乳化油废水自然沉降破乳实验研究.pdf

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1、第39卷第4期化工机械443乳化油废水自然沉降破乳实验研究+管金发料邓松圣郭广东曾兴钢(后勤工程学院研究生管理大队)摘要以浓相体积变化分数取得最大值后下降速度的快慢作为表征乳化油废水自然沉降破乳效果好坏的方法。研究了表面活性剂的类型、表面活性荆浓度、pH值和温度对自然沉降破乳效果的影响规律。结果表明：以非离子表面活性剂为乳化剂的模型乳化油废水自然沉降破乳效果最好；表面活性剂浓度越小，自然沉降破乳效果越明显；强碱环境下因乳状液发生絮凝，有利于自然沉降破乳；自然沉降破乳存在一个最佳的温度或温度范围，温度偏高或偏低都会影响破乳效果。关键词自然沉降

2、乳化油废水破乳效果中图分类号TQ047文献标识码A文章编号0254_6094(2012)04J0443m5含油废水是石油工业常见的废水形式，是油品混入水中形成的油水混合物。根据油珠粒径的大小，油在水中的存在形式主要有浮油(大于100斗m)、分散油(10—100斗m)、乳化油(0．1一10．o仙m)和溶解油(以分子状态分散于水体中，油珠直径比乳化油还要细)4种⋯。乳化油废水是乳化油高度分散于水中形成的水包油型(O／W)乳状液，因表面活性剂在油水界面上定向吸附形成坚固的油水界面膜，并增大了双电层的有效厚度，使得乳化油废水稳定性大增阻]，油水分离

3、困难。乳化油废水处理的关键是破乳，目前常用的破乳方法有高压电场法、药剂法、离心法以及超滤法等旧1。而自然沉降是乳化油废水采用任一方法进行破乳前的必要程序，根据乳状液热力学不稳定性理论，自然沉降本身同样具有一定的破乳作用H1，如何最大效率地使用自然沉降对乳化油废水进行预先破乳是一个值得研究的问题。笔者以柴油和水组成的乳化油废水模型为研究对象，研究了自然沉降对乳化油废水破乳的作用和规律。1实验方法1．1实验试剂与仪器实验试剂包括：成都科龙化工试剂厂生产的表面活性剂吐温80(化学纯)，上海化学试剂站中心化工厂生产的十六烷基三甲基溴化铵(分析纯)，

4、上海化学试剂采购供应站生产的十六烷基苯磺酸钠(分析纯)，市售O’柴油，自来水，H：SO。(分析纯)和NaOH。实验仪器包括：美国奥豪斯公司生产的Explo删?Pr0214c型电子天平(精度为0．1mg)，金坛市岸头良友实验仪器厂生产的HH-2数显电子恒温水浴锅(双孔)，O．1、1．O、2．0mL的刻度试管等。1．2模型乳化油废水的制取取实验溶液的总体积为6mL。根据确定的水相、油相体积比m：n(实验中取为7：3)，先用移液管移取一定量具有一定质量浓度c。。的乳化剂／水溶液作为水相置于10mL(长145mm，试管主体部分直径19mm)刻度试管

5、中，再用移液管准确移取相应体积的柴油作为油相加入试管；塞上试管塞，以约2次／8的频率上下振荡200次"J，制得模型乳化油废水。实验乳状液表面活性剂浓度c。=厅·c。l／(m+n)，单位为mg／L。考察不同表面活性剂浓度的乳状液的性质时，水相中表面活性剂浓度c。。=c。·(m+n)／n。．2破乳效果的表征方法制取乳化油废水后，在一定温度下静置(自女重庆市自然科学基金项目(CsTC，2009BB7177)和重庆市科技攻关项目(CSTC，2010Ac7034)。}·管金发，男，1984年2月生，博士研究生。重庆市，401331。444化工机械20

6、12年然沉降)并开始计时，记录不同时刻￡的浓相体积E。然后根据不同时刻浓相体积的变化，计算浓相体积变化分数(K—K)／％与时间t的关系曲线M1。其中，K为制取乳化油废水时所加柴油的体积，(K—K)／％的最大值越大，说明乳状液乳化体积最大；(K—K)／％取得最大值后随时间下降得越快，说明自然沉降破乳效果越好。计时以自然沉降开始时刻为初始时刻，即第0min，时间精确到1min。3实验结果分析3．1自然沉降破乳过程自然沉降开始时，乳化油废水由泡沫与乳状液构成，甚至完全以泡沫形态存在；泡沫需经长时间的沉降才能完全转变成乳状液，但在很短的时间内，泡沫

7、与乳状液便会分层，形成明显的界限；分层得到的乳状液基本呈单一相存在。随后，自然沉降破乳使得乳状液上部颜色变深、浊度增加，而下部则颜色变浅、浊度减小，乳状液的上、下部分没有明显的界限；分层前，乳状液上、下部分颜色变深、变浅的速度随时间逐渐减小，起初较短时间内速度很快，随即速度减小。这是因为制取乳化油废水时，尽管经过充分混合振荡，但仍有颗粒较大的油滴存在，沉降开始后，因油水之间存在密度差，大颗粒油滴受到较大浮力的作用而迅速上浮。接着，颜色较深的上部与颜色较浅的下部开始有模糊的界限，渐渐地界限变得清晰，乳状液分层。分层后，自然沉降使得更多的乳状液

8、分散相(油珠)从水分子的包围中释放出来，然后聚结成大油珠，慢慢上浮；颜色深的浓相部分(此时，浓相由原来柴油的棕褐色变为乳白色，且沉降过程中长时间保持这个颜色)体积随时间呈下降趋势