CN110422944A - 一种用于含油污水处理的氧化石墨烯膜错流过滤工艺 - Google Patents

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栾智勇
刘正
提阳
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于滨
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China Petrochemical Corp
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Abstract

本发明涉及含油污水处理技术领域，具体涉及一种用于含油污水处理的氧化石墨烯膜错流过滤工艺。该工艺具体包括以下步骤：将含油污水注入预存罐中，往预存罐内投加破乳剂，罐内自带搅拌装置，使污水中的油呈现完全游离状态；将静置后的污水通过提升泵送至氧化石墨烯膜错流过滤装置，将污泥通过底部排污口输送至污水污泥池；通过氧化石墨烯膜进行错流过滤，产出水由出水口通过提升泵输送至产水集水箱。本发明具有工艺简单，膜过滤效率高、过滤效果好且耐污染能力强的特点。处理后的污水含油量≤6.0mg/L、悬浮物含量≤4.0mg/L、悬浮物粒径中值≤2.0μm，可以满足油田注水水质要求。

Description

一种用于含油污水处理的氧化石墨烯膜错流过滤工艺
技术领域
本发明涉及含油污水处理技术领域，具体涉及一种用于含油污水处理的氧化石墨烯膜错流过滤工艺。
背景技术
含油污水来源广泛，如石油化工、医药、交通运输、机械加工、纺织、食品等领域。含油污水含油量大，化学耗氧量高，对环境污染严重。因此，对含油污水进行有效分离，对环境治理、油类回收及水循环利用意义重大。氧化石墨烯类材料因具有高的比表面积及特殊的润湿性能，可对含油污水进行简单、高效的分离，进而解决含油污水对环境污染严重的问题。
对于目前的含油污水处理流程，过滤设备是污水处理中的关键设备，是污水处理的最后一关，目前以压力过滤罐为主，常用的过滤器有核桃壳过滤器、双滤料过滤器、多介质过滤器、金刚砂过滤器等，但这些过滤装置出水水质不能稳定达标，过滤器进水要求高，过滤材质易污堵、反洗再生效果差，抗污染能力差，滤料更换频繁，整套处理系统保持平稳顺利运行难度较大。
当前，通过一定的方法可以制备出对含油污水具有分离能力的石墨烯类分离材料。俞书宏等人用海绵为骨架材料，在其表面涂覆氧化石墨烯，利用还原剂对氧化石墨烯进行还原，得到石墨烯，从而成功制备出亲油疏水的石墨烯海绵材料，这种材料利用石墨烯的高比表面积，对油和水表现明显的润湿性差异，可以有效吸附含油污水中的污油(公开号CN103626171 A)。涂伟萍等人采用氧化石墨烯为无机交联剂材料，交联改性亲水高聚物，成功制备了在空气中超亲水在水下超疏油的油水分离膜材料，这种膜材不仅可以有效的分离油水混合物，而且水通量较高，力学强度大(公开号CN 103623709 A)。虽然上述石墨烯类膜材料对含油污水具有分离效果，但是分离效率较差，使用寿命短，而且制备过程较复杂、使用过程中易被污染。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足而提供一种用于含油污水处理的氧化石墨烯膜错流过滤工艺。本发明具有工艺简单，膜过滤效率高、过滤效果好且耐污染能力强的特点。
本发明公开了一种用于含油污水处理的氧化石墨烯膜错流过滤工艺，该工艺具体包括以下步骤：
(1)将含油污水注入预存罐中，往预存罐内投加破乳剂，罐内自带搅拌装置，使污水中的油呈现完全游离状态。
(2)将静置后的污水通过提升泵送至氧化石墨烯膜错流过滤装置，将污泥通过底部排污口输送至污水污泥池。
(3)通过氧化石墨烯膜进行错流过滤，产出水由出水口通过提升泵输送至产水集水箱。
(4)氧化石墨烯膜错流过滤装置的前端安装有反冲洗罐，利用反冲洗罐内的清洗剂对氧化石墨烯膜的滤芯进行冲洗，冲洗后的污水进入清洗回收水罐。
进一步的，所述的氧化石墨烯膜为氧化石墨烯基金属网膜。
所述的氧化石墨烯基金属网膜，其制备方法如下：以高纯鳞片石墨为原材料，利用改进的Hummers法，得到片层性好、氧化程度高的氧化石墨烯；以不锈钢网为骨架材料，通过稀盐酸腐蚀处理，得到表面具有缺陷的不锈钢网；将表面具有缺陷的不锈钢网浸泡到氧化石墨烯水溶液中，使氧化石墨烯覆盖到不锈钢网网丝表面，得到氧化石墨烯基金属网膜。
进一步的，所述的用于连接装置的管线管材为PVC材质，所述的氧化石墨烯膜错流过滤装置的材质为不锈钢。
进一步的，所述预存罐的前端设置有取样点，确保含油污水进水的含油量≤100mg/L、悬浮物含量≤50mg/L。
本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：
(1)水质适应范围广。本发明采用错流过滤的方式，即水流动平行于滤膜表面，在滤膜表面可形成较大的剪切力，造成膜污染物始终处于悬浮状态，降低了浓差极化带来的影响，减少微粒和溶质在膜面的沉积，减轻膜污染，因此错流过滤可以实现超滤装置的连续运作，同时可以适应处理大流量的规模要求，同时错流模式对给水水质的适应性较强。
