一種用于水包油型乳化廢水快速破乳凈化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬油水分離及水污染治理凈化領(lǐng)域，其技術(shù)內(nèi)容涉及一種利用高效能油水分離納米材料進(jìn)行油污染廢水破乳和凈化的方法，特別是通過(guò)高效能油水分離材料的配合使用，能夠克服現(xiàn)行破乳技術(shù)存在的問(wèn)題。
【背景技術(shù)】
[0002]油水分離一直是油液凈化領(lǐng)域中一項(xiàng)重要內(nèi)容，以往采用的沉降、吸附、離心、真空分離、旋流分離等油水分離技術(shù)能夠?qū)τ鸵褐写嬖诘姆侨闋钏M(jìn)行很好的分離，是油液凈化領(lǐng)域普遍采用的技術(shù)手段和方法。然而，很多情況下，油水混合物會(huì)在生物多糖脂、生物堿、有機(jī)酸等天然界面活性物質(zhì)的作用下形成穩(wěn)定的乳狀液，由于分散相液滴周?chē)缑婺さ拇嬖冢瑢?dǎo)致油水界面轉(zhuǎn)移行為嚴(yán)重受阻，傳統(tǒng)的技術(shù)手段難以使油水分離過(guò)程順利進(jìn)行。因此，長(zhǎng)期以來(lái)，破乳一直是油水分離領(lǐng)域需要解決的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題之一。
[0003]現(xiàn)有研究認(rèn)為，乳狀液的破壞需經(jīng)歷分層、絮凝、膜排水、聚結(jié)等過(guò)程。由于化學(xué)破乳物質(zhì)能快速吸附或部分置換組成油水界面膜的天然界面活性物質(zhì)，形成比原有界面膜強(qiáng)度更低的混合膜，導(dǎo)致界面膜破壞，釋放膜內(nèi)包覆的水或油，完成破乳過(guò)程，因此仍是目前破乳效果最好和應(yīng)用最多的破乳方法。然而，目前公知的事實(shí)是，化學(xué)破乳劑在使用過(guò)程中難以回收和循環(huán)利用，通常隨污水向環(huán)境排放，這不僅造成破乳成本居高不下，還帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。新興的微生物破乳技術(shù)雖然具有環(huán)境污染小，處理成本低廉等優(yōu)勢(shì)，但由于微生物對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求嚴(yán)格，易受各種環(huán)境因素的影響，因此處理效果往往十分不穩(wěn)定，目前還難以進(jìn)行實(shí)際推廣應(yīng)用。
[0004]對(duì)于含油乳狀污水的凈化問(wèn)題，目前公知的技術(shù)方法是將破乳過(guò)程和脫油過(guò)程采用不同的技術(shù)方法分別進(jìn)行，這就不同程度造成含油廢水的工業(yè)破乳凈化過(guò)程工藝單元增加，處理效率低、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題。新型高效能油水分離納米材料的出現(xiàn)使得進(jìn)行單一處理實(shí)現(xiàn)乳狀含油廢水的破乳和油水分離成為可能，通過(guò)合理的技術(shù)手段，不僅能使乳狀液得以分離凈化，還能避免化學(xué)破乳劑的大量使用，從而減少污染排放，同時(shí)減少處理過(guò)程工藝單元和處理成本。然而到目前為止，高效能油水分離材料在破乳脫水領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用仍然很少，特別是僅通過(guò)油水分離材料進(jìn)行破乳的嘗試還幾乎沒(méi)有，其原因在于缺乏一種綜合的解決方法使高效能油水分離材料能同時(shí)解決乳狀液破乳和油水分離的問(wèn)題。