Ang ginawang tubig mula sa wellhead, panlaba ng tubig mula sa isang planta ng pagkain, at bilge na tubig mula sa isang sisidlan ay may iisang problema: kailangang lumabas ang langis bago magamit muli o mailabas ang tubig. Ang tunay na kahirapan ay hindi ang kabuuang konsentrasyon ng langis ngunit ang laki ng patak. Ang libreng langis na higit sa 150 microns ay tumataas sa ilang minuto; ang emulsified oil na mas mababa sa 20 microns ay maaaring manatiling matatag sa loob ng ilang linggo. Samakatuwid, ang isang mahusay na disenyong sistema ng paghihiwalay ng langis at tubig ay umaasa sa isang itinanghal na tren sa halip na isang makina, na nagsisimula sa magaspang na pag-alis at nagtatapos sa buli na iniayon sa discharge o muling paggamit ng target. Pagpaplano ng mga inhinyero gumawa ng paggamot sa tubig o mas malawak pang-industriya na wastewater treatment ang mga proyekto ay sumusunod sa parehong lohika: kilalanin muna ang stream, pagkatapos ay itugma ang bawat teknolohiya sa estado ng langis na maaari nitong aktwal na maihatid.
Ang Oil-Water Separation ay Nagsisimula sa Pag-alam sa Estado ng Langis
Konklusyon muna: ang halaga ng paghihiwalay ay tumataas nang husto habang bumababa ang laki ng patak. Ang pag-alis ng libreng langis sa pamamagitan ng gravity ay maaaring nagkakahalaga lamang ng ilang sentimo kada metro kubiko, habang ang pag-alis ng emulsified na langis ay maaaring mangailangan ng flotation, pagsasala, o mga kemikal sa maraming beses na nagkakahalaga. Samakatuwid, ang pag-alam sa estado ng langis sa iyong stream ay ang pinakamahalagang hakbang sa pag-scoping ng oil-water separation system. Ang pagsusuri sa laki ng patak ng laboratoryo, na sinamahan ng mga simpleng pagsubok sa garapon, ay nagsasabi sa iyo kung ang gravity lamang ang gagana o kung kailangan mong magdagdag ng flotation at filtration. Maraming halaman ang minamaliit ang bahagi ng emulsified oil sa kanilang impluwensya at kalaunan ay nakikipagpunyagi sa mga permit excursion. Ang isang beses na pamumuhunan sa lab na ilang daang dolyar ay makakapagtipid ng libu-libo sa muling paggawa.
Ang langis sa wastewater ay karaniwang nahahati sa apat na estado batay sa laki ng droplet. Binubuod ng talahanayan sa ibaba ang bawat estado, ang pag-uugali nito, at ang mga teknolohiyang naaangkop.
| Estado ng langis | Laki ng patak | Pag-uugali | Karaniwang teknolohiya |
|---|---|---|---|
| Libreng langis | >150 microns | Tumataas sa ibabaw sa ilang minuto | API separator, skimmer |
| Dispersed na langis | 20-150 microns | Dahan-dahang bumangon; sensitibo sa kaguluhan | Plate coalescer, hydrocyclone |
| Emulsified na langis | 1-20 microns | Matatag dahil sa mga surfactant | DAF, lamad, demulsifier |
| Natunaw na langis | <1 micron | Molekular; hindi naaalis sa pamamagitan ng gravity | Biological, activated carbon |
Core Oil-Water Separation Technologies Compared
Ang bawat teknolohiya ay may gumaganang sobre na nagpapasya sa lugar nito sa tren ng paggamot. Ang mga API separator ay nananatiling pinakamatipid na pangunahing hakbang para sa libreng langis, ngunit hindi nila masisira ang mga emulsyon. Pinapabuti ng mga plate coalescers ang gravity separation sa pamamagitan ng pagpapaikli sa vertical distance droplets na dapat tumaas. Ang dissolved air flotation (DAF) ay nakakabit ng mga micro-bubble sa mga patak ng langis at ngayon ay ang default na pangalawang hakbang para sa emulsified na langis sa maraming industriyal na halaman. Nag-aalok ang mga hydrocyclone ng compact na alternatibo para sa libre at dispersed na langis, lalo na sa mga offshore platform kung saan limitado ang footprint. Ang pagsasala ng lamad ay nagpapakinis sa napakababang antas ng langis ngunit nagdadala ng mas mataas na enerhiya at panganib ng fouling.
