CN105198040B - 一种用于水包油型乳化废水快速破乳净化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种可用于水包油型乳化废水快速破乳净化的方法。该方法通过充分利用高效能油水分离材料对油和水的特殊界面特性，来达到快速破乳和油水分离的目的，可用于对水包油型乳状废水进行破乳净化。由于相较于其它破乳净化技术而言，处理过程单一，且无须使用吸附剂和破乳剂，因此具有二次污染小、处理成本低、处理效率高、适应性强、处理设备维护简单等特点，能够减少或消除现行破乳技术在实际应用过程中的存在的问题，解决油水分离领域中乳状液油水分离的难题，具有较好的商业应用前景。
Description
技术领域
本发明属油水分离及水污染治理净化领域，其技术内容涉及一种利用高效能油水分离纳米材料进行油污染废水破乳和净化的方法，特别是通过高效能油水分离材料的配合使用，能够克服现行破乳技术存在的问题。
背景技术
油水分离一直是油液净化领域中一项重要内容，以往采用的沉降、吸附、离心、真空分离、旋流分离等油水分离技术能够对油液中存在的非乳状水进行很好的分离，是油液净化领域普遍采用的技术手段和方法。然而，很多情况下，油水混合物会在生物多糖脂、生物碱、有机酸等天然界面活性物质的作用下形成稳定的乳状液，由于分散相液滴周围界面膜的存在，导致油水界面转移行为严重受阻，传统的技术手段难以使油水分离过程顺利进行。因此，长期以来，破乳一直是油水分离领域需要解决的重点和难点问题之一。
现有研究认为，乳状液的破坏需经历分层、絮凝、膜排水、聚结等过程。由于化学破乳物质能快速吸附或部分置换组成油水界面膜的天然界面活性物质，形成比原有界面膜强度更低的混合膜，导致界面膜破坏，释放膜内包覆的水或油，完成破乳过程，因此仍是目前破乳效果最好和应用最多的破乳方法。然而，目前公知的事实是，化学破乳剂在使用过程中难以回收和循环利用，通常随污水向环境排放，这不仅造成破乳成本居高不下，还带来严重的环境污染问题。新兴的微生物破乳技术虽然具有环境污染小，处理成本低廉等优势，但由于微生物对生长环境要求严格，易受各种环境因素的影响，因此处理效果往往十分不稳定，目前还难以进行实际推广应用。
对于含油乳状污水的净化问题，目前公知的技术方法是将破乳过程和脱油过程采用不同的技术方法分别进行，这就不同程度造成含油废水的工业破乳净化过程工艺单元增加，处理效率低、生产成本高等问题。新型高效能油水分离纳米材料的出现使得进行单一处理实现乳状含油废水的破乳和油水分离成为可能，通过合理的技术手段，不仅能使乳状液得以分离净化，还能避免化学破乳剂的大量使用，从而减少污染排放，同时减少处理过程工艺单元和处理成本。然而到目前为止，高效能油水分离材料在破乳脱水领域的实际应用仍然很少，特别是仅通过油水分离材料进行破乳的尝试还几乎没有，其原因在于缺乏一种综合的解决方法使高效能油水分离材料能同时解决乳状液破乳和油水分离的问题。为了使高效能油水分离材料能应用于解决乳状油液的破乳脱水问题，本发明针对以往破乳和油水分离技术存在的缺陷，独创性地将两种高效能油水分离材料进行组合，提出了一种全新的乳状废水破乳净化解决方案，使乳状废水的破乳净化过程仅通过单一处理即可完成，并力图大幅提高乳状废水的破乳净化效率，以求解决传统油水分离技术无法解决的乳状废水破乳困难、处理过程复杂、处理效率低、处理成本高、破乳剂适应性差及排放污染大等问题。
发明内容
为了克服乳化废水治理领域现有破乳净化技术存在的不足，本发明提供了一种用于水包油型乳化液快速破乳净化的方法。该方法具有处理过程单一、运行高效、适应性强、二次污染小等特点，十分适用于作为水包油型乳化液破乳净化的解决方案，该方法一旦实施，将有可能解决以往乳化废水处理技术存在的问题，产生良好的经济和社会效益。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：（1）水包油型乳化液破乳脱水系统由超亲水/超疏油海绵破乳器、超亲油/超疏水海绵破乳器、海绵挤压装置构成，乳化废水一次性通过处理系统后，即可实现破乳和分离净化。