含油废水异质结微通道分离机理及实验

石油炼制废水等石化行业含油废水普遍存在油分与悬浮物高度复合、油分乳化且水质剧烈波动等特征,其达标处理成为关乎企业绿色发展与产能拓展的关键因素。针对含油废水分离资源化需求,采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)、四氢呋喃(THF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、固化剂等配制涂敷剂,通过喷涂石英砂制备了改性颗粒,并混合常规石英砂构建了异质结颗粒群,由此开发出异质结微通道沸腾床分离实验装置,考察了其对复合污染乳化废水中污染物的分离效果。结果表明:涂覆改性颗粒的接触角明显增加,且改性颗粒与油滴接触的微界面动态识别过程表明其较原始石英砂的疏油性显著增加;异质结颗粒群经过撕裂、剥离和聚并过程,将乳化液中10μm以下的细小油滴有效聚结并确保废水油分去除率超过92%。针对油分和悬浮物质量浓度不超过50000 mg·L^(-1)的实际石化废水,现场10 m^(3)·h^(-1)规模的异质结微通道沸腾床侧线实验结果表明,在常规工况和波动工况条件下,其出水平均油分质量浓度分别为11.4 mg·L^(-1)和18.2 mg·L^(-1),悬浮物质量浓度则分别降至21.3 mg·L^(-1)和29.1 mg·L^(-1),且经过20 min反洗后沸腾床分离器满足长期稳定运行要求。

旋流诱导介质振荡再生增强含油污水微通道分离

受微通道分离介质再生后截滤残留污染物影响,常规微通道分离效率持续衰减,成为抑制微通道分离广泛高效应用的关键瓶颈。通过开发旋流振荡再生单元,研究了旋流振荡再生强度和振荡再生结构对微通道分离装置过滤介质再生效率的影响,由此集成研发沸腾床分离器,考察了装置对实际含油污水的分离效率,并分析了微通道振荡再生对沸腾床分离的强化原理以及装置的分离经济性。结果表明,当再生强度为5.0 L·(s·m^(2))^(−1)时、再生15 min后采用轴向振荡再生结构,沸腾床分离器达到最佳再生工况。在最佳再生工况下开展10 m^(3)·h^(−1)实际含油污水连续处理实验,针对油质量浓度为30~200 mg·L^(−1)、悬浮物质量浓度为25~200 mg·L^(−1)的来水,装置出水平均油分和悬浮物质量浓度分别降至11.4 mg·L^(−1)和23.5 mg·L^(−1),并可在来水最高油质量浓度和悬浮物质量浓度接近50000 mg·L^(−1)的冲击工况下,确保出水平均油分和悬浮物质量浓度降至15.9 mg·L^(−1)和29.8 mg·L^(−1)。利用沸腾床分离器再生结构中旋流诱导的过滤介质表界面污染物振荡运动,分离过程中截滤残留的油分和悬浮物等污染物被及时脱附,实现颗粒介质表界面彻底更新,确保装置长周期稳定运行。以200 m^(3)·h^(−1)规模实际含油污水处理为例,沸腾床分离工艺相对涡凹气浮和溶气气浮的组合工艺,可完全取消化学絮凝药剂消耗且不产生化学浮渣,且具有显著的经济环保效益。