油 / 水过滤装置 本发明涉及油 / 水分离装置。
油 / 水分离装置经常与空气压缩机一起使用。空气压缩机通过抽吸并压缩周围空 气而产生压缩空气。由于物理原因并且由于压缩空气被干燥， 所包含的空气湿度积聚成结 露。所述结露是由于空气压缩机引入了润滑剂产生的废水， 这些废水大多数时候不允许被 排泄到公共下水道， 因为这些废水超出了烃类含量限制。
假定所抽吸的空气的容积流量是 60m3/h， 那么可能产生流量为 1.6l/h 的、 非常不 连续的结露 （其中油分的流量为 300mg/h） ； 这对应于 190ppm。
根据气候条件 （环境温度和湿度） 、 所使用的油的类型、 压缩机的设计和工作等， 这 些值可以变化。
水和润滑剂之间的结合也不同， 并在分散的油和水的混合物到乳状液之间的范围 内。排入生活污水管的允许值是 20ppm， 或 10ppm， 部分是 5ppm（百万分比浓度）
因而， 所产生的特殊废物必须由废物处理公司以高成本处理， 即使其中 99.5% 的 是来自周围空气湿气的水。
市售的油 / 水分离装置的目的是现场处理结露， 使得可以排出这些结露， 即以经 济有效的方式从废水中去除油分。已知的这种设计的装置一般使用多个分离级， 以达到所 需纯度。
所述结露通过卸压元件缓慢地排出到预分离器中， 因此， 只有少量紊流。 预分离器 3 按照重力分离原理工作， 并且可以使重的沉淀污染物 （密度大于 1kg/dm ） 沉积， 并使游离油 3 分 （密度小于 1kg/dm ） 漂浮， 然后游离油分流入接收容器中。在第二级中， 细油滴通过主要 基于具有很大内表面的亲油材料和活性碳的吸收过滤器而从结露中分离。
在根据现有技术的另一设计中， 结露与游离油分一起被进给通过所述吸收过滤 器， 所述过滤器又漂浮在结露的表面并且吸收沉积在结露表面的油分 （密度大于 1kg/dm3） 。 该构造按照相应的水柱原理工作 ； 已处理的结露在净化水的出口处沿着朝向下水道的方向 离开该装置， 离开的结露的量与新流进的结露的量相等。
所收集的游离油和充满油的过滤器一般被加热利用， 但是也可以被处理。
强力分散或均匀乳化的结露不能在这些装置中处理， 并且一般通过如膜吸分离、 蒸发或分解方法等更复杂的方法进行处理。
在实际应用中， 有时会存在这样的问题， 即过滤器或油 / 水分离装置被其它异物 堵塞， 而没有相应的油进入。其原因是在结露中存在有细菌、 藻类或真菌。这通常是由例如 在果汁公司中的系统的安装条件或者例如使用高容量机器等操作条件引起的。 主要原因也 包括润滑油以及其使用方法 ； 用于空气压缩机的现代润滑油使用的时间更长并且包含的诸 如软化剂等杀菌添加剂越来越少。
由于在油 / 水分离装置中的工作停留时间， 细菌、 藻类和真菌会产生黏状物质， 这 些黏状物质积聚在水的表面上， 但是也会下沉并沉淀或保持悬浮。 当流动通过各过滤级时， 这些黏状物质可能沉积在各过滤级的表面上， 然后导致堵塞， 由于使工作压力较低， 所以所 述堵塞不再允许结露通过各过滤级的表面。 然后， 该装置过载， 并且由此使过滤器的工作寿
命以令人难以接受的程度减少， 如从至少 6 个月减少到 6 周。
本发明的目的是提供即使黏状物质聚集在要分离的混合物中时仍然具有较长操 作时间的油 / 水分离装置。同时， 油 / 水分离装置应当具有简单设计并且能够低成本地生 产。
根据本发明， 该目的通过这样的油 / 水分离装置而达到， 所述油 / 水分离装置的特 征在于， 用以从油 / 水混合物中分离黏状物质的附加机械分离装置。
为简化起见， 以下所使用的术语 “油 / 水混合物” 用于被导引通过所述分离装置的 液体， 而与该液体中油的含量或油的组分无关。 因而， 该术语也涉及沿流动方向的在过滤元 件后的液体。