為了使高效能油水分離材料能應(yīng)用于解決乳狀油液的破乳脫水問(wèn)題，本發(fā)明針對(duì)以往破乳和油水分離技術(shù)存在的缺陷，獨(dú)創(chuàng)性地將兩種高效能油水分離材料進(jìn)行組合，提出了一種全新的乳狀廢水破乳凈化解決方案，使乳狀廢水的破乳凈化過(guò)程僅通過(guò)單一處理即可完成，并力圖大幅提高乳狀廢水的破乳凈化效率，以求解決傳統(tǒng)油水分離技術(shù)無(wú)法解決的乳狀廢水破乳困難、處理過(guò)程復(fù)雜、處理效率低、處理成本高、破乳劑適應(yīng)性差及排放污染大等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服乳化廢水治理領(lǐng)域現(xiàn)有破乳凈化技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種用于水包油型乳化液快速破乳凈化的方法。該方法具有處理過(guò)程單一、運(yùn)行高效、適應(yīng)性強(qiáng)、二次污染小等特點(diǎn)，十分適用于作為水包油型乳化液破乳凈化的解決方案，該方法一旦實(shí)施，將有可能解決以往乳化廢水處理技術(shù)存在的問(wèn)題，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:(1)水包油型乳化液破乳脫水系統(tǒng)由超親水/超疏油海綿破乳器、超親油/超疏水海綿破乳器、海綿擠壓裝置構(gòu)成，乳化廢水一次性通過(guò)處理系統(tǒng)后，即可實(shí)現(xiàn)破乳和分離凈化。(2)由于超親水/超疏油材料對(duì)水有很強(qiáng)的親和力，而對(duì)油有很強(qiáng)的排斥力，因此當(dāng)乳化廢水中的分散相液滴接觸到材料表面時(shí)，乳化液滴的界面水膜會(huì)迅速在材料表面鋪展和浸潤(rùn)，界面膜會(huì)因此破裂，包裹在其中的油會(huì)排出，并立即被材料的超疏油特性排斥，油水分離，完成破乳過(guò)程。(3)由于超親油/超疏水海綿對(duì)油有很強(qiáng)的親和力，對(duì)水有很強(qiáng)的排斥力，因此當(dāng)破乳過(guò)程產(chǎn)生的油水混合物接觸到材料表面時(shí)，其中的微小油滴會(huì)很快在其表面鋪展、浸潤(rùn)、聚結(jié)，避免再次乳化的發(fā)生，而當(dāng)水接觸材料表面時(shí)，則會(huì)很快被排斥分離，含油廢水因此得以?xún)艋?4)設(shè)置擠壓裝置，對(duì)吸水和吸油海綿進(jìn)行擠壓，以使海綿脫水和脫油，恢復(fù)材料的處理性能，并加快處理速度，擠壓還能在一定程度上起到促進(jìn)分散相液滴界面膜破裂效果。
[0007]
本發(fā)明具有的主要技術(shù)特點(diǎn)是:(1)與現(xiàn)行的乳化廢水的破乳凈化技術(shù)相比，破乳凈化過(guò)程可在短時(shí)間內(nèi)一次性完成，處理單元少，設(shè)備投資和處理成本均以往的處理方法低。
(2)將高效能油水分離材料進(jìn)行科學(xué)組合，能充分利用材料對(duì)水和油的特殊界面特性來(lái)達(dá)到快速破乳和油水分離的目的，破乳效果顯著，效率高。(3)本發(fā)明提供的破乳凈化技術(shù)不使用破乳劑、吸附劑等產(chǎn)生環(huán)境污染和增加處理成本的原料，整個(gè)處理過(guò)程清潔環(huán)保，且適應(yīng)性強(qiáng)，能夠用于處理各種油包水型乳化液。(4)采用本方法構(gòu)建的乳化廢水破乳凈化系統(tǒng)僅輸送和海綿擠壓系統(tǒng)需要消耗能量，因此整體能耗較離心、真空、旋流等油水分離方法低。(5)超親水/超疏油和超親油/超疏水海綿造價(jià)低廉，并可多次重復(fù)使用，生產(chǎn)成本低。
【具體實(shí)施方式】
[0008]1、將聚丙烯酸凝膠涂層于聚氨酯海綿表面制得超親水/超疏油海綿，將制得的海綿放入圓形金屬圓筒中，圓筒下端用金屬網(wǎng)架作為支撐，海綿設(shè)置于金屬網(wǎng)架上，海綿上端設(shè)置往復(fù)式擠壓板。
