单曲5678
废润滑油再生工艺的研究高秀军 ,2 郭丽梅1# 蒋明康1(1.天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津 300222;2.大庆油田化工有限公司精细化工厂,黑龙江 大庆 163411)摘要 采用硫酸精制-碱中和-活性白土吸附-过滤的工艺流程处理废齿轮润滑油。酸洗温度40 ℃,98%浓硫酸用量为废油量的6%(质量分数);碱中和温度80 ℃,中和剂为10%氢氧化钠;吸附条件:活性白土用量为15%(质量分数),温度150 ℃,时间1 h;再生润滑油粘度40 ℃时为128 Mpa•s,80 ℃为19.2 MPa•s,凝点为-33 ℃。同时用废碱处理酸渣,采用阳离子絮凝剂处理废水。关键词 废润滑油 再生 酸碱精制 白土吸附Study on regenerated technics of waste lube oil Gao Xiejun1,2, Guo Limei1, Jiang Mingkang1. (1.College of Material Science and Chemical Engineering,Tianjin University of Science and Technology,Tianjin 300222;2. Daqing Oil field Fine chemicals Factory,Daqing Heilongjiang 163411)Abstract:The lube oil of waste gear was treated by using vitriol refining-alkali neutralization-the active white soil adsorption–filtration as the technical flow . The temperature of acid wash was 40 ℃, the dosage of vitriol of the content 98% was 6%,the temperature of alkali neutralisation was 80 ℃,and the neutralizer was the alkali of the content 10%. The condition of adsorption:the dosage of active white soil was 15%,the temperature was 150 ℃,and time was 1 h. The viscosity of regenerated lube oil was 128 MPa•s for 40 ℃ and 19.2 MPa•s for 80 ℃,and its solidifying point was -33 ℃. Acid-dreg was neutralized with waste alkali. The waste water was treated using the cationic flocculant. Keywords:Waste lube oil Regeneration Acid and alkali refining White soil adsorption近年来,随着石油资源的日益减少以及对石油污染问题的重视和保护环境的呼声日益强烈,世界各国对废润滑油的回收和净化再生利用工作十分支持。中国在油液净化再生方面也作了不少工作[1-3],商业、铁道、部队、机械工业等部门都不断的进行润滑油的净化再生工艺研究,找出了一些适合中国国国情的废油净化再生方法。但总的来说,中国在这个领域还比较落后,远远不能适应飞速发展的经济的要求,因此研究润滑油劣化的原因、积极探索新型高效、低污染废油净化再生工艺方法,对于缓解中国石油资源紧张状况、减少废弃油液对环境的污染有着重要的意义[4-6]。