本发明基于这样的观点 ： 即出于某些原因， 开始效果明显甚至是有利的对结露的 杀菌处理是不利的。将其它有害物质引入结露即引入废水， 会导致增加下游污水处理厂的 负担。另外， 限定合适的药剂是困难的， 因为各种应用的条件是不同的。完全消除也是困难 的， 因为随后在油 / 水分离装置中的停留时间， 剩余的细菌、 藻类或真菌会再次成长到成问 题的量级。此外， 这些方法大多数时候要求更复杂的工厂技术， 如用于反洗， 这与市售的油 / 水分离装置在简化方面的要求是不相称的。
因而， 本发明的极其重要的概念不在避免黏状物质的产生， 而是在于设计油 / 水 分离装置， 使得其能够补偿或承受黏状物质的产生或增加的聚集量， 同时工作时间基本不 受限制。 该方案与常见的偏见是相抵触的， 常见的偏见认为这种机械分离几乎是不可能的， 或者只有通过更多的努力才能成为可能。
根据本发明， 用于从油 / 水混合物中分离黏状物质的分离装置可以由不同的系统 形成。 以下实施例已经证明是特别有利的 ：
上游过滤元件 ；
一体化过滤元件 ；
具有流量调节器的过滤 ；
具有通风装置的过滤 ；
具有通风装置及沉淀物分离装置的过滤 ；
具有沉淀物分离装置的过滤。
所有的实施例的共同点是进入分离装置的黏状物质被过滤并保留。
上游过滤元件——即设置在主过滤器壳体外部的过滤元件的优势在于该过滤元 件可以被清洁， 并且可以独立于分离装置或主容器而被更换。
在所有的实施例中， 黏状物质的过滤和分离用以保持清洁或者减缓堵塞主过滤 器， 主过滤器将油从油 / 水混合物中分离。由于此原因， 黏状物质的分离总是发生在将油或 含油成分从油 / 水混合物中分离之前。
作为流量调节器的抽吸泵或压力泵与黏状物质过滤器一起使用具有极大好处， 即 过滤元件的堵塞是几乎不可能的， 或者能明显地减缓堵塞。 无论如何， 目的是总保持常规的 油 / 水分离器的油 / 水混合物的流通， 这就是为什么泵被认为是流量调节器的原因。这会 使分离装置具有明显更高的工作寿命。 这在预先安排了规律的维修周期的情况下是特别有 利的， 并且避免了在两个预先安排的维修日期之间更换过滤元件。泵可以是液位控制的或
时间控制的。液位控制意思是如果在分离装置中达到相应的填充量， 那么就启动泵。可替 换地， 并且特别地， 在有规律地进给到该分离装置中的情况下， 泵也可以在特定的时间间隔 后启动。两种选择的结合也是可以的。
使用泵的另一极大优势在于泵能够沿相反方向递送， 并且该分离装置可以通过反 洗而得到清洁。
无纺布特别适合作为过滤材料， 因为无纺布仅有很小的流动阻力， 而同时又具有 很大的表面面积。
一体化通风装置， 意味着供应沿与油 / 水混合物流动方向相反运动并吸收沉淀物 的气体。因而避免了应当从油 / 水混合物中去除含油组分的主过滤器被沉淀物阻塞 ； 至少 减缓了主过滤器的堵塞过程。 除了通风装置， 还可以设置专门的沉淀物空间， 沉淀物可以下 沉到该空间中。也可以将无纺布、 通风装置和沉淀物空间结合起来。
以下参照对附图的说明解释了各种示例性实施例。
附图中，
图1： 示出了根据本发明的油 / 水分离装置的第一变化形式， 其具有上游过滤元 件， 图2： 示出了根据本发明的油 / 水分离装置的第二变化形式， 其基于深层过滤 （deep-bed filtration） ，
图3： 示出了根据本发明的油 / 水分离装置的第三变化形式， 其基于深层过滤及抽 吸，
图4： 示出了根据本发明的油 / 水分离装置的第四变化形式， 其具有通风装置，
图5： 示出了根据本发明的油 / 水分离装置的第五变化形式， 其具有通风装置和沉 淀物分离器，
图6： 示出了根据本发明的油 / 水分离装置的第六变化形式， 其具有沉淀物分离器 和无纺布，
图7： 示出了根据本发明的、 具有沉淀物分离器和无纺布的油 / 水分离装置的第二 变化形式，
图8： 示出了根据本发明的油 / 水分离装置的第七变化形式， 其具有通风装置、 沉 淀物分离器和无纺布，
图9： 示出了根据本发明的油 / 水分离装置的第八变化形式， 其具有一体化过滤元 件，
图 10 ： 示出了根据本发明的油 / 水分离装置的第九变化形式， 其具有一体化过滤 元件和多级主过滤器。