Ang mga kemikal na demulsifier ay nararapat na banggitin dahil ang mga ito ay madalas na ang pinakamurang paraan upang masira ang isang mahigpit na emulsyon. Gumagana ang mga ito sa pamamagitan ng pag-neutralize sa interfacial film na nagpapatatag ng mga droplet, na nagpapahintulot sa pagsasama sa ilalim ng banayad na pagkabalisa. Gayunpaman, nagdaragdag sila ng gastos sa pagpapatakbo, gumagawa ng oil-water-chemistry sludge, at nangangailangan ng maingat na kontrol sa dosing, kaya naman mas gusto ng karamihan sa mga permanenteng installation ang mga pisikal na pamamaraan gaya ng DAF bilang pangalawang hakbang.
Ayon sa gabay sa disenyo ng API separator at mga sanggunian sa wastewater treatment ng U.S. EPA, pare-pareho ang mga hanay na ito sa lahat ng refinery, petrochemical, marine, at municipal installation. Inihahambing ng radar chart sa ibaba ang tatlong karaniwang teknolohiya sa limang praktikal na pamantayan.
Pagdidisenyo ng Multi-Stage Oil-Water Separation System
Magsimula sa pamamagitan ng pagkilala sa impluwensya: pamamahagi ng laki ng patak, konsentrasyon ng langis, temperatura, nilalaman ng mga solido, at ang target ng discharge o muling paggamit. Para sa mga offshore na operasyon sa katubigan ng U.S., halimbawa, ang limitasyon ng langis at grasa ng EPA sa ilalim ng 40 CFR Part 435 ay 29 mg/L buwanang average at 42 mg/L araw-araw na maximum. Ang mga permit na nakabatay sa lupa ay kadalasang mas mahigpit, kaya ang yugto ng buli ay dapat na naaayon sa laki.
Hakbang 1 - Pretreatment. Ang mekanikal na screen ay nag-aalis ng mga magaspang na solido at fibrous debris na kung hindi man ay makakabara sa downstream na pinagsasama-samang media at mga flotation nozzle. Ang isang rotary drum screen ay isang compact na pagpipilian para sa mga daloy ng pumapasok na nagdadala ng mga nasuspinde na solid.
Rotary Drum Screen para sa Pretreatment Stage Ang compact mechanical screen na ito ay nag-aalis ng mga magaspang na solid at fibrous debris mula sa impluwensya, na pumipigil sa pagbabara at pagprotekta sa downstream na pinagsasama-samang media at mga flotation nozzle mula sa abrasion. Tingnan ang Produkto → Hakbang 2 - Pangunahing gravity separation. Inaalis ng API separator o plate coalescer ang karamihan ng libreng langis. Naninirahan ang grit sa parehong tangke, pinoprotektahan ang mga downstream na bomba at mga instrumento mula sa abrasyon. Ang isang grit classifier ay nagde-dewater at naglalabas ng naayos na buhangin sa halos tuyo na anyo.
Grit Classifier para sa Sand-Water Separation Ang screw-type na classifier na ito ay nagde-dewater at naglalabas ng buhangin na may moisture na mas mababa sa 60%, na nagpoprotekta sa mga pump at instrumento habang pinapanatiling malinis at mahusay ang pangunahing separation tank. Tingnan ang Produkto → Hakbang 3 - Pangalawang lutang. Ang isang yunit ng DAF ay nag-aalis ng dispersed at bahagyang emulsified na langis sa pamamagitan ng paglakip ng mga micro-bubble sa mga droplet, na lumulutang sa ibabaw para sa skimming. Ang mga pahalang na air flotation machine ay mahusay na pinagsama sa mga umiiral na layout ng tangke at nangangailangan ng mas kaunting espasyo kaysa sa mga vertical na disenyo.
Horizontal Air Flotation Machine para sa Pag-alis ng Langis Gamit ang mga micro-bubbles para lumutang ang dispersed at emulsified oil at suspended solids, pinahuhusay ng DAF unit na ito ang separation efficiency habang nangangailangan ng mas kaunting espasyo, ginagawa itong perpekto para sa pangalawang flotation. Tingnan ang Produkto → Hakbang 4 - Pag-polish. Ang pagsasala ng cartridge, paghihiwalay ng lamad, o activated carbon adsorption ay idinagdag kapag ang limitasyon ng permit o muling paggamit ng detalye ay humihingi ng mga antas ng langis na mas mababa sa kung ano ang maaaring maabot ng nag-iisang flotation. Ang skimmed na layer ng langis mula sa separator ay maaaring mabawi kung binibigyang-katwiran ito ng dami, habang ang mamantika na putik mula sa DAF skimmer ay karaniwang nangangailangan ng pag-dewatering bago itapon sa labas ng lugar. Ang pagsasama ng paghawak ng putik sa pagtatantya ng disenyo ay maiiwasan ang mga sorpresa sa panahon ng pag-commissioning.