废润滑油的净化再生过程比从石油中提炼润滑油要简单得多。变质较轻的润滑油只要经过沉淀、过滤、脱水等物理净化过程即可恢复其原有品质;变质严重的润滑油,则需要经过化学精制去除变质后生成的酸类、酚类及胶质、沥青质等,然后补充一定数量的添加剂,也可成为再次使用的润滑油。如果净化再生工艺条件得当,完全可以能把用过的废润滑油再生成为质量接近或达到新油标准且性能良好的润滑油[7]。世界各国对废润滑油的处理、再生先后研究开发了众多处理工艺。目前应用的再生工艺主要有蒸馏-酸洗-白土精制,沉降-酸洗-白土蒸馏,沉降-蒸馏-酸洗-钙土精制,白土高温接触无酸再生,蒸馏-乙醇抽提-白土精制,蒸馏-糠醛精制-白土精制,沉降-絮凝-白土精制等[8-12]。上述无论哪种工艺都产生大量的废酸渣和废水,要达到清洁再生的目的,就要减少酸渣的产生,或对酸渣进行综合利用。本文采用硫酸精制-碱中和-活性白土吸附-过滤的再生工艺,联合有机中间体制备中剩余的大量催化剂-废碱处理废酸渣,加浮选剂法处理废水,从而达到清洁再生废润滑油的目的;原料来源于油田的抽油机废油,来源广,易得到;常压和中温条件下操作,工艺简单,操作费用低,安全可靠;产品质量好,达到中性油水平,实用性强;投资少,经济效益显著。1 实 验1.1 主要仪器药品烧杯,温度计,电热套,滴定管,封闭电炉,280号齿轮油、活性白土、蒸馏水,98%浓硫酸(化学纯),氢氧化钠(化学纯),氧化钙粉末(化学纯)。1.2 实验方法1.2.1 工艺流程工艺流程见图1。 图1 工艺流程1.2.2 工艺过程1.酸洗:将废润滑油加热至30 ℃左右,加入硫酸若干,搅拌30 min。恒温静置,待分层后,分出下层胶质、沥青质。重复操作3次,记录总酸渣排放量。2.碱中和:将酸洗过的润滑油加热,加碱水溶液进行中和至中性。静止分出水层。3.白土吸附:将碱洗过的润滑油加热,1次或分次缓慢加入白土,搅拌若干分钟。4.过滤:将白土吸附后高温的润滑油静止,上层油趁热抽滤,滤后润滑油即为合格再生润滑油。白土吸附和过滤操作可重复进行,直至得到的油满意为止。2 结果与讨论2.1 硫酸浓度对酸渣排放量的影响硫酸处理的主要目的在于去除废润滑油中的氧化物、缩合物和聚合物。在使用过程中产生的不饱和化合物以及残余添加剂和添加剂热分解或降解产物等。硫酸处理能把这些物质变成重质粘性物,沉淀析出。所以酸渣排放量越大,废润滑油的除杂质、沥青效果越好,但过多排酸渣会减低再生率。实验考察了硫酸浓度对酸洗效果的影响,结果见表1。表1 硫酸浓度对酸渣排放量的影响序号 硫酸浓度/% 精制温度/℃ 酸渣排放量/%1 98 35 22.62 70 35 15.83 98 40 30.24 70 40 21.8由表1可以看出,精制温度相同时,硫酸浓度越高,酸渣的排放量越大,精制效果越好。2.2 硫酸精制温度对酸渣排放量的影响一般认为酸洗适宜在低温下进行,实验采用98%浓硫酸,加入量为废油量的6%(质量分数),考察温度对酸洗效果的影响,结果见表2。表2 硫酸精制温度对酸渣排放量的影响序号 精制温度/℃ 酸渣排放量/%1 20 16.42 25 15.83 30 21.84 35 22.65 40 30.26 50 11.1由表2可以看出,随着温度的上升,酸渣排放量呈逐渐增加的趋势,但不是越高越好。温度低时,在短时间内,废油中酸渣沉降的不够彻底,酸渣排放量少,温度过高时,废油中某些成分和硫酸反应生成磺酸盐,使油乳化程度较大,酸渣不能正常沉降排出。2.3 不同碱中和对油品酸值的影响实验选用氧化钙粉末、氢氧化钠和石灰乳,以酸值为考察指标,结果见表3。