CN108585112A - 一种高效分离含油污水的膜分离装置 - Google Patents

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陈雪
余俊
马晓梦
邹杨
程健
张富青
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Abstract

本发明涉及含油污水处理技术领域，具体地指一种高效分离含水油污的膜分离装置，由多块超亲油、超亲水网膜以及盖板构成；所述的装置从上至下依次设置含油污水入口、盖板、网膜、含油污水出口、油出口、水出口等。所述的含油污水的入口的污水一部分来自于外界，一部分来自于自身循环；含油污水的入口设置有阀门，含油污水的出口设置有循环泵。本发明的膜分离装置由多个高效的膜分离系统并联构成，大大提升了处理效果，同时每个独立膜分离系统的处理负荷较传统工艺降低了一半，分离效率达到95％以上，能够满足工厂的指标。

Description

一种高效分离含油污水的膜分离装置
技术领域
本发明涉及含油污水处理技术领域，具体涉及一种高效分离含油污水的膜分离装置。
背景技术
目前常见的污油包括机械加工过程中的润滑油、机械油污；油气开采中产生的采油产出液、产出水；来自油田、炼厂、船舶或其他工业场所的落地油、废油污等。尤其是在油田石油的开采和生产过程当中，由于目前大多数油田采油基本采用注水开采方式，随着油田进入高含水后期，采出的油当中含水量比较高，而且产生的污油成分复杂。这些污油的主要问题是含水量高，一般高于10％，所以必须将其中大部分水去除，才能有效地加工或利用。污油中的水主要以乳化水和游离水的形态存在，其中乳化水主要为油包水型。
近年来，膜法处理含油污水的技术得到了迅速的发展，膜分离技术用于废水处理具有能耗低、工艺简单的特点。传统的膜分离技术采用单一的疏水或者亲油材料作为网膜，其存在分离效率低、不易清洗、处理量较小等问题，使得其不太适用于大规模废水处理。
鉴于目前膜法处理含油污水的技术还没有较为成功的先例，因此，急需寻求一种可靠、稳定的膜分离装置，对含油污水进行达标处理。
发明内容
本发明目的在于提供一种高效分离含油污水的膜分离装置。
为达到上述目的，采用技术方案如下：
高效分离含油污水的膜分离装置，从上至下依次设置含油污水入口、盖板、网膜、含油污水出口、油出口、水出口；
所述网膜包括超亲水网膜和超亲油网膜；所述盖板分为上盖板和下盖板；其中，所述网膜全部固定在上、下盖板之间；所述网膜的排列方式为两个超亲水网膜、两个超亲油网膜整齐交替排列；上、下盖板之间密封，相邻两个网膜之间只能够通过膜孔连通；
上盖板上任意相邻的超亲水、超亲油网膜之间开有孔A；来自含油污水入口的待处理含油污水通过孔A进入密封的上下盖板以及超亲水、超亲油网膜之间；
下盖板上任意相邻的超亲水、超亲油网膜之间开有孔B；网膜处理后的含油污水通过孔B进入含油污水出口；
下盖板上任意相邻的超亲水、超亲水网膜之间开有孔C；网膜处理后得到的水通过孔C进入水出口排出；
下盖板上任意相邻的超亲油、超亲油网膜之间开有孔D；网膜处理后得到的油通过孔D进入水油出口排出。
按上述方案，通过孔B进入含油污水出口的处理污水采用循环泵再次进入含油污水入口。
按上述方案，相邻的相同类型网膜上方，同时也是上盖板上方设置有阀门。
按上述方案，任意相邻的网膜间距为3～5cm；所述网膜的长为30～40cm，宽为10～20cm；所述网膜开孔率为20～40％，网膜目数为400目。
按上述方案，所述超亲水网膜采用以300目紫铜网为基体的PDDA-PFD/SiO2单层复合涂层网膜；所述PDDA-PFD/SiO2单层复合涂层按质量分数计PDDA含量为10～20％，PFD含量为10～20％，SiO2含量为60～80％。
按上述方案，所述超亲油网膜是以300目紫铜网为基体采用三层过度喷涂的方法制备的PTFE-PPS复合涂层网膜；三层喷涂液分为底层悬浮液、中层悬浮液、面层悬浮液；其中，底层悬浮液以PPS为主体；中层悬浮液的PPS和PTFE质量比为1:1；面层悬浮液为PTFE分散液；所述PTFE-PPS复合涂层按质量分数计PPS含量为60～70％，PTFE含量为30～40％。
按上述方案，所述孔A直径为15mm～30mm；所述孔B为10～15mm；所述孔C和孔D直径为5～10mm。
按上述方案，调节网膜处理后的含油污水通过孔B进入含油污水出口流速为0.6～1m/s。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明采用两块亲油网膜与两块亲水网膜依次交替排布的形式，使得含油污水、油、水的分离更加清晰，使得分离效率达到95％以上。
本发明的超亲油网膜采用PTFE-PPS复合涂层网膜，在网膜为120目的情况下，水滴在网膜表面上的接触角达到156.3°，油的接触角近于0°，该网膜表现出良好的亲油性。
本发明的膜分离装置由多个高效的膜分离系统并联构成，大大提升了处理效果，同时每个独立膜分离系统的处理负荷较传统工艺降低了一半。
附图说明
图1：本发明膜分离装置示意图；
其中：1-含油污水入口；2-阀门；3-上盖板；4-超亲水网膜；5-超亲油网膜；6-含油污水出口；7-水出口；8-油出口；9-循环泵；10-下盖板。
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
本发明高效分离含油污水的膜分离装置，参照附图1所示；从上至下依次设置含油污水入口1、盖板(3和10)、网膜(4和5)、含油污水出口6、油出口8、水出口7；
所述网膜包括超亲水网膜4和超亲油网膜5；所述盖板分为上盖板3和下盖板10；其中，所述网膜全部固定在上、下盖板之间；所述网膜的排列方式为两个超亲水网膜、两个超亲油网膜整齐交替排列；上、下盖板之间密封，相邻两个网膜之间只能够通过膜孔连通；
上盖板3上任意相邻的超亲水、超亲油网膜(4和5)之间开有孔A；来自含油污水入口的待处理含油污水通过孔A进入密封的上下盖板以及超亲水、超亲油网膜(4和5)之间；
下盖板10上任意相邻的超亲水、超亲油网膜(4和5)之间开有孔B；网膜处理后的含油污水通过孔B进入含油污水出口6；
下盖板10上任意相邻的超亲水、超亲水网膜(4和4)之间开有孔C；网膜处理后得到的水通过孔C进入水出口7排出；
下盖板10上任意相邻的超亲油、超亲油网膜(5和5)之间开有孔D；网膜处理后得到的油通过孔D进入水油出口8排出。
优化地，通过孔B进入含油污水出口6的处理污水采用循环泵9再次进入含油污水入口1。
优化地，相邻的相同类型网膜上方，同时也是上盖板上方设置有阀门2。阀门的设置可以调节各单元含油污水的处理流速。
优化地，任意相邻的网膜间距为3～5cm；所述网膜的长为30～40cm，宽为10～20cm；所述网膜开孔率为20～40％，网膜目数为400目。
优化地，所述超亲水网膜采用以300目紫铜网为基体的PDDA-PFD/SiO2单层复合涂层网膜，按质量分数计PDDA含量为10～20％，PFD含量为10～20％，SiO2含量为60～80％。油滴在网膜表面上的接触角达到144.5°，水的接触角近于0°，该网膜表现出良好的亲水性。
优化地，所述超亲油网膜采用三层过度喷涂的方法对300目紫铜网基体进行喷涂，三层喷涂液分为底层悬浮液、中层悬浮液、面层悬浮液。其中，底层悬浮液以PPS为主体；中层悬浮液的PPS和PTFE质量比为1:1；面层悬浮液为PTFE分散液。所述PTFE-PPS复合涂层按质量分数计PPS含量为60～70％，PTFE含量为30～40％。水滴在网膜表面上的接触角达到156.3°，油的接触角近于0°，该网膜表现出良好的亲油性。
优化地，所述孔A直径为15mm～30mm；所述孔B为10～15mm；所述孔C和孔D直径为5～10mm。
优化地，调节网膜处理后的含油污水通过孔B进入含油污水出口流速为0.6～1m/s。

