiklon atau pemisah plat untuk minyak bebas pukal, DAF untuk penggilapan sekunder, dan penapisan atau rawatan biologi jika had pelepasan atau suntikan semula memerlukan.
S5. Apakah had pelepasan minyak dan gris?
Piawaian luar pesisir EPA A.S. untuk air yang dihasilkan ialah 29 mg/L purata bulanan dan 42 mg/L maksimum harian di bawah 40 CFR Bahagian 435. Permit berasaskan darat selalunya lebih ketat, biasanya 10-20 mg/L.
S6. Bolehkah koagulan memperbaiki pengasingan minyak-air?
ya. Koagulan aluminium atau besi dan flokulan organik meneutralkan cas permukaan dan menggalakkan penggabungan titisan, meningkatkan kecekapan DAF dan penapisan dengan ketara untuk emulsi yang ketat.
