油包水型乳化液破乳方法研究现状及展望

油包水型乳化液破乳方法研究现状及展望
油包水型乳化液破乳方法研究现状及展望

第28卷 第2期2010年3月

石化技术与应用

Petr oche m ical Technol ogy&App licati on

 Vol.28 No.2

Mar.2010

专论与综述(159~163)

油包水型乳化液破乳方法研究现状及展望

张贤明,吴峰平,陈彬,潘诗浪,王立存

(重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心,重庆400067)

摘要:主要针对油包水(W/O)型两相分散体系,从乳化液破乳方法的机理出发,综述了化学破乳法、生物破乳法和物理破乳法的最新发展以及所面临的主要问题。在此基础上,对W/O型乳化液破乳方法今后的研究发展方向提出了建议。

关键词:乳化液;油包水型乳化液;破乳方法;破乳机理;化学破乳;生物破乳;物理破乳

中图分类号:T Q314.255 文献标识码:A 文章编号:1009-0045(2010)02-0159-05

乳状液是一种或几种液体以液滴(微粒或液晶)形式分散在另一种与之互不相溶的液体中构成的具有相当稳定度的多相分散体系。由于它们外观往往呈乳状,故称为乳状液。分散相的液滴大小通常在10-7~10-5m。油水乳化液分为2种类型:一种是以油为分散相,水作为连续相,称为水包油型乳状液,以O/W型表示;另一种是以水为分散相,油作为连续相,称为油包水型乳状液,以W/O型表示。从热力学观点看,乳状液是不稳定体系,即使最稳定的乳状液其最终的平衡都应是两相分离,破乳是必然结果,只是存在方式和时间的差别而已[1]。

乳状液的存在造成大量的油品损失,特别是W/O型油品损失更为严重。为了回收油品,减少排放量,很多研究人员都致力于乳状液破乳研究。目前所研究出的方法多种多样,包括化学破乳法、生物破乳法和各种各样的物理破乳法。

1 化学破乳法①

化学破乳过程的实质是破乳剂渗入并黏附在乳化液滴的界面上取代天然乳化剂并破坏表面膜,膜内包覆的水珠被释放出来,并互相聚结形成大水滴,在重力的作用下沉降到底部,从而达到油水两相分离的目的。化学破乳剂最大的特点是专一性强,可以针对不同性质的乳化液,设计和合成不同结构的破乳剂,其中以非离子的聚氧乙烯、聚氧丙烯嵌段聚合物为主,并在此基础上进行改性,采用的方法主要有复配、扩链、交联、改头、换尾、加骨和接枝等。在这些方法中,复配及扩链取得了比较好的成果。

破乳剂复配是利用破乳剂之间的协同作用,将2种或2种以上的破乳剂进行复配。这种方法可以成倍地增加破乳剂的品种数量,因而成为开发高效破乳剂的方法之一。刘佐才等[2]针对胜利滨南一矿含水稠油,分别用10种单剂进行二元复配破乳实验,其复配比例均为1∶1,结果表明,这些复配破乳剂的脱水率均比单剂中脱水率最好的F341高;F341与其他破乳剂复配,有5组脱水率超过了90%。

在扩链方面,张志庆等[3]以酚胺树脂为起始剂,将合成的聚氧乙烯-聚氧丙烯二嵌段共聚物再用水溶性交联剂扩链得到一种低温高效、快速的破乳剂。同时进一步合成了具有不同相对分子质量和不同聚苯醚/聚氧化乙烯(PP O/PE O)组成比的聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物。结果发现该三嵌段共聚物的临界胶束浓度不是一个固定值而是一个范围,随着PP O/PEO组成比的增加,临界胶束浓度范围变宽。破乳实验表明,随着聚环氧乙烷含量的减

①收稿日期:2009-08-15;修回日期:2009-12-05

基金项目:重庆市教委科技资助项目(KJ ZH08212;

KJ080727;KJ090704)。

作者简介:张贤明(1955—),男,重庆人,研究员,硕导。主要从事工业废油资源综合利用研究。曾获国家科技进步二等奖1项,教育部科技进步一、二等奖3项,专利18项,发表论文100余篇。

少,脱水速度加快[4]。此外,他们以壬基酚胺树脂为起始剂合成了多种水溶性的HD系列环氧丙烷/环氧乙烷(P O/EO)嵌段共聚醚,再以甲苯二异氰酸酯(T D I)为扩链剂,制备了相应的油溶性HD I系列共聚醚类破乳剂。结果表明,水溶性共聚醚的破乳性能均远优于常用破乳剂,且P O 含量高的脱水快,E O含量高的脱出的水质清;油溶性破乳剂在稠油中渗透性和扩散性较好,更适合稠油的破乳脱水。

总而言之,破乳使用最多的方法是化学法。国内在原油破乳剂复配及扩链改性的最新研究方面取得了较好的成果,与原来的单剂相比,经过复配和扩链改性后破乳率有了显著提高,甚至有破乳率高达99%的实验报道[5]。

2 生物破乳法

生物破乳法是通过在乳化液中加入一种由天然微生物菌体经筛选、驯化、发酵等生化处理过程制成的生物制品及其发酵培养液,从而使乳化液破乳脱水的方法[6]。目前比较成熟的生物破乳法主要有微生物细胞破乳以及代谢过程产生的表面活性生物破乳。

黄翔峰等[7]从克拉玛依油田采油井井口采集受石油污染土壤中的微生物作为菌种,通过对其进行培养、富集和破乳性能的研究,从中筛选出一株高效原油生物破乳菌,其破乳性能稳定,破乳效果优于现场使用的聚醚型破乳剂。经分析认为,该菌株主要以菌细胞破乳为主,所产生的生物表面活性剂也能起到一定的破乳作用。

微生物在一定条件下培养时,其在代谢过程中会分泌出一种具有一定表面活性的产物,称为生物表面活性剂。曾里[8]在不同的温度、pH值、碳源、碳氮比、通气量等条件下培养破乳细菌,并根据其对山东胜利油田W/O型原油的破乳效果,筛选出能产生高效破乳剂的生物破乳菌,其破乳活性均与细胞本身有关,且具有热稳定性,在高压下其破乳能力不会明显降低。实验结果表明,当生物破乳剂达到一定浓度时,破乳时间基本相同,破乳剂与乳状液的体积比为0.05∶1.00时破乳速度最快,温度对破乳效果基本无影响。

生物破乳法具有工艺简单,成本低,能耗小,易商品化等优点,且生物破乳剂易降解、不污染环境,对加工设施也不存在腐蚀。

3 物理破乳法

各种物理破乳法的机理可以概括为对乳状液施以外力或能量,使其分散相液滴的界面膜破坏而重新聚结成较大液滴进而产生沉降分离。

物理法破乳大致分为2种类型:一类是对乳状液液滴施加一定的外力或依靠乳状液内部分子之间的作用力实现油水分离,如离心法、重力法、膜破乳法、膜润湿聚结法等,这类方法一般适用于乳状液结构和化学组成较简单的情况。另一类是通过电磁学原理,使液滴上浮或下沉,发生聚结,从而达到油水分离的目的,例如超声波破乳法、微波破乳法等。

3.1 离心破乳和重力破乳法

离心破乳和重力破乳往往在同一工艺中使用,因为二者均是利用油和水的密度差来实现破乳的。离心破乳是利用离心机转鼓带动乳液高速旋转产生的离心力实现初步强化分离,而后非均相混合物(乳液)中的水相会因其较大的重力作用而下沉,油相则上浮,最终达到两相分离。提高离心法分离效率的途径是增大离心加速度或减小沉降距离。提高转速可以增大离心率;减小液层厚度可缩短沉降距离[9]。

离心破乳和重力破乳法的工艺简单,应用十分广泛,在近期发展起来的膜破乳法、膜润湿聚结法、电学破乳法、振动破乳法等在其破乳过程中仍然有对重力沉降原理的应用。

3.2 膜破乳法

乳状液膜技术是黎念之[10]于1968年首先提出的一种新型的分离方法。对于W/O型乳化液,其膜破乳机理是所选过滤膜的孔径远小于乳滴的粒径,乳滴在较大压差作用下进入膜孔发生变形,由于其表面膜各处所受张力不等,牢固程度被削弱,致使乳滴摆脱表面膜的束缚而在过滤膜的膜孔中破裂,释放出的水相润湿吸附在亲水性的膜孔表面上,破乳后的小水滴,在透过压的作用下向前移动,不可逆地聚结成大液滴,油滴和水滴一并通过膜孔,从而实现油水分离。处理W/O型乳状液应选用亲水材料膜,如金属或玻璃材料的微滤膜等。