(2)工艺简单，金属网膜过滤效率高。本发明中采用氧化石墨烯膜作为过滤滤芯，该氧化石墨烯网膜不仅具有不锈钢网高力学强度和高孔隙率的特点，而且具有氧化石墨烯优异的亲水性能，所以其表现高效的过滤能力。
(3)本发明的工艺具有亲水疏油性能好、机械强度高、耐污染、耐酸碱洗的特点，通过错流过滤的方式进行过滤，并且膜被油污、悬浮物等污染后进行酸洗及碱洗，可得到较好的再生，恢复良好的透水性。
(4)本发明具有处理效果好，处理后的污水含油量≤6.0mg/L、悬浮物含量≤4.0mg/L、悬浮物粒径中值≤2.0μm，满足《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》SY/T5329-2012中第三级水质要求：含油量≤15.0mg/L、悬浮物含量≤5.0mg/L、悬浮物粒径中值≤3.0μm，可以满足油田注水水质要求。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1所示，本发明公开了一种用于含油污水处理的氧化石墨烯膜错流过滤工艺，该工艺具体包括以下步骤：
(1)将含油污水注入预存罐中，往预存罐内投加破乳剂，罐内自带搅拌装置，使污水中的油呈现完全游离状态。
(2)将静置后的污水通过提升泵送至氧化石墨烯膜错流过滤装置，将污泥通过底部排污口输送至污水污泥池。
(3)通过氧化石墨烯膜进行错流过滤，产出水由出水口通过提升泵输送至产水集水箱。
(4)氧化石墨烯膜错流过滤装置的前端安装有反冲洗罐，利用反冲洗罐内的清洗剂对氧化石墨烯膜的滤芯进行冲洗，冲洗后的污水进入清洗回收水罐。
进一步的，所述的氧化石墨烯膜为氧化石墨烯基金属网膜。
所述的氧化石墨烯基金属网膜，其制备方法如下：以高纯鳞片石墨为原材料，利用改进的Hummers法，得到片层性好、氧化程度高的氧化石墨烯；以不锈钢网为骨架材料，通过稀盐酸腐蚀处理，得到表面具有缺陷的不锈钢网；将表面具有缺陷的不锈钢网浸泡到氧化石墨烯水溶液中，使氧化石墨烯覆盖到不锈钢网网丝表面，得到氧化石墨烯基金属网膜。
进一步的，所述的用于连接装置的管线管材为PVC材质，所述的氧化石墨烯膜错流过滤装置的材质为不锈钢。
进一步的，所述预存罐的前端设置有取样点，确保含油污水进水的含油量≤100mg/L、悬浮物含量≤50mg/L。
根据上述工艺，在东辛采油厂永一联合站进行现场试验，处理规模为50m3/h，试验装置进出水水质见表1。
表1试验装置进出水水质表
产出水中污水含油量5.2mg/L、悬浮物含量3.6mg/L、悬浮物粒径中值1.8μm，满足《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》SY/T 5329-2012中第三级水质要求：含油量≤15.0mg/L、悬浮物含量≤5.0mg/L、悬浮物粒径中值≤3.0μm，可以满足油田注水水质要求。
以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种用于含油污水处理的氧化石墨烯膜错流过滤工艺，其特征在于，该工艺具体包括以下步骤：
(1)将含油污水注入预存罐中，往预存罐内投加破乳剂，罐内自带搅拌装置，使污水中的油呈现完全游离状态；
(2)将静置后的污水通过提升泵送至氧化石墨烯膜错流过滤装置，将污泥通过底部排污口输送至污水污泥池；
(3)通过氧化石墨烯膜进行错流过滤，产出水由出水口通过提升泵输送至产水集水箱；
(4)氧化石墨烯膜错流过滤装置的前端安装有反冲洗罐，利用反冲洗罐内的清洗剂对氧化石墨烯膜的滤芯进行冲洗，冲洗后的污水进入清洗回收水罐。
2.根据权利要求1所述的用于含油污水处理的氧化石墨烯膜错流过滤工艺，其特征在于，所述的氧化石墨烯膜为氧化石墨烯基金属网膜。
3.根据权利要求2所述的用于含油污水处理的氧化石墨烯膜错流过滤工艺，其特征在于，所述的氧化石墨烯基金属网膜，其制备方法如下：以高纯鳞片石墨为原材料，利用改进的Hummers法，得到片层性好、氧化程度高的氧化石墨烯；以不锈钢网为骨架材料，通过稀盐酸腐蚀处理，得到表面具有缺陷的不锈钢网；将表面具有缺陷的不锈钢网浸泡到氧化石墨烯水溶液中，使氧化石墨烯覆盖到不锈钢网网丝表面，得到氧化石墨烯基金属网膜。
4.根据权利要求1所述的用于含油污水处理的氧化石墨烯膜错流过滤工艺，其特征在于，所述的用于连接装置的管线管材为PVC材质，所述的氧化石墨烯膜错流过滤装置的材质为不锈钢。
5.根据权利要求1所述的用于含油污水处理的氧化石墨烯膜错流过滤工艺，其特征在于，所述预存罐的前端设置有取样点，确保含油污水进水的含油量≤100mg/L、悬浮物含量≤50mg/L。
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KR20180082884A (ko) * 2017-01-11 2018-07-19 성균관대학교산학협력단 야누스 그래핀 스펀지 및 이의 제조 방법

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