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含油廢水處理方法隔油器選型 油水分離器

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  • 公司名稱山東千里環(huán)保工程有限公司
  • 品       牌
  • 型       號
  • 所  在  地濰坊市
  • 廠商性質(zhì)生產(chǎn)廠家
  • 更新時間2022/10/18 9:51:41
  • 訪問次數(shù)1937
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       山東千里環(huán)保工程有限公司坐落于風箏之都--濰坊,是*。總公司成立于2009年,公司成立近10年來專業(yè)致力于化學法二氧化氯發(fā)生器、電解法二氧化氯發(fā)生器、次氯酸鈉發(fā)生器、自來水消毒設備、飲用水消毒設備、地埋式一體化污水處理設備、加藥裝置等各種環(huán)保產(chǎn)品的研制、開發(fā)及銷售。

    公司專業(yè)從事水處理環(huán)保設備研發(fā)生產(chǎn)的專業(yè)廠家。在環(huán)保水處理工程和污水處理設備的設計、施工、調(diào)試等技術上積累了豐富的經(jīng)驗。是濰坊市環(huán)保產(chǎn)業(yè)重點骨干企業(yè),公司專業(yè)致力于一體化污水處理設備,過濾設備,殺菌消毒設備的研發(fā)制造,為各地客戶提供工藝設計到工程承包、設備供應、售后服務等一系列專業(yè)服務。
     公司以吸納和培養(yǎng)技術和管理人才為發(fā)展動力,聚集了一大批化工、自動控制、水處理設計、施工管理人才,能隨時根據(jù)用戶的不同需求設計出*的水處理工藝和各類設備的配套方案,做到投資經(jīng)濟、配套完善、運行穩(wěn)定、自動化程度高。公司以高科技、高品質(zhì)、高服務參與公共事業(yè)建設,以負責的態(tài)度解決污水處理問題,為子孫后代創(chuàng)造美好的環(huán)境。
     經(jīng)營理念:誠信為立足之本 創(chuàng)新為生存之源 服務為永恒主題
     服務宗旨:以客戶為中心,用愛做服務

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含油廢水處理方法隔油器選型含油廢水是指采油時伴隨著原油開采出的廢水,其油質(zhì)量濃度一般為5 000~10 000 mg/L,通常有4種形式和狀態(tài),即懸浮油、乳化油、分散油和溶解油。我國每年排放此類廢水高達幾億噸,若不有效處理將對生態(tài)系統(tǒng)及人體健康造成巨大危害
含油廢水處理方法隔油器選型 油水分離器 產(chǎn)品信息

含油廢水是指采油時伴隨著原油開采出的廢水,其油質(zhì)量濃度一般為5 000~10 000 mg/L,通常有4種形式和狀態(tài),即懸浮油、乳化油、分散油和溶解油〔1〕。我國每年排放此類廢水高達幾億噸,若不有效處理將對生態(tài)系統(tǒng)及人體健康造成巨大危害〔2〕。膜分離技術作為一種新型的流體分離技術,具有高效、節(jié)能、操作簡單等優(yōu)點,被譽為“21世紀的水處理技術”〔3〕。運用膜分離技術來處理含油廢水,不僅可以有效降低含油率,同時對廢水的總有機碳量(TOC)、總溶解固體量(TDS)也有較高的去除率〔4〕。PVDF是偏氟乙烯的均聚物,PVDF膜具有良好的物理化學性能,目前已逐漸應用于油處理等領域〔5〕。但由于PVDF在處理廢水時容易產(chǎn)生吸附污染,導致膜通量下降和使用壽命縮短,應用上受到了限制〔6〕。PVDF的改性方法主要為共混改性和表面改性。筆者綜述了共混改性PVDF膜的無機納米材料,例舉了改性后的膜處理含油廢水的實例,為以后的理論研究和工程應用提供了借鑒。

  含油廢水處理方法隔油器選型

1 無機改性材料

  納米粒子又稱超細微粒,粒徑通常在1~100 nm。納米粒子表面曲率大,活化中心多,具有很強的耐磨性。將無機納米粒子摻雜到膜基材中,制備出有機-無機復合膜以提高膜的綜合性能,已成為膜技術工作者研究的熱點。無機納米粒子對膜性能的提高主要表現(xiàn)在:增強膜滲透蒸發(fā)過程中的傳質(zhì),提高氣體分離的選擇性,提高膜的親水性和抗污染性以及增強膜的機械性能,從而zui終達到降低水處理能耗和成本的目的〔7〕。常用的改性納米材料包括碳材料(氧化石墨烯和碳納米管)、TiO2、Al2O3、SiO2等。