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骆广生等[11]选择了水+正丁醇、水+煤油以及水+煤油+30%磷酸三丁酯(T BP)等多种体系,研究了透过压、体系性质和膜孔径等重要参数对透过液通量和透过液水相油含量的影响。结果表明,膜破乳过程中,随着透过压的增大,透过液的通量及其水相的油含量均随之增大。对于界面张力较小、与膜亲和性较小的体系,乳滴更易于变形透过膜孔,因而透过液通量较大;透过液水相油含量却随压力增大而变得较高。选用较大孔径的膜可以有效地破乳,但并不是膜孔径越大越好。利用大孔径膜,通过控制透过压的大小,可以得到较高的透过液通量,同时保持透过液水相油含量较低。章德玉等[12]以Na OH+煤油+液体石蜡+Span-80(山梨糖醇酐油酸酯)为研究体系,也得出上述同样的结论,同时在相同条件下对外压内抽和单外压2种破乳方式进行了对比,结果表明,外压内抽式的破乳率高达96.0%以上,而单外压式只能达到88.7%。

膜破乳是一种新型破乳技术,它的优势在于高效和具有一定的普适性。

3.3 膜润湿聚结破乳法

对W/O型原油乳状液来说,膜润湿聚结破乳技术的原理是乳化液中的水滴首先在聚结介质表面润湿并被吸附,然后乳化液中分散相的水珠与先吸附的水珠发生碰撞并聚结,使介质上被吸附的水珠不断变大,最后在液相搅拌产生的曵力下将水珠从介质表面脱除。如此循环,从而达到两相分离的目的。由此可见,选择合适的润湿介质是关键,处理W/O型乳化液应采用亲水性介质,如脱脂木材、陶瓷、特制金属环和玻璃球等,而处理O/W型乳化液时就应该采用亲油性介质。

孙德智等[13]取相同质量的6种不同聚结材料YS,MBH,OG,G LG,BL,GJ,在相同条件下进行破乳实验,结果表明,MBH和G LG的破乳率较高,分别为90%,92%。另外,在该实验条件下,影响破乳效果的主要参数及其作用规律如下:搅拌时间延长破乳率明显增大,且搅拌时间达到15m in时破乳率接近最大值;适宜的搅拌速度应为300r/m in,低于此速度时因分散相中水滴与聚结材料的碰撞几率减少降低破乳率,高于此速度时则因水滴破碎也会降低破乳率;破乳率随着聚结材料用量的增加而增大,但当其用量达到一定值后,破乳率则随其用量的继续增加开始持续下降,这是因为聚结介质之间对水滴存在竞争,介质加入量过多会降低水珠在同一位置聚结的机会,从而影响两相分离。

乳化液膜润湿聚结技术能耗低,与化学破乳法相比,具有无腐蚀和不结垢的优点。

3.4 电学破乳法

电学破乳法是20世纪90年代发展起来的破乳方法,它是利用电流产生的高频振荡电磁场具有的位移效应、热效应和电中和作用,改变乳状液的性质,使液滴不断发生碰撞,聚结成团,最终在重力的作用下达到油水分离。具体方法有超声波破乳、微波破乳等。

3.4.1 超声波破乳

超声波是一种在媒质中传播的弹性机械波,它是利用自身具有的机械振动及热作用进行破乳。换一种说法,超声波破乳是基于超声波作用于性质不同的流体介质时所产生的位移效应来实现油水分离的[14-15]。

虞建业等[16]认为超声波作用于有悬浮水珠的原油时,水珠与原油介质同时发生振动。大小不同的水珠具有不同的相对振动速度,水珠将相互碰撞、黏合,水珠的体积和质量均不断增大。大的水珠不随介质质点振动,而小水珠在随介质振动时很容易与大水珠靠近,并相互吸引、碰撞、黏合,使水珠变得更大,最后在重力的作用下沉降分离。在其他条件不变的情况下,比较了超声波、自然沉降以及化学破乳法脱水效果。结果表明,沉降30m in后,超声波破乳脱水速度是自然沉降的24.4倍,是化学破乳脱水的4.7倍。

阎向宏等[17]以孤岛稠油及掺活性水的稠油在超声处理前、后黏度随温度变化的室内实验数据为依据,对超声波降低稠油黏度的实验结果与机理作了分析。认为由于大振幅超声波在介质中传播时,产生非线性效应,在介质中出现高次谐波。介质对声波的吸收与频率的平方成正比,且与介质的黏度成正比[18]。增加超声波的作用时间,介质的吸收增大,温度升高,黏度下降。另外,为了排除介质对声波的吸收所引起介质温度的升高从而使黏度降低的因素,在恒温条件下进行了另一实验,结果发现增加超声波的作用时

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 第2期 张贤明等.油包水型乳化液破乳方法研究现状及展望

间,介质的黏度值有所下降,但最终趋于定值。这主要是由于超声波的机械作用可以打断长链分子的结构,使大分子变为小分子,从而降低稠油的黏度;但随着超声波作用时间的增加,其机械效应趋于饱和,故黏度值不再降低。

超声波在破乳过程中具有破乳率高、无污染的优点,并且普适性强,可适用于各种类型的乳状液,其在较低温度甚至在室温下就可以破乳,有利于节能。

3.4.2 微波破乳

微波是频率约为300MHz~300GHz(波长1~1000mm)[19],位于电磁波谱红外辐射和无线电波之间的一种非电离电磁波[20]。微波加热效应可分为2类:热效应和非热效应。利用微波热效应破乳时,微波会形成高频变化电磁场,它能使极性分子高速旋转,从而破坏油水界面膜的Zeta电位。失去了Zeta电位作用的水(油)分子,能自由上下运动,发生摩擦碰撞并聚结,进而实现油水分离。这种由分子自身运动引起的加热方式,被称为“内加热”。与传统加热方式不同的是,“内加热”具有加热速度快、无温度梯度和无滞后效应等优点。非热效应则是指微波固有的特性所产生的效应。

黄莉等[21]以原油/煤油的混合油(质量比为2∶1)、自来水乳化剂平平加为原料配制出不同含水率的乳化液,并利用均匀设计法设计实验方案,选取微波处理时间、微波功率、乳化液含水率三者为自变量,微波处理后的脱水率为因变量,将微波处理后的结果输入均匀设计软件中处理,得到如下经验关系式:

Y=-1.91738E01+9.59240E01×X

3

+

8.49725E01×X1×X2,

式中:Y为脱水率;X

1为微波处理时间;X

2

为微波

功率;X

3

为乳化液含水率。从上式中可以看出,对于含水率一定的乳化液,当微波功率与辐射时间的乘积越大,即微波能量越大时,脱水率越高。这可用微波破乳的原理来解释,即乳化液吸收的微波能量越多,水滴的Zeta电位被破坏的程度也就越大,水滴之间的电荷斥力降低得更多,因而水滴就更容易聚结;而另一方面,乳化液吸收的微波能量越大,自身产生的热量越多,温度上升得越高,从而使乳化剂物质在油相中的溶解度增大,乳化液也更容易破乳脱水。

微波破乳因具有破乳率高、加热均匀、环保节能等优点而受到普遍关注。

4 展望

上述破乳方法各有优势,但其存在的问题尚未能得到有效的解决。随着三次采油期的到来,人们对破乳方法的要求越来越高,今后破乳方法研发的主要方向为:

(1)无污染化。化学破乳剂污染环境,非低温化学破乳技术的应用,进一步加重了破乳设备的腐蚀。膜破乳技术则易于产生膜老化,同时膜的废弃亦会造成污染。这些破乳法产生的高污染,显然已不能满足日趋严格的环保要求。

(2)普适化。化学破乳法最大的特点就是专一性强,但这也是其主要的缺点。离心和重力破乳法只适用于分散相颗粒较大的情况,而粒径较大的颗粒一般出现在破乳后阶段,因此该破乳法对于微乳相的分离效果并不理想。普适性强的破乳法才有利于工业推广应用。

(3)破乳参量易于控制。破乳参量的控制是决定破乳效果的关键因素。对于生物破乳法,细菌生长易受培养温度、pH值、菌龄、通气量等因素的影响,不同环境下生长的细菌其破乳效果各异。而采用超声波破乳时,破乳温度、功率、时间等因素的控制亦比较困难。

(4)破乳原材料易于获取。膜润湿聚结破乳法的关键问题是难以寻找到合适的聚结材料。生物破乳法菌种的寻找、采集和筛选比较困难,并需要大量的时间。原材料充足易得是研发绿色破乳法的基本要求。

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St a tus and prospect of research on dem ulsi f i ca ti on

m ethods for W/O em ulsi on

Zhang Xianm ing,W u Fengp ing,Chen B in,Pan Shilang,W ang L icun

(Engineering R esearch Cen ter forW aste O il R ecovery Technology and Equip m ent of M in istry of Education, Chongqing Technology and B usiness U niversity,Chongqing400067,Ch ina)

 Abstract:W ith W/O t w o-phase dis persi on sys2 te m as object and fr om the point of vie w of de mulsi2 ficati on mechanis m,the latest devel opments and ma2 j or p r oble m s were summarized in che m ical de mulsi2 ficati on method,m icr obial de mulsificati on method and physical de mulsificati on.On the basis of analy2sis,the suggesti ons were p r oposed for the frend of W/O e mulsi on de mulsificati on methods.