以下附图示出了根据本发明的油 / 水分离装置 20 的不同变化形式。所述油 / 水 分离装置 20 具有壳体 23。
在根据本发明的第一实施例中， 在市售油 / 水分离装置 20 的、 或其壳体的进给管 21 中设置有过滤元件 22， 过滤元件 22 从油 / 水混合物中去除黏状物质。已发现这样的过 滤元件 22 可以优选地由涂覆有纳米银的泡沫铝形成， 然而， 此过滤元件 22 可以基本地由任 何具有杀菌属性的材料形成， 或者至少包括任何具有杀菌属性的材料。例如， 过滤元件 22 可以包括这样的壳体， 在此壳体中以堆叠的形式设置有 D45 盘， 并且该壳体的体积在 0.2 到
0.5 升之间。 混合物在压力下加速进给， 并且由于混合物仅在过滤元件 22 中停留较短时间， 所以过滤元件 22 保持清洁， 且可长时间不被堵塞。
图 2 示出了根据本发明的另一变化形式， 其中， 过滤发生在油 / 水分离装置 20 中。 液体走的是流动路径 41。首先， 油 / 水混合物被导引经由帽状体 24 通过中部筛管 21 进入 预过滤器 26。在此过程中， 帽状体 24 也用作预过滤器 26 的压紧装置。优选地， 在预过滤器 26 中设置有构造为细纱 （spun yarn） 并至少很大程度上保留黏液的无纺过滤材料。无纺过 滤布是可更换的， 并且优选地， 可以在清洁后再利用。 无纺过滤布的主要优势在于其只具有 很小的流动阻力。另外， 该实施例可以包括图 1 所示的过滤元件 22。
预净化的液体通过预过滤器开口 31 离开预过滤器 26， 然后进入主过滤器 30， 主过 滤器 30 与预过滤器 26 由一个或多个间隔件 28 隔开。间隔件 28 等使得预净化的液体在进 入主过滤器 30 之前收集并沉降。然后， 在随后的主过滤器 30 中进行油的分离。净化的液 体通过立管 33 被导引出油 / 水分离装置 20。
图 3 示出了根据本发明用以从油 / 水混合物中分离黏状物质的油 / 水分离装置 20 由与液位检测装置 32 组合的泵 36 形成的实施例。泵 36 通过位于沿流动方向位于主过滤 器 30 后部的连接器 34 经由相应的导管而连接到油 / 水分离装置 20。油 / 水混合物通过 泵 36 被抽吸进去， 在聚集有黏状物质的情况下， 这会增加油 / 水分离装置 20 的工作时间。 设置液位检测装置 32 是为了避免在油 / 水分离装置 20 中的液位下降到低于预过滤器 26。 一旦油 / 水分离装置 20 中的液位变得太低， 泵 36 就关闭。这种情况下， 泵的容量对应于油 / 水分离装置 20 额定容量的大约一到两倍。通过示例示出了液位界限 A、 B。
可替换地， 也可以根据本发明以时间依赖的方式控制或调节泵 36。 特别地， 如果已 知单位时间内进入油 / 水分离装置 20 的进给量， 那么这可以是没有任何困难。液位检测装 置 32 还可以设置为备用系统 ； 然而， 在简单变化形式中， 可以完全省略液位检测装置 32。
使用泵 36 的主要优势在于， 其容量可以适应于现场不同情况， 或者适应于液体的 污染物。通过使用泵 36， 克服由过滤器 26、 30 导致的流体阻力可以没有任何问题。由于此 种工作模式， 与同容量的简单油 / 水分离器相比， 可以在单位时间内处理同样量的油 / 水混 合物。 因而， 这种装置的载荷、 设计和工作模式保持一致 ； 因而， 在黏状物质导致损坏的情况 下， 泵只作为流量调节器工作。
在另一可替换实施例中， 可以使用设置在沿流动方向看位于过滤器 26 和 30 前部 的压力泵 36， 而不是抽吸泵 36。
根据本发明， 也可以使用根据图 1 的、 带有泵 36 的实施例。