  1.1 納米碳材料

  納米碳材料是指分散相尺度至少有一維<100 nm的碳材料。自1991年日本科學家發(fā)現(xiàn)碳納米管和2004年英國物理學家分離出石墨烯后,納米碳材料憑借優(yōu)良的性能,已逐步應用于石化、電子工業(yè)等領域。

  碳納米管由單層或多層石墨片繞中心按一定角度卷曲而成,硬度與金剛石相當,卻擁有良好的柔韌性,可以拉伸。將其摻雜到PVDF膜中,能提高膜的膜通量、韌性和使用壽命〔8〕。Yufen Zhao等〔9〕通過溶膠凝膠法制備出MWCTs/PVDF多孔膜。研究表明,多壁碳納米管能增大膜的表面粗糙度,影響膜的孔隙率和孔徑,從而提高膜的純水膜通量及對牛血清白蛋白的截留率。

  石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料,是目前世界上zui輕、zui硬的納米材料。有研究者發(fā)現(xiàn)將石墨烯添加到膜材料中,能夠顯著增強膜的力學性能及韌性〔10〕。石墨烯經(jīng)強酸氧化可以得到氧化石墨烯(GO)。氧化石墨烯和功能化的石墨烯具有較高的比表面積,且表面含有大量的親水基團,能提高膜的潤濕性能。Zonghua Wang等〔11〕將PVDF和GO溶解在N,N-二甲基乙酰胺中,通過溶膠凝膠法成功制備出有機-無機共混超濾膜。實驗結果表明:共混膜比未改性PVDF膜表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能。當GO添加量為0.20%(質(zhì)量分數(shù))時,膜通量增加了96.4%,機械強度提高了123%,接觸角由79.2°下降到60.7°,膜的抗污染性能也得到增強。Zhiwei Xu等〔12〕將低維度的碳材料添加到PVDF鑄膜液中,研究其對膜的親水性、抗污染性和機械性能的影響。發(fā)現(xiàn)碳材料在鑄膜液中聚集現(xiàn)象嚴重,分散性較差;由于碳材料與聚合物基體的表面作用,導致復合膜機械性能下降。為了解決這些問題,他們在隨后的研究中用*KH550改性氧化石墨烯〔13〕,再制備出f-GO/PVDF膜。通過原子力顯微鏡和X射線光電子能譜分析,發(fā)現(xiàn)f-GO成功附著在PVDF膜表面。f-GO改性PVDF膜的膜通量、抗污染性、機械性能均較GO/PVDF膜和PVDF原膜好。

   含油廢水處理方法隔油器選型

 1.2 納米TiO2

  納米TiO2是一種白色疏松粉末,具有*的親水性能,抗菌殺菌能力大,分散性和光催化活性良好,目前已成為有機膜無機改性zui廣泛的材料之一。將納米TiO2添加在聚合物基體中,或者用自組裝方式沉積在膜表面是目前較為廣泛的改性方法。大量研究表明,在鑄膜液中分散一定比例的納米TiO2能明顯提高膜的抗污染性能、增大膜通量,且膜的光催化性能也得以加強,對于含油廢水處理有著廣闊前景。

  Feng Zhang等〔14〕將聚丙烯酸接到PVDF膜上,通過溶膠凝膠法制備出PAA-g-PVDF/TiO2復合中空纖維膜。該種復合膜表現(xiàn)出*的滲透性,當TiO2質(zhì)量分數(shù)為1%時,在0.1 MPa壓力下膜通量達到974 L/(m2·h),蛋白質(zhì)減少到24 μg/cm2。閆勇等〔15〕采用溶膠-凝膠法制備了TiO2/PVDF超濾膜,探討納米TiO2溶膠含量對膜性能及結構的影響。經(jīng)納米TiO2溶膠改性后,TiO2/PVDF復合膜的孔隙率、接觸角和結構等都發(fā)生了顯著變化,TiO2溶膠添加質(zhì)量分數(shù)為4%時,膜的孔隙率為74.5%,水通量為430.6L/(m2·h),截留率為82.5%。