 Key words:e mulsi on;water-in-oil e mulsi on; de mulsificati on method;de mulsificati on mechanis m; che m ical de mulsificati on;m icr obial de mulsificati on; physical de mulsificati on

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 第2期 张贤明等.油包水型乳化液破乳方法研究现状及展望

废乳化液处理

废乳化液处理 Prepared on 22 November 2020

废乳化液 机械制造工业中,金属切削加工使用大量乳化液作为润滑冷却之用,乳化液经过一段时间使用后,就会变成废水排出。 乳化液中主要含有机油和表面活性剂,是用乳化油根据需要用水稀释再加入乳化剂配制而成的。在机床切削使用的乳化液中为了提高乳化液的防锈性,还加入了亚硝酸钠等。 由于乳化剂都是表面活性剂,当它加入水中,使油与水的界面自由能大大降低,达到最低值,这时油便分散在水中。同时表面活性剂还产生电离,使油珠液滴带有电荷,而且还吸附了一层水分子固定着不动,形成水化离子膜,而水中的反离子又吸附再其外表周围,分为不动的吸附层和可动的扩散层,形成双电层.这样使油珠外面包围着一层有弹性的、坚固的、带有同性电荷的水化离子膜,阻止了油珠液滴互相碰撞时可能的结合,使油珠能够得以长期地稳定在水中,成为白色的乳化液。 配制的乳化液pH值一般再8~9之间,有的甚至高达10~11. 乳化液废水水质如表1-1所示:

2. 乳化液废水处理原理 根据乳化液的性质,进行乳化液废水的处理需经过二个步骤: 破乳剂油;(2)水质净化去除表面活性剂等物质。 破乳方法种类较多,有盐析法、乳酸法、凝聚法、顶替法、高压电法、吸附法等等。一般常用的采用盐析凝聚混合法,现介绍如下 在乳化液中加入电解质,电解质的离子在乳化液中发生强烈的水化作用即争水作用,使乳化液中的自由水分子减少了,对油珠产生脱水作用,从而破坏了乳化液油珠的水化层,中和了油珠的电性,破坏了它的双电层结构,因而油珠失去了稳定性,产生凝聚现象(电解质一般分为二、三价的钙、镁、铝等盐类),其反应式如下: 2C17H33COONa+2MgCl2-→(C17H33COO)2Mg+2NaCl 油酸皂镁皂 2C17H33(OSO3Na)COONa+2CaCl2-→(C17H32)2(OSO3)2Ca(COO)2+4NaCl 磺化蓖麻油 2R-SO3Na+CaCl2-→[R-SO3]2Ca+2NaCl(R为烷基) 石油酸钠石油磺酸钙 加入混凝剂,则加快起到油水分离的目的。 在实际使用中,应注意调整水的pH值,将pH值调整为较好。 四种破乳方法比较见表2-1:

废乳化油的破乳方法

废乳化油的破乳方法,主要有酸化法和聚化法两种。 酸化法就是往废乳化液中加入酸(如盐酸或硫酸)。 所加入的酸可利用工业废酸。 由于在目前的乳化液配方中,多数选用阴离子型乳化剂(如石油磺酸钠、磺化蓖麻油),所以遇到酸就会破坏,乳化生成相应的有机酸,使油水分离,而酸中氢离子的引入,也有助于破乳的过程。 酸的用量是待处理乳化液重量的0.2%,浓度为37%; 如果采用废酸时,则酸的用量应适当加大。 聚化法就是在废乳化油中添加盐类电解质(如0.4%氯化钙)和凝聚剂(如0.2%明矾),以达到乳化液破乳的目的。酸化法的优点是油质较好,成本低廉,水质也好,水质中含油量一般在20mg/L以下,化学耗氧量(COD)值也比其它破乳方法低;其缺点是沉渣较多。聚化法的优点是投药量少,一般工厂均有条件使用,但油质较差。 针对难处理乳化油破乳过程中存在的问题,通过对现有油水分离技术的总结和各种破乳方案的比较,提出了微波破乳—离心分离的新工艺。该工艺处理沉降罐中间层难处理乳化油技术指标优越,可有效解决该部分液压支架乳化油的破乳问题。 通过对现有离心机特点的分析,提出了适用于油、水、渣分离的BKD-1000三相立式离心机的设计方案,该机具有分离区整体旋转的特点,流体获得了较高的离心加速度。 微波破乳器的试验室模拟试验表明,采用微波破乳—离心分离工艺处理模拟乳化油,可使模拟乳化油油水有效分离,油中含水率由50.0%降至5.51%, 油的回收率达到98.33%。BKD-1000三相立式离心机的工业试验表明, 处理油田干化池含油污水可使油中含水率降至3.56%,油的回收率达到85.26%,排渣浓度达到62.18%,达到了现场提出的工业试验要求。

聚合物乳液破乳过程分析

由于乳化剂分子在油—水界面上定向吸附并形成坚固的界面膜,同时增大了扩散双电层的有效厚度,并且使得双电层的电位分布宽度和陡度增大,使油高度均匀地分散在水中,从而使乳化液具有相当的稳定性。因此要使乳化液失去稳定性,就必须设法消除或减弱乳化剂保护乳化液稳定的能力,即破坏油—水界面上的吸附膜,,减少分散粒子岁、所带的同种电荷量。最后实现油水分离、达到破乳的目的。由此可见,破乳是处理乳化液废水的关键之所在。 几类常用原油破乳剂的作用机理 1相破乳机理 早期使用的破乳剂一般是亲水性强的阴离子型表面活性剂,因此早期的破乳机理认为,破乳作用的第一步是破乳剂在热能和机械能作用下与油水界面膜相接触,排替原油界面膜的天然活性物质,形成新的油水界面膜。 这种新的油水界面膜亲水性强,牢固性差,因此油包水型乳状液便能反相变型成为水包油型乳状液。外相的水相互聚结,当达到一定体积后,因油水密度差异,从油相中沉降出来。 Salager用表面活性剂亲合力差值SAD(Surfactant affinity–difference)定量地表示阴离子破乳剂的反相点: SAD将所有影响破乳剂的诸因素归纳在一起,当SAD=0时,乳状液的稳定性最低,最容易反相破乳。 2絮凝–聚结破乳机理 在非离子型破乳剂问世后,由于其相对分子质量远大于阴离子破乳剂,因此,出现了絮凝-聚结破乳理论。这种机理并没有完全否定反相排替破乳机理,而是认为:在热能和机械能的作用下,即在加热和搅拌下相对分子质量较大的破乳剂分散在原油乳状液中,引起细小的液珠絮凝,使分散相中的液珠集合成松散的团粒。在团粒各细小液珠依然存在,这种絮凝过程是可逆的。随后的聚结过程是将这些松散的团粒不可逆地集合成一个大液滴,导致乳状液珠数目减少。当液滴长大到一定直径后,因油水密度差异,沉降分离。 对于非离子型破乳剂,SAD定义为:

乳化油破乳及除油

污水的物理处理 -隔油和破乳 一、一、含油废水的来源、油的状态及含油废水对环境的危害 二、隔油池 三、乳化油及破乳方法 一、含油废水的来源、油的状态及含油废水对环境的危害 1.来源 含油废水的来源非常广泛。除了石油开采及加工工业排出大量含油废水外,还有固体燃料热加工、纺织工业中的洗毛废水、轻工业中的制革废水、铁路及交通运输业、屠宰及食品加工以及机械工业中车削工艺中的乳化液等。其中石油工业及固体燃料热加工工业排出的含油废水为其主要来源。 石油工业含油废水主要来自石油开采、石油炼制及石油化工等过程。石油开采过程中的废水主要来自带水原油的分离水、钻井提钻时的设备冲洗水、井场及油罐区的地面降水等。 石油炼制、石油化工含油废水主要来自生产装置的油水分离过程以及油品、设备的洗涤、冲洗过程。 固体燃料热加工工业排出的焦化含油废水,主要来自焦炉气的冷凝水、洗煤气水和各种贮罐的排水等。 2.状态 含油废水中的油类污染物,其比重一般都小于1,但焦化厂或煤气发生站排出的重质焦油的比重可高达1.1。 油通常有三种状态: (1)呈悬浮状态的可浮油如把含油废水放在桶中静沉,有些油滴就会慢慢浮升到水面上,这些油滴的粒径较大,可以依靠油水比重差而从水中分离出来,对于石油炼厂废水而言,这种状态的油一般占废水中含油量的60%~80%左右。 (2)呈乳化状态的乳化油这些非常细小的油滴,即使静沉几小时,甚至更长时间,仍然悬浮在水中。这种状态的油滴不能用静沉法从废水中分离出来,这是由于乳化油油滴表面上有一层由乳化剂形成的稳定薄膜,阻碍油滴合并。如果能消除乳化剂的作用,乳化油即可转化为可浮油,这叫破乳。乳化油经过破乳之后,就能用沉淀法来分离。 (3)呈溶解状态的溶解油,油品在水中的溶解度非常低,通常只有几个毫克每升。 3.对环境的危害 油污染的危害主要表现在对生态系统、植物、土壤、水体的严重影响。 油田含油废水浸入土壤孔隙间形成油膜,产生堵塞作用,致使空气、水分及肥料均不能渗入土中,破坏土层结构,不利于农作物的生长,甚至使农作物枯死。为此,我国在1985年颁布的“B5084—1985”农田灌溉水质标准”规定,在一、二类灌区对水质的要求,石油类含量均不得大于10mg/L。含油废水(特别是可浮油)排入水体后将在水面上产生油膜,阻碍大气中的氧向水体转移,使水生生物处于严重缺氧状态而死亡。在滩涂还会影响养殖和利用。有资料表明,向水面排放一吨油品,即可形成5*106m2的油膜。 含油废水排人城市沟道,对沟道、附属设备及城市污水处理厂都会造成不良影响,采用生物处理法时,一般规定石油和焦油的含量不超过50mg/L。 二、隔油池 1.隔油池的型式与构造 常用的隔油池有平流式与斜流式两种型式。 (图2-19)为典型的平流式隔油池。从图中可以看出,它与平流式沉淀池在构造上基本相同。 废水从池子的一端流人池子,以较低的水平流速(2~5mm/s)流经池子,流动过程中,密度小于水的油粒上升到水面,密度大于水的颗粒杂质沉于池底,水从池子的另一端流出。在

废乳化液处理

精心整理 废乳化液 机械制造工业中,金属切削加工使用大量乳化液作为润滑冷却之用,乳化液经过一段时间使用后 , 就会变成废水排出。 乳化液中主要含有机油和表面活性剂,是用乳化油根据需要用水稀释再加入乳化剂配制而成的。在机床切削使用的乳化液中为了提高乳化液的防锈性 , 还加入了亚硝酸钠等。

2. 2.1 乳化液废水处理原理 根据乳化液的性质,进行乳化液废水的处理需经过二个步骤: 破乳剂油; (2) 水质净化去除表面活性剂等物质。 破乳方法种类较多,有盐析法、乳酸法、凝聚法、顶替法、高压电法、吸附法等等。一般常用的采用盐析凝聚混合法,现介绍如下 在乳化液中加入电解质,电解质的离子在乳化液中发生强烈的水化作用即争水作用,使乳化 液中的自由水分子减少了 , 对油珠产生脱水作用,从而破坏了乳化液油珠的水化层,中和了油珠

的电性,破坏了它的双电层结构,因而油珠失去了稳定性,产生凝聚现象 ( 电解质一般分为二、三价的钙、镁、铝等盐类 ) ,其反应式如下: 2C 17 H 33 COONa + 2MgCl 2 -→ (C 17 H 33 COO) 2 Mg+2NaCl 油酸皂镁皂 2C 17 H 33 (OSO 3 Na) COONa+2CaCl 2 -→ (C 17 H 32 ) 2 (OSO 3 ) 2Ca (COO) 2 +4NaCl 磺化蓖麻油

2-2 所示: 2.2 处理工艺流程选择及设备

图 2-1 原乳化液处理机处理工艺流程图

上述处理工艺流程中存在以下问题 : a. 由于乳化液中油、SS、COD含量较高,一级气浮只能除去大部分油、SS、COD,残留的部分只能靠石英砂滤罐、两级活性炭吸附来保证出水达标,因此石英砂滤罐及两级活性炭滤罐负荷较重,造成经常反冲和活性炭很快饱和失去吸附作用需要更换的情况发生。 b.气浮设备进气未设自控装置,靠人工调整,很难达到良好的气浮效果,工人操作难度大。

油水乳化液分离技术

油水乳化液分离技术公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

油水乳化液分离技术 电絮凝处理含油废水: 在外电压作用下,利用可溶性阳极(铁或铝)产生大量阳离子,对胶体废水进行凝聚,同时在阴极上析出大量氢气微气泡,与絮粒粘附在一起上浮。这种方法称为电凝聚电气浮。它是基于下面的基本电化学反应。当电极上通直流电时,电极反应如下。 阳极: 阴极: 在阳极产生的氧气泡和在阴极产生的氢气泡能吸附废水中的絮凝物,发生上浮现象,以除去废水中的油。而且阳极产生初生态的[o]非常活泼,可氧化水中的污染物,处理效果比较好。也就是说这种电解除油法是气浮法。 离心法: 该法是指借助离心机械所产生的离心力,将油水分离。离心机有卧式和立式两种。在离心力的作用下,水相从离心机的外层排出,油相从离心机的中部排出。 膜分离: 含油污水是一种较常见的污染源,其中的乳化油污水是最难分离的一类,常规的分离方法不能有效地将其处理以达到环保排放要求或处理时的能耗较大。膜分离方法能克服常规分离方法的不足,可有效地处理乳化油污水。乳化油的膜法分离属于超滤、微滤范围,膜的抗污染和渗透性能的高低是制约其分离效果的重要因素。常规的乳化油污水为水包油型乳化液,所以亲水性膜对乳化油污水处理时具有抗污染能力更强、分离效果更佳的特点。动态膜技术作为

一种膜改性手段,可利用在非亲水的载体上形成的亲水性动态膜作为液体分离层,其在液体分离方面的应用越来越受到研究者的重视。 动态膜在油水乳化液分离方面研究的最早报道是在上世纪七十年代初期,研究者用 Union Carbide 开发的 ZrO2 动态膜(UCARSEP)超滤含油废水,发现透过液中含极少量的油,可以直接排放或再利用,浓缩的油可以循环或作燃料。 Cai 等用制备的 MnO2 动态膜处理硅藻土矿石废水和油精炼厂废水,发现动态膜性能稳定、浊度去除率高达 98%。 Zhao 等用三种材料 Mg(OH)2, Fe(OH)3, MnO2?2H2O 形成的动态膜来考察了操作参数等对动态膜制备的影响,实验表明油的去除率高达 98%,且达到排放标准。