（2）由于超亲水/超疏油材料对水有很强的亲和力，而对油有很强的排斥力，因此当乳化废水中的分散相液滴接触到材料表面时，乳化液滴的界面水膜会迅速在材料表面铺展和浸润，界面膜会因此破裂，包裹在其中的油会排出，并立即被材料的超疏油特性排斥，油水分离，完成破乳过程。（3）水包油型乳液经超亲水/超疏油海绵处理后，虽然油水暂时得以分离，但包裹于水膜中的油滴微小，从水膜中脱离后难以聚结，如没有促进其聚结的材料辅助其聚结，则很快又会分散于油液中形成二次乳化，超亲油/超疏水海绵对油有很强的亲和力，对水有很强的排斥力，因此当破乳过程产生的油水混合物接触到材料表面时，其中的微小油滴会很快在其表面铺展、浸润、聚结，避免了二次乳化的发生，而当水接触材料表面时，则会很快被排斥分离，实现了油水分离。（4）设置挤压装置，对吸水和吸油海绵进行挤压，以使海绵脱水和脱油，恢复材料的处理性能，并加快处理速度，挤压还能在一定程度上起到促进分散相液滴界面膜破裂效果。
本发明具有的主要技术特点是：（1）与现行的乳化废水的破乳净化技术相比，破乳净化过程可在短时间内一次性完成，处理单元少，设备投资和处理成本均以往的处理方法低。（2）将高效能油水分离材料进行科学组合，能充分利用材料对水和油的特殊界面特性来达到快速破乳和油水分离的目的，破乳效果显著，效率高。（3）本发明提供的破乳净化技术不使用破乳剂、吸附剂等产生环境污染和增加处理成本的原料，整个处理过程清洁环保，且适应性强，能够用于处理各种油包水型乳化液。（4）采用本方法构建的乳化废水破乳净化系统仅输送和海绵挤压系统需要消耗能量，因此整体能耗较离心、真空、旋流等油水分离方法低。（5）超亲水/超疏油和超亲油/超疏水海绵造价低廉，并可多次重复使用，生产成本低。
具体实施方式
1、将聚丙烯酸凝胶涂层于聚氨酯海绵表面制得超亲水/超疏油海绵，将制得的海绵放入圆形金属圆筒中，圆筒下端用金属网架作为支撑，海绵设置于金属网架上，海绵上端设置往复式挤压板。
2、将三聚氰胺海绵浸渍于十八烷基三氯硅烷中进行表面处理，可得到超亲油/超疏水海绵，该海绵材料与油的接触角接近0º，与水的接触角为151º，将制得的海绵放入圆形金属圆筒中，圆筒下端用金属网架作为支撑，海绵设置于金属网架上，海绵上端设置往复式挤压板，聚氨酯海绵圆筒设置于海绵破乳器下方。
3、乳化废水通过管路送入设置于海绵上方的分布盘，均匀地流入海绵破乳器和油水分离器中，经处理后，分别从海绵破乳器和油水分离器下方设置的分流槽流出。
4、挤压板位于海绵破乳器和油水分离器上方，由往复式机械连杆推动，每间隔一定时间，输送泵停止输送，推动装置启动，推动挤压板挤压海绵脱水和脱油。
5、含油乳化废水经海绵破乳器处理后的油水混合物流入海绵油水分离器中，在材料的油水分离作用下，分离为水和油。
Claims (1)
1.一种用于水包油型乳化液快速破乳净化的方法，其特征在于，该方法的主要技术特征包括以下步骤：
(1) 将聚丙烯酸凝胶涂层于聚氨酯海绵表面制得超亲水/超疏油海绵，将制得的海绵放入圆形金属圆筒中，圆筒下端用金属网架作为支撑，海绵设置于金属网架上，海绵上端设置往复式挤压板；
(2) 将三聚氰胺海绵浸渍于十八烷基三氯硅烷中进行表面处理，可得到超亲油/超疏水海绵，该海绵材料与油的接触角接近0º，与水的接触角为151º，将制得的海绵放入圆形金属圆筒中，圆筒下端用金属网架作为支撑，海绵设置于金属网架上，海绵上端设置往复式挤压板，聚氨酯海绵圆筒设置于海绵破乳器下方；
(3) 乳化废水通过管路送入设置于海绵上方的分布盘，均匀地流入海绵破乳器和油水分离器中，经处理后，分别从海绵破乳器和油水分离器下方设置的分流槽流出；
(4) 挤压板位于海绵破乳器和油水分离器上方，由往复式机械连杆推动，每间隔一定时间，输送泵停止输送，推动装置启动，推动挤压板挤压海绵脱水和脱油；
(5) 含油乳化废水经海绵破乳器处理后的油水混合物流入海绵油水分离器中，在材料的油水分离作用下，分离为水和油。
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