  1.3 納米Al2O3

  納米氧化鋁是白色晶狀粉末,已經(jīng)證實氧化鋁有α、β、γ、δ、η、θ、κ和χ等11種晶體。其中β-Al2O3、γ-Al2O3的比表面較大、孔隙率高、耐熱性強、*分散且成型性好,屬活性氧化鋁〔16〕。將納米Al2O3添加到聚合物膜材料中,不僅能提高膜的親水性及抗污染性,還能改善膜的機械性能。彭躍蓮等〔17〕研究了α-Al2O3納米顆粒質(zhì)量分數(shù)在0~5%時,對PVDF超濾膜的純水通量、截留率、力學等性能帶來的影響,以及孔隙率和潤濕角的變化。當α-Al2O3加入量為3%~4%時,純水通量和截留率達到zui大;添加量為2%時,拉升強度達到zui大,增加近22%。用FT-IR、SEM對α-Al2O3/PVDF雜化膜的結構進行研究,結果證明納米粒子與超濾膜之間沒有形成新的化學鍵。

  1.4 納米SiO2

  納米SiO2是一種無定型白色粉末,是一種無毒、無味、無污染的超微細無機新材料。因其粒徑小、長徑比高、比表面積大、分散性能好等特點在眾多學科及領域內(nèi)*特性。其表面有豐富羥基,故表面效應強〔18〕,與膜材料表現(xiàn)出良好的相容性。俞麗蕓等〔19〕采用相轉(zhuǎn)化法制備了PVDF/SiO2中空纖維復合膜,討論了納米SiO2粒子對PVDF膜結構和性能的影響,通過SEM、能譜、熱分析等分別對不同膜的微觀結構、化學組成、熱穩(wěn)定性等進行聯(lián)合表征。結果表明:添加SiO2粒子有利于PVDF由α相向β相轉(zhuǎn)變,復合膜的性能與純PVDF膜相比有明顯改善。當SiO2質(zhì)量分數(shù)為3%時,納米顆粒分散較均勻,膜斷裂強度為純PVDF膜的2.7倍,純水通量由81.6 L/(m2·h)提高到160 L/(m2·h),熱穩(wěn)定性、親水性和抗污染性顯著提高;但過量的SiO2(質(zhì)量分數(shù)>3%)會引起納米顆粒團聚而導致膜的各項指標下降。

  

  1.5 其他粒子

  除上述無機納米粒子外,其他材料也能提高膜的綜合性能。A. Bottino等〔20〕將ZrO2分散于鑄膜液中,成功制備出ZrO2@PVDF超濾膜,并研究了不同鑄膜液組成對膜通量和葡聚糖截留率的影響。Junming Hong等〔21〕成功制備出納米ZnO@PVDF微濾膜,分析后發(fā)現(xiàn)隨著納米ZnO質(zhì)量分數(shù)從0~1%的不斷增加,水在溶劑中的擴散速率加快,膜孔徑增大,親水性能和機械性能都明顯提升,并在質(zhì)量分數(shù)為0.005%時表現(xiàn)出zui大的純水膜通量和zui小的表面粗糙度。Fe3O4能在制膜過程中改變膜的結構和綜合性能〔22〕。納米銀粒子具有良好的導電性、表面效應、量子尺寸效應和殺菌性,將其負載到PVDF膜后處理含油廢水,能有效殺死含油廢水中的微生物〔23〕。

  1.6 多種粒子復合

  為進一步提高無機納米粒子和有機膜的綜合性能,有學者用2種及以上的納米粒子同時改性PVDF超濾膜,達到令人滿意的效果。X. S. Yi等〔24〕將納米Al2O3和TiO2添加到PVDF膜中,進行乳化液油水分離,并探究分離過程中膜的流體力學性能。結果表明,改性后的PVDF膜較未改性前有更好的抗污染性能,用次氯酸鈉溶液清洗后膜通量得到良好的恢復。Xiangyu Wang等〔25〕將納米Fe和Pd附著在PVDF超濾膜上以減少廢水中的氯,反應動力學研究表明,復合PVDF膜親水性得以增強,且對廢水中三氯乙酸的去除率較未添加納米粒子的PVDF膜增大了6.8倍。

  2 改性PVDF膜處理含油廢水

 