乳化液

近几年来,我国切削液生产发展较快,新产品不断推出,但归纳起来,它们的基本成分都是由油、水和各种化学添加剂配制而成。生产中常用的切削液有切削油、乳化液和水溶液三大类。切削油润滑和防锈性好,但冷却和清洗性较差,切削时在切削区会形成油雾,造成环境 污染,同时油资源消耗多,生产成本高。水基切削液的冷却和清洗性较好,但防锈性较差。乳化液具有一定的润滑性、冷却性、清洗性和防锈性,是目前生产中使用最广泛的一种切削液。但它的使用寿命短,废液多,排放时水质污染较严重,因此必须进行净化和废液回收处理。现就乳化液的组成及其净化方法,废液的回收处理,以及如何延长乳化液使用寿命等问题,介绍如下。 乳化液的组成及其净化方法 1.乳化液的组成 乳化液是用矿物油、乳化剂(如石油磺酸钠、磺化蓖麻油等)及添加剂预先配制好的 乳化油,加水稀释而成。因为油不溶于水,为了使两者混合,所以必须加入乳化剂。 乳化剂是一种表面活性剂,它的分子是由极性基团和非极性基团两部分组成。前者 亲水,可溶于水;后者亲油,可溶于油。把油在水中搅拌成细粒时,乳化剂分子能 定向地排列吸附在油水两界面上,把油和水连接起来,使分离的细粒不再因凝聚而 浮游在水中,成为浮浊液。乳化液中含乳化油少,即浓度低的(如浓度为3%~5%),冷却和清洗作用较好,适于粗加工和磨削;浓度高的(如浓度为10%~20%),润滑作 用较好,适于精加工(如拉削和铰孔等)。为了进一步提高乳化液的润滑性能,还可 加入一定量的氯、硫、磷等极压添加剂,配制成极压乳化液。 2.乳化液的净化方法 近几年来研究表明,如将切削液中的杂质(如碎屑、砂轮粉末等)从40μm降低到10μm,刀具耐用度可延长1~3倍。由于人们的肉眼看不见小于40μm的微粒,所以当切削 液中的杂质,尺寸小于20μm,常被人们所忽视,然而这些不可见的杂质对金属切削 加工有着不可低估的影响。在切削加工时,它们将进入到刀具前刀面与切屑以及刀 具后刀面与工件接触区的界面上,产生强烈摩擦,使切削温度增加,并使刀具耐用 度大大降低,同时使加工表面质量变差。因此,目前的研究认为,无论是精密加工, 还是在钻削、扩孔、铰孔和镗孔等普通加工中,为了提高刀具耐用度和可靠性,改 善零件加工质量,均应使用净化的切削液。此外,清洁的切削液还可防止微生物的 生长。乳化液的使用寿命短、易变质,与在乳化液中微生物的生长有重要关系。在 乳化液中微生物的繁殖十分惊人。乳化液含细菌量的标准是不超过1000个/mL,当 细菌繁殖到大于0.1×105~1×106个/mL时,乳化液就会变质发臭,并会污染周围环 境,使空气中含有硫化氢和二氧化碳等有害气体,影响工人健康。保持乳化液的清

破乳的常用方法

破乳的常用方法 液-液萃取中非常重要的操作是急速地振动样品。此步骤可确保两相的完全接触,有助于质量传递。在分液漏斗发生完全的混合,产生大量的界面区域使得有效的分配出现。由于物质剧烈的振动,在液-液萃取中乳化现象经常发生,特别是那些含有表面活性剂和脂肪的样品。收集欲测物质必须先进行破乳。为 ,改变溶剂或了防止乳化形成,应用采取加热或加盐的方法破乳。通过改变K D 化学平衡作用的添加剂,诸如使用缓冲剂调节pH,盐调节离子强度等。用于破乳的常用技术如下: ①加盐; ②使用加热-冷却萃取容器; ③通过玻璃棉塞过滤乳化液样品; ④通过相过滤纸过滤乳化液样品; ⑤通过离心作用; ⑥加进少量的不同的有机溶剂。 在液-液萃取过程中,有机相、水相、乳化物和外力是乳化形成的主要因素,如果破坏乳化形成的条件就可以防止和避免乳化的形成。诸如,在脏器、血液等生物样品的萃取前,在研钵中先加入等量的无水硫酸钠与样品同时研磨,直至干沙状后,经有机溶剂萃取就不会发生乳化现象,而且可获得较高的萃取效率。但本法不适用溶液萃取。在水溶液样品中加入氯化钠使之饱和,再用有机溶剂萃取可有效地防止因为有机相与水相比重接近易引起的乳化现象。在生物体试样中含有蛋白、油脂等乳化物,它们具有降低有机相和水相界面张力的功能,将有机相液珠与水相粘合在一起,形成相对稳定的乳状液。如果除去这些乳化物就能避免乳化的形成。除去乳化物的方法很多,应当根据萃取的目的决定。例如,在萃取生物试样中不挥发性有机物时,常用的方法有:酸性乙醇浸取法、三氯乙酸沉淀蛋白法、冷冻除油脂法等均可除掉样品中的蛋白、脂肪等乳化物。此外,提高两相的体积比,一般地保持两相体积比为1:(5~10)时,可有效地防止乳化。在剧烈振摇时发生乳化,采用缓慢振摇可防止乳化。 在液-液萃取过程中发生乳化现象时,可根据乳化的程度采用适当的方法消除乳化。 如果样品出现高度乳化(即全部乳化),可采用离心法破乳。破乳率随离心转数的增加而增大,也随作用时间的延长而增大。通常采用2000r/min,作用 2min后的破乳率可达100%。但离心法不适用微乳液的破乳。也可以采用无水硫酸钠研磨法破乳,将乳浊液转入研钵中,使用无水硫酸钠研磨至沙状后再进行萃取可消除乳化现象。还可以采用蒸干法,将乳浊液置入蒸发皿中,于100℃沸水浴蒸干后,再用有机溶剂萃取。但本法不适用挥发性物质的萃取。

油包水型乳化液破乳方法研究现状及展望

第28卷 第2期2010年3月 石化技术与应用 Petr oche m ical Technol ogy&App licati on  Vol.28 No.2 Mar.2010 专论与综述(159~163) 油包水型乳化液破乳方法研究现状及展望 张贤明,吴峰平,陈彬,潘诗浪,王立存 (重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心,重庆400067) 摘要:主要针对油包水(W/O)型两相分散体系,从乳化液破乳方法的机理出发,综述了化学破乳法、生物破乳法和物理破乳法的最新发展以及所面临的主要问题。在此基础上,对W/O型乳化液破乳方法今后的研究发展方向提出了建议。 关键词:乳化液;油包水型乳化液;破乳方法;破乳机理;化学破乳;生物破乳;物理破乳 中图分类号:T Q314.255 文献标识码:A 文章编号:1009-0045(2010)02-0159-05 乳状液是一种或几种液体以液滴(微粒或液晶)形式分散在另一种与之互不相溶的液体中构成的具有相当稳定度的多相分散体系。由于它们外观往往呈乳状,故称为乳状液。分散相的液滴大小通常在10-7~10-5m。油水乳化液分为2种类型:一种是以油为分散相,水作为连续相,称为水包油型乳状液,以O/W型表示;另一种是以水为分散相,油作为连续相,称为油包水型乳状液,以W/O型表示。从热力学观点看,乳状液是不稳定体系,即使最稳定的乳状液其最终的平衡都应是两相分离,破乳是必然结果,只是存在方式和时间的差别而已[1]。 乳状液的存在造成大量的油品损失,特别是W/O型油品损失更为严重。为了回收油品,减少排放量,很多研究人员都致力于乳状液破乳研究。目前所研究出的方法多种多样,包括化学破乳法、生物破乳法和各种各样的物理破乳法。 1 化学破乳法① 化学破乳过程的实质是破乳剂渗入并黏附在乳化液滴的界面上取代天然乳化剂并破坏表面膜,膜内包覆的水珠被释放出来,并互相聚结形成大水滴,在重力的作用下沉降到底部,从而达到油水两相分离的目的。化学破乳剂最大的特点是专一性强,可以针对不同性质的乳化液,设计和合成不同结构的破乳剂,其中以非离子的聚氧乙烯、聚氧丙烯嵌段聚合物为主,并在此基础上进行改性,采用的方法主要有复配、扩链、交联、改头、换尾、加骨和接枝等。在这些方法中,复配及扩链取得了比较好的成果。 破乳剂复配是利用破乳剂之间的协同作用,将2种或2种以上的破乳剂进行复配。这种方法可以成倍地增加破乳剂的品种数量,因而成为开发高效破乳剂的方法之一。刘佐才等[2]针对胜利滨南一矿含水稠油,分别用10种单剂进行二元复配破乳实验,其复配比例均为1∶1,结果表明,这些复配破乳剂的脱水率均比单剂中脱水率最好的F341高;F341与其他破乳剂复配,有5组脱水率超过了90%。 在扩链方面,张志庆等[3]以酚胺树脂为起始剂,将合成的聚氧乙烯-聚氧丙烯二嵌段共聚物再用水溶性交联剂扩链得到一种低温高效、快速的破乳剂。同时进一步合成了具有不同相对分子质量和不同聚苯醚/聚氧化乙烯(PP O/PE O)组成比的聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物。结果发现该三嵌段共聚物的临界胶束浓度不是一个固定值而是一个范围,随着PP O/PEO组成比的增加,临界胶束浓度范围变宽。破乳实验表明,随着聚环氧乙烷含量的减 ①收稿日期:2009-08-15;修回日期:2009-12-05 基金项目:重庆市教委科技资助项目(KJ ZH08212; KJ080727;KJ090704)。 作者简介:张贤明(1955—),男,重庆人,研究员,硕导。主要从事工业废油资源综合利用研究。曾获国家科技进步二等奖1项,教育部科技进步一、二等奖3项,专利18项,发表论文100余篇。