表3 不同碱中和对油品酸值的影响序号 碱 酸值1 氧化钙粉末 1.2143 氢氧化钠固体 1.3884 10%氢氧化钠水溶液 1.0665 石灰乳 1.205新油 — 1.189加入碱中和后的酸值基本符合新油标准,使用氧化钙粉末,由于固体中和反应时间长,短时间内中和得到的油透明度稍差,可能有部分乳化的原因,不易抽滤。采用石灰乳代替氧化钙粉末效果得到一些改善,酸值接近新油,可以达到再生油的标准,但是过滤情况没有得到明显改善,所以效果不十分理想。使用氢氧化钠固体进行中和,考虑到油中水含量过高会影响其质量,实验中发现,由于使用氢氧化钠固体,两相反应时间长,缩短时间效果较差。综合以上因素,采用10%氢氧化钠水溶液进行碱中和最为适宜。从表3的可以看出,采用10%氢氧化钠水溶液进行碱中和的油酸值优于新油。2.4 白土吸附温度对油品粘度的影响白土加入温度为80 ℃时,白土吸附温度对油品黏度的影响见表4。表4 白土吸附温度对油品粘度的影响序号 吸附温度/℃ 40 ℃时粘度/MPa•s 80 ℃时粘度/MPa•s1 100~120 158 19.52 120~130 146 19.23 130~140 124 19.64 140~160 121 19.0新油 — 131 19.3由表4可以看出,吸附温度对油品粘度有一定的影响。主要影响油的低温黏度,低温黏度过高,会影响油的凝点,成为不合格油。根据与新油粘度比较,白土吸附温度为130~140 ℃时,粘度与新油最为接近。2.5 白土用量对油品颜色的影响白土用量对油品质量有一定的影响,实验以再生油颜色和凝固点为检验指标,结果见表5。表5 白土用量对油品颜色的影响序号 白土用量/% 搅拌时间/min 油品颜色 凝点/℃1 4 30 棕红 -152 6 30 棕红- -183 8 30 棕红- -284 10 30 棕黄- -295 15 30 浅黄+ -38新油 — — 浅黄 -25油品颜色是衡量杂质高低的一个间接指标,颜色浅质量好,作者将新油的颜色定为浅黄色。“+”表示颜色稍深,“-”表示颜色稍浅。加白土时间和搅拌时间不变的情况下,白土用量越大,油品颜色越浅。使用过多的白土,虽然油品颜色好,但对于再生油而言,指标达到要求即可满足需要,外观不是必要指标,所以在满足质量的前提下,选择白土用量为8%~10%(质量分数)。2.6 白土加入方式对油品颜色的影响白土脱色的加入方式对油品颜色有一定影响,实验加入白土时间为30 min,搅拌时间为30 min,加入温度75~80 ℃,吸附温度130~140 ℃。结果见表7。表6 白土加入方式对油品颜色的影响白土用量/% 加入方式 产品颜色15 1次加完 棕红15 先加50%(质量分数,下同)再加50% 棕黄-加入温度和吸附温度不变的情况下,分两次加入白土吸附效果要比一次加入好,油品颜色更浅一些。2.7 酸渣的中和处理再生工艺酸洗中产生大量的废酸渣,其主要成分是胶质和沥青质,中和后除去盐份,可以作为沥青使用。在进行废润滑油再生研究的同时,另外的研究也在进行,制备环氧中间体。由于采用固体氢氧化钠为催化剂,实验中产生了大量的废碱。实验尝试用废碱中和酸渣,水洗后沥青的各项指标基本达到了一般使用标准。如果有机中间体制备产生废碱的行业同时进行废油再生生产,可以做到以废治废的目的。本研究只是对此进行了一点尝试。2.8 废水的治理再生工艺中各工序产生的废水主要含有油和无机盐,实验采用阳离子絮凝剂进行浮选,处理后水中油采用分光光度法分析,含油量小于5 mg/L,达到了排放标准。但对无机盐如何处理有待进一步研究。3 结 论(1)实验采用优化设计的再生工艺,得到的再生润滑油可以满足一般的使用环境,酸值达到对照油标准,凝点优于对照油品。再生油的理化指标符合国家标准。(2)最佳条件为:98%浓硫酸浓度,用量为废油量的6%(质量分数);10%氢氧化钠水溶液为最佳中和剂;白土吸附温度为130~140 ℃,吸附时间为30~40 min为宜;白土分两次加入,用量为油品的8%~10%(质量分数)。