Isang tipikal na API separator sa isometric view
Checklist ng Pagpili ng Kagamitan sa Paghihiwalay ng Langis at Tubig
Ang pagbabatayan ng pagpili ng kagamitan sa talahanayan sa ibaba ay binabawasan ang panganib ng kulang o sobrang laki. Ipinapakita ng karanasan sa field na ang karamihan sa mga pagkabigo ng separator ay nagmumula sa hindi pagpansin sa isa sa anim na parameter na ito.
| Criterion | Bakit ito mahalaga | Implikasyon ng disenyo |
|---|---|---|
| Daloy ng rate at mga taluktok | Ang under-sizing ay nagdudulot ng oil carryover | Mga separator ng laki sa 1.25-1.5x average na daloy |
| Laki ng patak distribution | Tinutukoy kung ang gravity ay maaaring gumana | Mas mababa sa 20 microns, magdagdag ng DAF o lamad |
| Temperatura | Ang mas mataas na temperatura ay nagpapababa ng lagkit | Ang pag-init ng malamig na mga sapa ay nakakatulong sa pagtaas ng bilis |
| Konsentrasyon ng solids | Nakabara sa mga coalescer at mga flotation nozzle | Mag-install muna ng mga screen at pag-alis ng grit |
| Mga paghihigpit sa kemikal | Nililimitahan ng ilang site ang paggamit ng demulsifier | Piliin sa halip ang pisikal na paghihiwalay |
| Limitasyon ng pahintulot | Itinatakda ang kinakailangan sa buli | Ang 29 mg/L kumpara sa 10 mg/L ay nagpapalit ng tren |
Kasama sa mga palatandaan na ang isang umiiral na sistema ay maliit ang laki ng nakikitang kintab ng langis sa effluent, mga filter na cartridge na bumabara sa ilang araw, at tumataas na pagkonsumo ng kemikal para sa parehong kalidad ng feed. Bago mamuhunan sa mga bagong kagamitan, sukatin ang tunay na pamamahagi ng laki ng patak sa hindi bababa sa isang buong ikot ng produksyon; Ang mga diurnal peak ay kadalasang nagbabago sa estado ng langis nang higit pa kaysa sa karaniwang konsentrasyon.
Mga Madalas Itanong tungkol sa Oil-Water Separation
Q1. Ano ang oil-water separator?
Ang oil-water separator ay nag-aalis ng langis mula sa tubig gamit ang mga pagkakaiba sa density, coalescence, flotation, pagsasala, o pagkilos ng kemikal. Kasama sa mga karaniwang uri ang mga API separator, plate coalescers, DAF units, at membrane system.
Q2. Paano gumagana ang isang API oil-water separator?
Ang isang API separator ay nagbibigay ng tahimik na daloy at mahabang oras ng pagpapanatili, karaniwang 1.5-2 oras, kaya ang libreng langis ay tumataas sa ibabaw para sa pag-skimming habang ang mga naayos na solido ay kumukuha sa ibaba.
Q3. Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng libre at emulsified na langis?
Ang libreng langis ay umiiral bilang mga droplet na mas malaki sa humigit-kumulang 150 microns at naghihiwalay sa pamamagitan ng gravity. Ang emulsified oil ay mga droplet na mas mababa sa 20 microns na pinapatatag ng mga surfactant, na nangangailangan ng flotation, membranes, o chemical demulsifiers.
Q4. Paano mo ihihiwalay ang langis sa ginawang tubig?
Gumagamit ang ginawang water treatment ng multi-stage na tren: mga hydrocyclone o plate separator para sa maramihang libreng langis, DAF para sa pangalawang buli, at pagsasala o biological na paggamot kung kinakailangan ang mga limitasyon sa paglabas o muling pag-injection.
Q5. Ano ang limitasyon sa paglabas para sa langis at grasa?
Ang U.S. EPA offshore standard para sa ginawang tubig ay 29 mg/L buwanang average at 42 mg/L araw-araw na maximum sa ilalim ng 40 CFR Part 435. Ang mga land-based na permit ay kadalasang mas mahigpit, karaniwang 10-20 mg/L.
Q6. Maaari bang mapabuti ng mga coagulants ang paghihiwalay ng langis at tubig?
Oo. Ang mga aluminyo o bakal na coagulants at mga organic na flocculant ay nagne-neutralize sa surface charge at nagpo-promote ng droplet coalescence, na makabuluhang nagpapahusay sa DAF at filtration na kahusayan para sa masikip na emulsion.