破乳的方法

2.1物理破乳技术 2.1.1.过滤样品:若水样混浊,悬浮物>1%,过滤水样后进行分析可以减小乳化程度;本实 验室证明该方法简单且减轻乳化现象效果明显。 2.1.2.长时间静置:将乳浊液加盖放置过夜,一般可分离成澄清的两层;该方法普遍适用。 2.1. 3.水平旋转摇动分液漏斗:轻度乳化造成界面不清时,可将分渡漏斗在水平方向上缓慢 地旋转摇动,这样可以消除界面处的“泡沫”,促进分层;该方法简单易行,对于轻度的乳化现象有很好的消除效果。 2.1.4.用力甩摇分液漏斗:对于中度乳化现象的样品,如果水平旋转摇动分液漏斗无明显效 果,则可以盖上塞子,用力甩摇分液漏斗;该方法效果明显,片刻见即可出现沉降物,静置稍时,即可弃去絮状沉淀。 2.1.5离心分离:对于中重度乳化现象,将乳化混合物移入离心分离机中,进行高速离心分 离。实验证明该方法对于重度乳化现象效果明显且省时。 2.1.6用电吹风加热乳化层,该方法适用性不强,但是也具有一定的破乳效果。 2.1.7超声法破乳,该方法缺点是每次只能超声少量乳化液,且不能加热,要随时监视溢出 损失现象。 2.1.8冷冻法:将乳化液放入冰箱的冷冻室过夜,水被冷冻后,取出慢慢融化,即可破乳。 2.1.9乳化液过滤法:漏斗中放置少许玻璃棉(或脱脂棉)及无水硫酸钠,对乳化液和有机 相进行过滤,该方法应注意的是脱脂棉要进行丙酮的索氏抽提,确保污染的消除,另外为消除玻璃棉(脱脂棉)对目标物的吸附,可用多次少量有机溶剂辅助完全转移。 2.1.10添加重蒸水:当乳化现象严重,采用以上的一种或多种措施不能有效破乳时,转移 乳化液至清洁的另一个分液漏斗,加入3倍于乳化液的二次重蒸水,轻轻翻转2-3 次分液漏斗,静置让其分层;该方法经实验证明,配合其他破乳手段,有很好的效 果。 2.1.11. 如果液体样品严重乳化,可使用连续液液萃取仪进行样品萃取;该方法对于实验仪 器有一定的局限性 2.2化学破乳技术 2.2.1.采用比重接近l的溶剂进行萃取时,萃取液容易与水相乳化,这时可加入少量的乙醚, 将有机相稀释,使之比重减小,容易分层。 2.2.2.补加水或溶剂,再水平摇动:向乳化混合物中缓慢地补加水或溶剂,再进行水平旋转 摇动,则容易分成两相。至于补加水,还是补加溶剂更有效,可将乳化混合物取出少量,在试管中预先进行试探。这个比较有讲究,当你要的有机溶剂在上层,最好补加密度较小的乙醚,否则就补加密度较大的二氯甲烷或者氯仿。 2.2. 3.加乙醇:对于有乙醚或氯仿形成的乳化液,可加入5~10滴乙醇,再缓缓摇动,则可 促使乳化液分层。但此时应注意,萃取剂中混入乙醇,由于分配系数减小,有时会带来不利的影响。 2.2.4对于乙酸乙酯与水的乳化液,加入食盐、硫酸铵或氯化钙等无机盐,使之溶于水中, 可促进分层。另外,将乳化部分取出,小心地温热至50℃,或用水泵进行减压排气,都有利于分离。对于由乙醚形成的乳化液,可将乳化部分分出,装入一个细长的筒形容器中,向液面上均匀地筛撒充分脱水的硫酸钠粉末,此时,硫酸钠一边吸水,一边下沉,在容器底部可形成水溶液层。

石油化工油水处理方案

油水处

理方案

2014-06-15 油水处理方案 --------石油化工废水处理 作者:王 1、项目简介 水体的污染破坏了生态环境的平衡,违背了社会的可持续发展规律,影响 了人们的正常生活。水体污染的来源广泛,污染物种类繁多,其中,含油废水是水体污染的主要来源。油类漂浮于水体表面,阻止空气中的氧溶解在水中,导致水体溶解氧缺乏,水生生物死亡,妨碍水生植物的光和作用,甚至水质变臭,水体生态平衡被破坏,破坏水资源的利用价值。因此,含油污水必须经过适当的处理后才可排放。随着石油、机械、冶炼、交通等行业设迅速发展,含油废水的排放量不断增大,对环境的威胁也越来越大。因此,含有废水的处理是保护水资源,防治水污染,改善水环境的必不可少的重要一环。炼油废水是含油废水的主要来源,因此,净化处理炼油废水是防治油类污染的关键。 含油废水的处理方法很多,处理设备类型也多种多样,可以根据含油种类 的不同选择不同的处理方法及设备。目前,处理炼油厂排出的含油废水多采用隔油池进行隔油,隔油池是利用油水间的密度差异,利用重力进行油水分离的,是处理含油废水的主要构筑物,它广泛的应用与全国各大炼油厂的水处理工艺中,对去除炼油废水中的油类起到了相当重要的作用。本次设计中介绍了含油废水的几种处理方法,并进行了比较,最终选定采用平流式隔油池设计处理炼油废水。 2、水质分析 炼油废水实造成水污染的主要污染源,在石油开采、炼制和石油化工生产 中,含油废水的排放量是很大的。例如,一个年产25万吨的炼油厂,每小时排出的废水可达500-600m2。这种废水中的油品,其密度一般都小于1,他们在废

破乳的方法

液体硫化染料系列说明书

液体硫化染料与粉状硫化染料相比,具有品质稳定、染色效果统一、使用方便、色泽鲜艳和牢度好等优点,特别适合在深色色谱中使用,用其替代士林、活性等工艺,具有工艺流程短,成本低(价格比还原染料低二三十倍),色谱全等特点,并对坯庛有一定遮盖作用,已日益为国内外染厂所接受,在美国等工业发达国家的染料市场几乎无粉状硫化染料的存在。 本品用于各类纤维素纤维及其混纺织物、纱线的染色。适用于浸染、轧染、卷染工艺。由于液体硫化染料制备染浴、轧浴可直接兑成染液,这样既减轻了工人的劳动强度,又避免环境污染。 一、染料及助剂品种 (一) 染料类 (B)配套助剂类:

二、应用方式:(1)染液的配备 染液|--软水升至所需温度(如用自来水可适量加点软水剂六偏磷酸钠) |--防氧剂J一79 X (用料见下表) |--渗透剂J—686 3—5g(根据织物毛效而定) |--液体硫化染料 Y(根据所需深度) (2)防氧剂J一79用量表:(本表仅为参考) 防氧剂用量与染料用量成反比,染浅色时,要适度多加,染深色时不加或少加。注意硫化蓝易氧化,防氧剂要适量加多,否则染色时会发生过早氧化,出现铜光浮色。 (一)轧蒸法 (1)工艺流程 浸轧染液(一般染料70℃、黑色90℃、蓝色、藏青50℃)→汽蒸(102—104℃)→水洗3-4格(溢流水,温度分别为40℃、50℃、50℃、60℃)→氧化1格(70℃)→水洗2格(温度为50℃) →皂洗1格(温度为95℃,如设备不是8格,则皂煮可以忽略) →水洗1格(冷水)→烘干 (2)轧蒸法补充追加率(轧槽中的补充液追加,最好要有喷淋管均匀加入,见下表)

废乳化液及处理

废乳化液 机械制造工业中,金属切削加工使用大量乳化液作为润滑冷却之用,乳化液经过一段时间使用后 , 就会变成废水排出。 乳化液中主要含有机油和表面活性剂,是用乳化油根据需要用水稀释再加入乳化剂配制而成的。在机床切削使用的乳化液中为了提高乳化液的防锈性 , 还加入了亚硝酸钠等。 由于乳化剂都是表面活性剂,当它加入水中,使油与水的界面自由能大大降低,达到最低值,这时油便分散在水中。同时表面活性剂还产生电离,使油珠液滴带有电荷,而且还吸附了一层水分子固定着不动 , 形成水化离子膜,而水中的反离子又吸附再其外表周围,分为不动的吸附层和可动的扩散层 , 形成双电层 . 这样使油珠外面包围着一层有弹性的、坚固的、带有同性电荷的水化离子膜,阻止了油珠液滴互相碰撞时可能的结合,使油珠能够得以长期地稳定在水中 , 成为白色的乳化液。 配制的乳化液 pH 值一般再 8~9 之间,有的甚至高达 10~11. 乳化液废水水质如表 1-1 所示:

2. 2.1 乳化液废水处理原理 根据乳化液的性质,进行乳化液废水的处理需经过二个步骤: 破乳剂油; (2) 水质净化去除表面活性剂等物质。 破乳方法种类较多,有盐析法、乳酸法、凝聚法、顶替法、高压电法、吸附法等等。一般常用的采用盐析凝聚混合法,现介绍如下 在乳化液中加入电解质,电解质的离子在乳化液中发生强烈的水化作用即争水作用,使乳化液中的自由水分子减少了 , 对油珠产生脱水作用,从而破坏了乳化液油珠的水化层,中和了油珠的电性,破坏了它的双电层结构,因而油珠失去了稳定性,产生凝聚现象 ( 电解质一般分为二、三价的钙、镁、铝等盐类 ) ,其反应式如下: 2C 17 H 33 COONa + 2MgCl 2 -→ (C 17 H 33 COO) 2 Mg+2NaCl 油酸皂镁皂 2C 17 H 33 (OSO 3 Na) COONa+2CaCl 2 -→ (C 17 H 32 ) 2 (OSO 3 ) 2Ca (COO) 2 +4NaCl 磺化蓖麻油 2R - SO 3 Na + CaCl 2 -→ [R - SO 3 ] 2Ca+2NaCl (R 为烷基 ) 石油酸钠石油磺酸钙 加入混凝剂,则加快起到油水分离的目的。 在实际使用中,应注意调整水的 pH 值 , 将 pH 值调整为 8.5 较好。 四种破乳方法比较见表 2-1 :

乳化液处理方案

××××××有限公司2017年10月

目录 第一章总论 (1) 1、项目概述 (1) 2、设计依据 (1) 3、处理技术选用准则 (2) 4、设计范围 (3) 5、设计基准 (3) 第二章处理工艺技术 (3) 1、处理工工艺选择 (3) 第三章工艺流程设计 (4) 1、工艺流程图 (4) 第四章配电、配管规范 (5) 1、配电工程使用材料规范 (5) 2、配管工程使用材料规范 (6) 第五章工程材料清单 (7) 第六章运转成本分析及综合效益 (9) 第七章工程施工计划 (9) 第八章其他 (10) 1、人员编制 (10) 2、业主配合内容 (10) 3、售后服务 (10)

第一章总论 1、项目概述 随着城镇建设的高速发展,城镇规模的不断扩大,污水总量也逐年递增,大量未经处理达标的生活污水及工业废水,直接排入自然水系,严重污染了江河湖泊和地下水水质,也影响着人们的正常生产、生活。水环境污染问题成为我国的一大难题。水污染造成的巨大经济损失,水资源的短缺制约了城镇社会经济的可持续性发展。环境保护是我国的基本国策,是中国可持续发展的战略与对策制定的治理目标,各级政府都给予高度重视。 荣净环保以技术领先为发展理念,努力为客户提供先进可靠的技术,精良满意的产品,标准规范的施工,及时优质的售后服务,在协助客户创造佳绩的同时,与客户共同成长。 我公司愿做您的忠实朋友,在环境保护方面与您合作,为贵公司的污水提供高科技污水处理技术及质量上乘的污水处理装置设备,实现水质达标排放;因此,特意提出了本设计方案,在方案内简要的阐述了污水处理所采用的工艺、主要的设备及装置、工程基本投资、运用费用及管理等,供以参考。 2、设计依据 1.2.1《污水综合排放标准》(GB8978-1996) 1.2.2《室外排水设计规范》(GB50014-2006)

乳化液破乳实验

乳化废水处理实验方案 一、乳化液破乳实验 (一)目的:通过实验确定混凝气浮破乳的最佳参数,例如:混凝剂的投加量、助凝剂的投加量、pH值等。 (二)实验过程: 此次试验的原水来自XXXXXXXXX的乳化液废液,其水质的主要指标:COD XXX 104 mg/L、SS: mg/L、pH值左右、BOD5 mg/L 。 1.混凝剂投加量的确定 此次实验采用的混凝剂是PAC,即聚合氯化铝。选用的浓度为100g/L。调整水样的PH 值为最佳值,向水中滴加PAC,在滴加的过程中需要缓慢的搅拌直至出现矾花为止。然后,静止10分钟,取上清液测量COD cr,计算COD cr的去除率,去除率越大,混凝的效果就越好。 实验步骤:选择八个100ml的烧杯,在烧杯中加入100ml的原水,调节其pH值在8左右,向其中滴加不同量的PAC,缓慢搅拌。静置10分钟,分离出下层清液。测量COD cr,计算COD cr的去除率,去除率越大就是混凝效果最好的,这样就可以确定最佳投药量,测量效果如图3 图1 PAC投加量与COD去除率的关系 由图1可知,在pH值一定的条件下,可以随着混凝剂加入量的逐渐增大,而当混凝剂加到一定量时,COD cr的去除率反而上升,上层的清液也逐渐变得混浊。这是由于加入的聚合氯化铝逐渐溶解分散到溶液中去。又有铝离子带有部分正电荷,而乳化液大多数都含有阴离子表面活性剂。这样,会通过压缩双电层,吸附点中和,吸附架桥,网捕作用达到凝聚,絮凝的效果。随着混凝剂量的逐渐增大,这四种混凝作用的效果也逐渐增强,直至达到最佳

效果,再过量地加入混凝剂,溶液中存在过量的铝离子,产生水解,将会形成胶体,再次达到胶体的稳定,使COD cr 值有些许升高的现象。所以,在混凝的过程中要严格控制混凝剂的投加量。 由此次试验可以确定:100ml 原水加6ml 的PAC (浓度为100g/L )混凝效果最佳。 2.pH 对混凝效果的影响 实验步骤:分别取9份100mL 的原水,分别调节pH 值为5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5,均加入6mlPAC(最佳投加量),搅拌,静置10分钟,分离出清液,测定其pH 值,并测量COD 。见图2: 图2 pH 值与COD 去除率的关系 由图2可知,在pH 在8.5左右的时候,投加6ml 的PAC 时,COD 的去除率最好,混凝效果达到最好。可见,pH 值对混凝效果的影响很大。所以在混凝过程中应控制pH 值8.5左右。 3.助凝剂投加量的确定 此次实验所采用的助凝剂是PAM ,即聚丙烯酰胺,选用的浓度为2g/L 。取6个250ml 的烧杯,加入100ml 的原水,再向其中加入6ml 的PAC ,搅拌。向其中分别加入0.5ml 、1ml 、1.5ml 、2ml 、2.5ml 、3.0ml 的PAM ,搅拌。静止10分钟。取上层清液,测量COD ,计算COD 的去除率。见图 3

石油化工油水处理方案

油 水 处 理 方 案 2014-06-15

油水处理方案 --------石油化工废水处理 作者:王 一、项目简介 水体的污染破坏了生态环境的平衡,违背了社会的可持续发展规律,影响了人们的正常生活。水体污染的来源广泛,污染物种类繁多,其中,含油废水是水体污染的主要来源。油类漂浮于水体表面,阻止空气中的氧溶解在水中,导致水体溶解氧缺乏,水生生物死亡,妨碍水生植物的光和作用,甚至水质变臭,水体生态平衡被破坏,破坏水资源的利用价值。因此,含油污水必须经过适当的处理后才可排放。随着石油、机械、冶炼、交通等行业设迅速发展,含油废水的排放量不断增大,对环境的威胁也越来越大。因此,含有废水的处理是保护水资源,防治水污染,改善水环境的必不可少的重要一环。炼油废水是含油废水的主要来源,因此,净化处理炼油废水是防治油类污染的关键。 含油废水的处理方法很多,处理设备类型也多种多样,可以根据含油种类的不同选择不同的处理方法及设备。目前,处理炼油厂排出的含油废水多采用隔油池进行隔油,隔油池是利用油水间的密度差异,利用重力进行油水分离的,是处理含油废水的主要构筑物,它广泛的应用与全国各大炼油厂的水处理工艺中,对去除炼油废水中的油类起到了相当重要的作用。本次设计中介绍了含油废水的几种处理方法,并进行了比较,最终选定采用平流式隔油池设计处理炼油废水。二、水质分析 炼油废水实造成水污染的主要污染源,在石油开采、炼制和石油化工生产中,含油废水的排放量是很大的。例如,一个年产25万吨的炼油厂,每小时排出的废水可达500-600m2。这种废水中的油品,其密度一般都小于1,他们在废水中以浮油,溶解油和乳化油三种存在形态。 炼油厂的主要加工方法是直接蒸馏,重质油的裂化与蒸馏,某些馏分的精致等。炼油装置一般有常减压蒸馏,催化裂化,铂重整,加氧精致,脱沥青装置等。炼油厂的主要产品是汽油,煤油,柴油,润滑油,沥青和石蜡等。其生产废水一