在图 4 的根据本发明的实施例中， 用于黏状物质的分离装置由通风元件 42 形成。 例如压缩空气等气体通过通风管 40 被导引到通风元件 42， 并从通风元件 42 逸出。通风元 件 42 设置在过滤杯 52 中， 过滤杯 52 位于分隔板 45 下方的主过滤器 30 的区域中。所引入 的空气从通风元件 42 逸出， 并向上流动通过过滤器容器 52 和分隔板 45， 由此， 黏状物质被 夹带并远离主过滤器 （30） 。 对着油 / 水混合物的流动方向吸入或回旋的黏状物质可避免主 过滤器 30 的流动开口或主过滤器 30 本身被堵塞。以箭头形式示出了气流 43。也可以通过 多孔管进给气体。示出了两个不同的通风元件 42 ； 气体从这两个通风元件 42 的侧部逸出。 通风元件 42 的形状可以适应于油 / 水分离装置 20 的各种设计。油 / 水混合物通过主过滤 器入口 38 进入主过滤器 30， 然后已净化的液体通过立管 33 离开油 / 水分离装置 20。图 5 示出了根据本发明的油 / 水分离装置 20 的第五个变化形式， 其包括已说明的 通风系统， 但还包括沉淀物分离元件 44。 沉淀物分离元件 44 使得由于通风的浮力不够而下 沉的黏状材料保持在沉淀物空间 45 中， 不会沉淀在主过滤器入口 38 上， 使得即使经过长的 操作时间， 主过滤器入口 38 仍保持清洁。其基本构造近似对应于根据图 4 的设备的构造， 只是另外插入了沉淀物分离元件 44。沉淀物分离元件 44 通过由罩盖 49 密封的管 47 形成。 气体通过通风管 40 进给通过罩盖 49， 并通过通风管 40 和管子开口 46 沿向下的方向逸出。 另外， 罩盖 49 内部设置有也用于排出气体的罩盖开口 48。该实施例的一个优势在于， 沉淀 物空间 45 可被容易地并且在不必更换主过滤器 30 的情况下进行清理。
图 6 到图 8 示出了包括沉淀物分离元件 44 以及另外包括无纺布 50 的油 / 水分离 装置 20。油 / 水混合物通过无纺布 50 被导引进入主过滤器 30。无纺布与黏状物质结合。 在根据图 7 的实施例中， 除了无纺布 50 外， 也设置有沉淀物空间 45， 材料可以沉淀在沉淀物 空间 45 中。请注意， 这些变化形式也可以与图 3 所示的流量调节器——即泵 36 结合。
在根据图 8 的实施例中， 另外设置有已描述的通风设施。也在这种情况下， 气流通 过管子开口 46 和罩盖开口 48 逸出。根据图 7 和图 8 所示的实施例， 无纺布 50 抵靠着竖直 壁 54。在本实施例中， 也设置有沉淀物空间 45。 最后， 图 9 示出了根据本发明的油 / 水分离装置 20 的另一实施例， 其中， 已过滤的 油 / 水混合物在油 / 水分离装置 20 的尽可能低的位置点处被排出， 使得当主过滤器 30 堵 塞时， 在油 / 水分离装置 20 中产生更高的压力水平。因而， 要分离的油 / 水混合物被压迫 通过黏状物质。
有利地， 在所有以上描述的实施例中， 主过滤器 30 也可以是多级设计的 ； 图 10 示 出了优选的示例性实施例。 如果在最坏情况下必须要分离随时间聚集起来的不同数量的乳 状液， 那么该实施例是特别有用的。已发现， 主过滤器 30 例如可以包括包含有烯烃、 烯族材 料或吸油材料的第二过滤级 55。例如硅镁土或漂白土是合适的 ； 这些物质甚至能过滤出最 小的乳状油分。
可以彼此独立地实现这两个过滤级 ； 然而， 这两个过滤级也可以在单个过滤级中 彼此结合。在后一个变化形式中， 这两个过滤过程发生在单个过滤级中。如果实现了两个 过滤级， 那么这两个过滤级可以是直接地彼此相邻， 即彼此接触 ； 然而， 它们也可以通过筛 状层而彼此间隔开。这样的筛子可以包含任何合适的材料。在特别有利的实施例中， 各过 滤级也可以独立于彼此被更换， 通过位于各过滤级之间的筛子可以方便此更换过程。主过 滤器 30 的多级构造特别适用于与抽吸泵或压力泵一起使用， 因为即使在例如主过滤器被 在其外表面的细菌堵塞的情况下， 抽吸泵或压力泵也可以吸引或压迫油 / 水混合物通过主 过滤器。
本发明不限于所示实施例， 但也特别地包括用以分离和沉积黏状物质的各种不同 可能性的结合。