  2.1 處理含油廢水實例

  在油田生產(chǎn)過程中,油田含油廢水主要來源于原油脫水站〔26〕。處理含油廢水的常用方法包括重力分離法、浮選法、混凝法、過濾法等。膜分離技術處理含油廢水是近年來發(fā)展起來的一種方法,其可根據(jù)廢水中油粒子的大小合理地確定膜截留分子質(zhì)量,且處理過程中一般無相變化,直接實現(xiàn)油水分離,處理效果好、能耗低,且二次污染小。

  E. Yuliwati等〔27〕將納米TiO2加入到PVDF膜中,用LiCl作成孔劑,制備出復合PVDF中空纖維膜以處理煉油廢水。當TiO2質(zhì)量分數(shù)為1.95%時,膜的孔隙率和親水性達到。此時處理含油廢水所表現(xiàn)出的膜通量為82.5 L/(m2·h),除油率高達98.8%。

  竺柏康等〔28〕在PVDF/PVP體系中添加Al2O2和TiO2納米顆粒,利用沉浸凝膠相轉(zhuǎn)化法制得改性PVDF平板超濾膜,用于處理典型沿海油庫含油污水。結果表明,采用改性膜處理含油污水,穩(wěn)定時出水中懸浮物<0.4 mg/L,石油烴類<0.5 mg/L,COD在60~70 mg/L。

  孫鴻〔29〕采用相轉(zhuǎn)化法流延成膜,制備出Al2O3+TiO2/PVDF超濾膜。在處理大慶油田某采油廠污水站二次砂濾水時發(fā)現(xiàn):改性膜對各種污染物均有良好的去除率,其中出水含油<0.7 mg/L、濁度<2 NTU、懸浮物<0.5 mg/L,COD去除率達到80%~90%、TOC在95%以上。

  2.2 膜污染形成原因

  含油廢水主要來源于石油、化工、鋼鐵、焦化、煤氣發(fā)生站等工業(yè)部門。廢水中油類污染物質(zhì)除重焦油的相對密度為1.1以上外,其余的相對密度都<1。鄭陽等〔30〕認為在油田采出廢水中,主要污染物包括酯、酚、脂肪酸等含氧有機化合物。呂慧〔31〕認為膜污染主要包括堵塞污染(濾餅層)、不可逆吸附污染(吸附層),以及由濃差極化形成的可逆污染(凝膠層)。孫鴻〔29〕認為造成膜污染的主要污染物是原油和無機鹽懸浮物,且?guī)д姷臒o機鹽離子與帶負電的油類等有機物發(fā)生作用形成鹽橋,使有機污染物與膜緊密結合在一起。在超濾膜處理油田采出水過程中,直徑大于膜孔徑的污染物直接附著在膜的表面,這種吸附力主要是范德華力。直徑與孔徑相近的污染物則由于壓力的作用楔在膜孔中,導致膜孔堵塞。在此基礎上,已經(jīng)覆蓋在膜上的這層緊密的油層又增加了膜面親油性,從而加速更多的油粒吸附在其表面,造成凝膠層厚度不斷增加,zui終形成穩(wěn)定的濃差極化層??傊?,當油田廢水一旦與PVDF膜接觸,膜污染問題隨即產(chǎn)生。在超濾膜處理含油廢水過程中,膜污染不僅會直接造成膜通量的下降,長時間的污染還會造成膜分離特性的劣化,縮短膜的使用壽命。

  3 總結

  大量已有研究表明,PVDF膜在處理含油廢水領域有著良好的效果。將納米材料摻雜到濾膜中,能有效提高膜的綜合性能。但對于不同納米材料添加的比例、添加時的外界條件等影響因素,研究者還在不斷摸索。納米材料改性PVDF超濾膜處理含油廢水還處在起始階段,如何將納米粒子良好地分散到有機聚合物中是當前的首要任務。不少研究者對納米粒子進行預處理,如氧化、功能化以增加其表面的含氧官能團,取得了很好的效果。此外,隨著納米材料領域的不斷發(fā)展,對新型納米粒子將有更大的選擇空間,復合膜的性能將更加全面和優(yōu)秀??梢灶A見,碳材料復合PVDF超濾膜將成為有機膜無機共混改性的未來方向。與此同時,對于膜污染中的污染物和污染機理分析目前還未有統(tǒng)一的定論。加強對含油廢水污染復合超濾膜的機理研究,可以直接有效地從根源上解決膜污染問題,增強膜的使用壽命,減少含油廢水的處理成本。

 

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