乳化油废水破乳方法

乳化油废水破乳方法 金属表面加工企业常用的切削磨削液中含有乳化油,这些乳化油的粒径极其微小,在水中形成水-油乳化液,表面形成一层界膜带有点火,油珠外围形成双电层,使油珠相互排斥极难接近。因此,要使油水分离,首先要破坏油珠的界膜,使油珠相互接近并聚集成大滴油珠,从而浮于水面,这一过程叫破乳。通常破乳后的污水需要再利用浮油去除及分散油去除的方法对其进行后续处理。 乳化油常用的破乳方法 1、高压电场法 该方法是利用电场力对乳液颗粒的吸引或排斥作用,使微细油粒在运动中互相碰撞,从而破坏其水化膜及双电层结构,使微细油粒聚结成较大的油粒浮升于水面,达到油水分层的目的高压电可采用交流、直流或脉冲电源。 2、药剂破乳法 药剂破乳法是指向废水中投加破乳剂,破坏油珠的水化膜,压缩双电层,使油珠聚集变大与水分开。药剂破乳又分为盐析法、凝聚法、盐析—凝聚混合法和酸化法等。 (1) 盐析法:盐析法是通过投加盐类电解质,破坏油珠的水化膜,压缩油粒与水界面处的双电层的厚度,使油粒脱稳。单纯盐析法投药量大,聚析速度慢,设备占地面积大,对有表面活性剂的乳状液处理效果不好。但由于操作简单、费

用低,使用较多,常作为初级处理。常用的电解质有氯化钙、氯化镁、氯化钠、硫酸钙、硫酸镁等。 (2) 凝聚法:凝聚法是指向废水中投加絮凝剂,利用絮凝物质的架桥作用,使微粒油珠结合成为聚合体。常用的絮凝剂有明矾、聚合氯化铝、活化硅酸、聚丙烯酰胺、硫酸亚铁、三氯化铁、镁矾土等。 (3) 酸化法:酸化法是向废水中投加硫酸、盐酸、醋酸或环烷酸等,破坏乳化液油珠的界膜,使脂肪酸皂变为脂肪酸分离出来。采用这种方法因降低了废品率水的pH 值,故在油水分离后需要用碱剂调节pH 值,使之达到排放标准。 (4) 盐析—凝聚混合法:盐析—凝聚混合法是指向废水中加入盐类电解质,使乳化液初步破乳,再加入凝聚剂使油粒凝聚分离。 3、离心法 该法是指借助离心机械所产生的离心力,将油水分离。离心机有卧式和立式两种。在离心力的作用下,水相从离心机的外层排出,油相从离心机的中部排出. 离心机结构比较复杂,故这种方法国内采用得不普遍。 4、超虑法 超滤法是一种物理破乳法,它是使乳化油废水通过超滤膜过滤器,利用超滤膜孔径比油珠孔径小的特点,只允许水通过,而将比膜孔径大的油粒阻拦,从而达到乳化油水分离的目的。

乳化油废水处理

乳化油废水处理 乳化油是水中加油加乳化剂经高速搅拌而成。乳化剂是一些表面油性物质,如:皂类、高分子合成物质等。它在细小的油滴粒(直径一般小于10μm,多数为0.1~2μm)表面形成一层与水极薄的界膜,形成双电荷层,表明层电荷极性相同,因此各油滴间相互排斥,极难接近,不会出现碰撞,形成大油滴。这些极微小的油滴在水中均匀稳定悬浮着,就是乳化油。在机械制造过程中,乳化油夹杂着金属氧化物金属细末一起被排出。 一、絮凝—电气浮含油废水处理工艺 乳化油废水处理 1、电极反应 当使用肥皂作乳化剂时,分散相液滴表面带有负电荷,在这类乳化剂中加入无机酸(盐酸),可使肥皂(脂肪酸盐)转化为电中性的不溶性脂肪酸使界面膜破坏而破乳。经此破乳处理后的pH为2~3的废乳化液,电解过程中的电极反应如下: 阳极反应:2Cl--2e=Cl2↑(氧化反应) 【OH--4e=O2+H2O,不含Cl-时的氧化反应】 H+比M+(M为肥皂乳化剂中的金属离子)容易得到电子,因而H+不断地从阴极获得电子被还原为氢原子,并结合成氢分子从阴极放出。 阴极反应:2H++2e=H2↑(还原反应) 在上述反应中,H+是由水的电离生成的,由于H+在阴极上不断得到电子而生成H2放出,破坏了附近的水的电离平衡,水分子继续电离出H+和OH-,H+又不断得到电子变成H2,结果在阴极区溶液里OH-的浓度相对地增大废液pH将不断增大。 总反应:2MCl+2H2O=2MOH+Cl2↑+H2↑ 2、电气浮过程的主要影响因素 电气浮的分离效果与电极表面释放出的气体的气泡大小紧密相关。影响电气浮过程气泡大小的因素包括电流密度、温度和电极表面曲率。但最主要的影响因素有两个:溶液pH和电极材料。此外电解槽内的水力学条件和电极的布设方式均对气泡的运动轨迹有影响,从而影响到电气浮的分离效果。 (1) pH的影响 pH对电气浮的影响主要体现在其决定了电解过程中气泡的大小分布。中性条件下,H2气泡的尺寸最小,碱性介质中尺寸较小,而在酸性条件下甚大。但对于O2气泡来说,酸性介质中其尺寸较小,随着溶液pH的升高,O2气泡急剧变大。 (2)电流密度的影响 电气浮过程中电流密度的大小决定了产生气泡的数量和大小。电流密度越高,单位时间内电极上释放出的气体的量就越多。按照法拉第电解定律,当电解过程中通入1F(26.8A?h)电量时,可释放出0.0224Nm3H2和O2。此外,随着电流密度的增加,气泡直径逐渐减小,但当电流密度增加到200A?cm-2以上时这种现象就观察不到了。电极表面的粗糙程度亦对气泡的大小有着重要的影响,电极表面粗糙度越大,气泡越大,镜面抛光的不锈钢电极表面上气泡最小。 (3)电极材料

乳化油常用的破乳方法

本文摘自再生资源回收-变宝网(https://www.360docs.net/doc/4317050433.html,) 乳化油常用的破乳方法 乳化油的粒径极其微小,在水中形成水-油乳化液,表面形成一层界膜带有点火,油珠外围形成双电层,使油珠相互排斥极难接近。因此,要使油水分离,首先要破坏油珠的界膜,使油珠相互接近并聚集成大滴油珠,从而浮于水面,这一过程叫破乳。通常破乳后的污水需要再利用浮油去除及分散油去除的方法对其进行后续处理。 乳化油常用的破乳方法 1、高压电场法 该方法是利用电场力对乳液颗粒的吸引或排斥作用,使微细油粒在运动中互相碰撞,从而破坏其水化膜及双电层结构,使微细油粒聚结成较大的油粒浮升于水面,达到油水分层的目的高压电可采用交流、直流或脉冲电源。 2、药剂破乳法 药剂破乳法是指向废水中投加破乳剂,破坏油珠的水化膜,压缩双电层,使油珠聚集变大与水分开。药剂破乳又分为盐析法、凝聚法、盐析—凝聚混合法和酸化法等。 (1)盐析法:盐析法是通过投加盐类电解质,破坏油珠的水

化膜,压缩油粒与水界面处的双电层的厚度,使油粒脱稳。单纯盐析法投药量大,聚析速度慢,设备占地面积大,对有表面活性剂的乳状液处理效果不好。但由于操作简单、费用低,使用较多,常作为初级处理。常用的电解质有氯化钙、氯化镁、氯化钠、硫酸钙、硫酸镁等。 (2)凝聚法:凝聚法是指向废水中投加絮凝剂,利用絮凝物质的架桥作用,使微粒油珠结合成为聚合体。常用的絮凝剂有明矾、聚合氯化铝、活化硅酸、聚丙烯酰胺、硫酸亚铁、三氯化铁、镁矾土等。 (3)酸化法:酸化法是向废水中投加硫酸、盐酸、醋酸或环烷酸等,破坏乳化液油珠的界膜,使脂肪酸皂变为脂肪酸分离出来。采用这种方法因降低了废品率水的pH值,故在油水分离后需要用碱剂调节pH值,使之达到排放标准。 (4)盐析—凝聚混合法:盐析—凝聚混合法是指向废水中加入盐类电解质,使乳化液初步破乳,再加入凝聚剂使油粒凝聚分离。

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