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1、射流空化技术处理乳化含油废水的研究416石油与天然气化工 2005环境监测与保护刘 峰 朱南文 王亚林 贾金平(上海交通大学环境学院) 摘 要 针对深度乳化的、高浓度含油废水,研究了一种有效的并能够回收油资源的物理化学方法———射流空化法。研究了不同油滴粒径尺寸、不同废水含油浓度、不同的表面活性剂含量以及不同射流空化强度与除油率的关系。实验结果表明:在空化数为0.121的空化强度下,高浓度含油废水经过一次射流空化处理后,去除率可达85%;经过三次处理后去除率大于95%,并达到二级排放标准。该方法适于处理深度乳化的、高浓度的含油废水。关键词 射流空化 含油废水 破乳 油滴粒径 随着我国经济
2、的迅速发展,原油的使用量不断上升。加,清洗废水量、加。环境、破坏生态平衡、;另一方面可回收的油类排放到水体,也造成了资源的浪费。含油废水的治理已成为废水治理的一个重要内容,其关键在于乳化油的破乳。从废水处理角度出发,国内外已开发了不少破乳技术,如离心分离、膜过滤、———————————————————————————————————————————————[1]絮凝、电化学法、化学法、吸附法及超声波破乳等。其中化学破乳应用较多,但由于在处理过程中均需要往废水中投加化学药剂进行破乳,且未能破乳的一般需投加化学絮凝药剂将其捕集于沉渣中而析出,因此,不但会造成二次污染,而且分离出来的油往往不能回[
3、2]收,处理成本也比较高。本研究尝试一种不需要添加剂,基于物化方法破乳的新方法———射流空化破乳。该方法的思路来源于超声空化破乳。超声空化破乳在油水分离上的研究已[3～6]经较多,但普遍存在着设备难以放大以及能量转换率低的问题。因此,目前还难以在实践中获得应用。然而,射流空化比超声空化产能效率高2个数量级,而在同样的水质水量条件下处理时间可降低一个数量[7]级。据报道,射流空化过程中,空穴溃灭的瞬间可以产生100m/s以上的微射流,5000K的温度,50[8]MPa的压力。射流空化处理含油废水的具体过程为:当废水通过射流管,水体压力经历高压-低压-高压的过程,相应地,空穴会经历一个生成-发育
4、-溃灭的过程。空———————————————————————————————————————————————[9]。,本研究尝试采用射流空化对含油废水进行处理。1 实验部分1.1 实验仪器与装置仪器:OIL420型红外分光测油仪,北京华夏科创仪器技术有限公司制造;XSP-16A光学显微镜(南京);XB-K-25血球计数板(玉环);测微尺(北京)。装置:自行搭建的含油废水预处理装置见图1。 主要部件为容量为15L注水箱和静浮箱,齿轮油泵(上海市科球机电有限公司,额定压力为0.33MPa,3额定流量为3.3m/h),控制阀(V1,V2,V3),水压表(P,量程为0～1MPa)及射流空化发生器
5、。废水流经阀门V1,进入油泵,一部分流经射流空化发生器被处理,另一部分经旁路被回流。为了便于观察,空化发生器由有机玻璃材料制成(如图2)。将其制作成阶梯状渐缩式,其喉部直径为3mm,喉部长为14.22mm。第34卷 第5期验中,配置了四种含油废水水样。水样A不含表面活性剂,振荡后静置24h,含油浓度为876.5mg/L;水样B含表面活性剂,浓度为17mg/L,振荡后静置24h,———————————————————————————————————————————————含油浓度为889.75mg/L;水样C含表面活性剂,浓度为50mg/L,振荡后静置24h,含油浓度为901.25mg/L;水
6、样D含表面活性剂,浓度为83mg/L,振荡后静置1.2 试剂与样品24h,含油浓度为991.75mg/L的样品。1.4 含油废水浓度及油滴粒径的测定1.4.1 取样方法试剂:四氯化碳(分析纯);浓硫酸;氯化钠;无水硫酸钠;稳定剂:甘油。1.3实验方法1.3.1 试验装置操作分别从注水池和静浮池中取样,测定进水和出水样浓度。取样时需将移液管插到水面以下20～30cm处。需要进行油滴粒径测定的样品需加入适量稳定剂(占水样体积的10%)[10]。1.4.2 浓度的测定完全打开阀门V1,V3,根据所需压力不同(不同压力表征空化强度不同,压力越大空化强度越高),调节V2至不同角度,开启油泵。含油废水由
7、注水池中被油泵抽出,流经射流空化发生器被处理,进入静浮池,关闭阀门V3让处理过的水静置。分别测定进水(注水池)和出水(静浮池)的含油浓度(油滴粒径)。1.3.2 废水配制(北京华———红外光度法GB/)为依据。1.4.3 油滴粒径的测定:取一定量柴油,添加少量沥青,(根据需要),加水之后充分振荡,静置一定时间后,根据不同的试验目的,———————————————————————————————————————