[0009]2、將三聚氰胺海綿浸漬于十八烷基三氯硅烷中進(jìn)行表面處理，可得到超親油/超疏水海綿，該海綿材料與油的接觸角接近0°，與水的接觸角為151°，將制得的海綿放入圓形金屬圓筒中，圓筒下端用金屬網(wǎng)架作為支撐，海綿設(shè)置于金屬網(wǎng)架上，海綿上端設(shè)置往復(fù)式擠壓板，聚氨酯海綿圓筒設(shè)置于海綿破乳器下方。
[0010]3、乳化廢水通過(guò)管路送入設(shè)置于海綿上方的分布盤(pán)，均勻地流入海綿破乳器和油水分離器中，經(jīng)處理后，分別從海綿破乳器和油水分離器下方設(shè)置的分流槽流出。
[0011]4、擠壓板位于海綿破乳器和油水分離器上方，由往復(fù)式機(jī)械連桿推動(dòng)，每間隔一定時(shí)間，輸送栗停止輸送，推動(dòng)裝置啟動(dòng)，推動(dòng)擠壓板擠壓海綿脫水和脫油。
[0012]5、含油乳化廢水經(jīng)海綿破乳器處理后的油水混合物流入海綿油水分離器中，在材料的油水分離作用下，分離為水和油。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本發(fā)明涉及一種用于油包水型乳化液快速破乳脫水的技術(shù)方法，該方法的主要技術(shù)特征包括以下內(nèi)容: (1)將聚丙烯酸凝膠涂層于聚氨酯海綿表面制得超親水/超疏油海綿，將制得的海綿放入圓形金屬圓筒中，圓筒下端用金屬網(wǎng)架作為支撐，海綿設(shè)置于金屬網(wǎng)架上，海綿上端設(shè)置往復(fù)式擠壓板； (2)將三聚氰胺海綿浸漬于十八烷基三氯硅烷中進(jìn)行表面處理，可得到超親油/超疏水海綿，該海綿材料與油的接觸角接近0°，與水的接觸角為151°，將制得的海綿放入圓形金屬圓筒中，圓筒下端用金屬網(wǎng)架作為支撐，海綿設(shè)置于金屬網(wǎng)架上，海綿上端設(shè)置往復(fù)式擠壓板，聚氨酯海綿圓筒設(shè)置于海綿破乳器下方； (3)乳化廢水通過(guò)管路送入設(shè)置于海綿上方的分布盤(pán)，均勻地流入海綿破乳器和油水分離器中，經(jīng)處理后，分別從海綿破乳器和油水分離器下方設(shè)置的分流槽流出； (4)擠壓板位于海綿破乳器和油水分離器上方，由往復(fù)式機(jī)械連桿推動(dòng)，每間隔一定時(shí)間，輸送栗停止輸送，推動(dòng)裝置啟動(dòng)，推動(dòng)擠壓板擠壓海綿脫水和脫油； (5)含油乳化廢水經(jīng)海綿破乳器處理后的油水混合物流入海綿油水分離器中，在材料的油水分離作用下，分離為水和油。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公布了一種可用于水包油型乳化廢水快速破乳凈化的方法。該方法通過(guò)充分利用高效能油水分離材料對(duì)油和水的特殊界面特性，來(lái)達(dá)到快速破乳和油水分離的目的，可用于對(duì)水包油型乳狀廢水進(jìn)行破乳凈化。由于相較于其它破乳凈化技術(shù)而言，處理過(guò)程單一，且無(wú)須使用吸附劑和破乳劑，因此具有二次污染小、處理成本低、處理效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、處理設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，能夠減少或消除現(xiàn)行破乳技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的存在的問(wèn)題，解決油水分離領(lǐng)域中乳狀液油水分離的難題，具有較好的商業(yè)應(yīng)用前景。
【IPC分類(lèi)】C02F1/40
【公開(kāi)號(hào)】CN105198040
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510687043
【發(fā)明人】吳云, 張賢明
【申請(qǐng)人】重慶工商大學(xué), 重慶工商大學(xué)科技開(kāi)發(fā)總公司
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月22日