Claims (7)

1.一种高效分离含油污水的膜分离装置，其特征在于从上至下依次设置含油污水入口、盖板、网膜、含油污水出口、油出口、水出口；
所述网膜包括超亲水网膜和超亲油网膜；所述盖板分为上盖板和下盖板；其中，所述网膜全部固定在上、下盖板之间；所述网膜的排列方式为两个超亲水网膜、两个超亲油网膜整齐交替排列；上、下盖板之间密封，相邻两个网膜之间只能够通过膜孔连通；
上盖板上任意相邻的超亲水、超亲油网膜之间开有孔A；来自含油污水入口的待处理含油污水通过孔A进入密封的上下盖板以及超亲水、超亲油网膜之间；
下盖板上任意相邻的超亲水、超亲油网膜之间开有孔B；网膜处理后的含油污水通过孔B进入含油污水出口；
下盖板上任意相邻的超亲水、超亲水网膜之间开有孔C；网膜处理后得到的水通过孔C进入水出口排出；
下盖板上任意相邻的超亲油、超亲油网膜之间开有孔D；网膜处理后得到的油通过孔D进入水油出口排出。
2.如权利要求1所述高效分离含油污水的膜分离装置，其特征在于通过孔B进入含油污水出口的处理污水采用循环泵再次进入含油污水入口。
3.如权利要求1所述高效分离含油污水的膜分离装置，其特征在于相邻的相同类型网膜上方，同时也是上盖板上方设置有阀门。
4.如权利要求1所述高效分离含油污水的膜分离装置，其特征在于任意相邻的网膜间距为3～5cm；所述网膜的长为30～40cm，宽为10～20cm；所述网膜开孔率为20～40％。
5.如权利要求1所述高效分离含油污水的膜分离装置，其特征在于所述超亲水网膜采用以300目紫铜网为基体的PDDA-PFD/SiO2单层复合涂层网膜；所述复合涂层按质量分数计PDDA含量为10～20％，PFD含量为10～20％，SiO2含量为60～80％。
6.如权利要求1所述高效分离含油污水的膜分离装置，其特征在于所述超亲油网膜是以300目紫铜网为基体采用三层过度喷涂的方法制备的PTFE-PPS复合涂层网膜；三层喷涂液分为底层悬浮液、中层悬浮液、面层悬浮液；其中，底层悬浮液以PPS为主体；中层悬浮液的PPS和PTFE质量比为1:1；面层悬浮液为PTFE分散液；所述复合涂层按质量分数计PPS含量为60～70％，PTFE含量为30～40％。
7.如权利要求1所述高效分离含油污水的膜分离装置，其特征在于所述孔A直径为15mm～30mm；所述孔B为10～15mm；所述孔C和孔D直径为5～10mm。
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