(3)工艺简单,安全可靠,实用性强。(4)原料易得,操作费用低。产品质量好,达到中性油水平。(5)对以废治废的工艺进行了初步尝试,效果理想。(6)采用阳离子絮凝剂对废水进行处理,水中残余油含量小于5 mg/L,达到了排放标准。(7)投资少,经济效益显著。参考文献[1] 任天辉,王大璞.废润滑油再生加工技术[J].中国资源综合利用,2000(3):141-145.[2] 唐光阳,施跃坚,刘满红.废润滑油的回收工艺初探[J].云南师范大学学报,2001(4):23-25.[3] 杨嘉谟.废润滑油再生[J].适用技术之窗,1998(6):7-8.[4] 司妍杰.浅谈废润滑油再生[J].润滑油,2002(3):63-64.[5] 张圣领,刘宏文,赵旭光.废润滑油絮凝—吸附再生工艺的研究[J].化学世界,2002(10):527-529.[6] 谭蔚,刘丽艳,朱企新.废润滑油再生中过滤分离工艺技术研究[J].流体机械,2003,31(7):5-7[7] 杨树杉.石油和石油化工技术实用手册石油化工篇[M].北京:中国石化出版社,1998.[8] 卡尔.石油和化学工程师实用手册[M].北京:化学工业出版社,1995.[9] 商业部燃料局.润滑油的回收与再生[M].贵阳:贵州人民出版社,1980.[10] 谷庆宝,王禹,高丰,等.废润滑油再生利用的现状与面临的问题[J].中国资源综合利用,2003(7):11-16.[11] 刘发起.废润滑油再生工艺技术与研究[J].贵州化工,2004,29(2):8-10.[12] 张鹏辉.车用润滑油的再生研究[J].节能,2003(1):24-26.责任编辑:黄 苇 (收到修改稿日期:2007-02-05)©版权所有 《环境污染与防治》杂志社
mm糖糖豆
1、污水除油的必要性随着经济发展和人们生活水平的提高,城市污水的水质也在发生着变化,污水中动植物油及矿物油等油类物质逐渐增多。据有关资料报道,到2000年,我国已建成并投入运行的城市污水处理厂约180座,设计处理能力达到1050×104m3 /d,其中二级生化处理能力约750×10 4m3 /d,这些污水处理厂大多存在着油类物质的污染问题[1];尤其是一些中小城镇的污水处理厂,由于其水量较小,水质波动较大,在用水高峰期,大量餐饮污水进入处理厂,对污水处理厂的正常运行产生严重影响。以西南科技大学污水处理厂为例,该厂占地20亩,日处理能力1×104m3/d,服务人口30000人左右,采用改进型三沟式氧化沟工艺。该污水处理厂在设计过程中没有考虑进水中的油类物质,但自2003年5月运行以来,发现进水中油类物质逐渐增多,尤其是学校教师公寓和两个学生食堂完工以后,其状况更加严重。在过去的三年间,每到冬季,油类物质覆盖整个氧化沟表面,严重影响了氧化沟的充氧效率和出水水质状况,对进水中油类物质的测定发现其含量在86mg/L~420mg/L之间,其中夏季进水中油的平均含量为120mg/L,冬季为210mg/L。2 污水的除油方法分析目前,国内外对含油污水治理的研究方法主要有以下三类:化学处理法、物理处理法和生化处理法。化学处理法主要包括化学混凝法、化学沉淀法、催化氧化法及各种方法的结合运用;物理处理法包括离心分离法、过滤和超过滤法、澄清法和气浮法;生化法包括生物接触氧化法、生物转盘法、活性污泥法等[2]。2.1 化学处理法化学处理法主要指投加一定的化学物质,使其与水中的油类物质发生絮凝、沉淀或催化氧化等反应,达到将油类物质从水中去除的目的。目前,在污水的除油过程中,化学法的研究主要集中在新型的絮凝剂的开发方面[3~8]。絮凝剂主要包括无机和有机絮凝剂,在无机絮凝剂方面,大庆石化总厂炼油厂曾对铁盐在炼油污水处理中的应用进行了研究[3],认为在浮选投加复合聚合铝铁,在浮选除油的同时还具有除硫作用。有机絮凝剂主要包括非离子、阴离子、阳离子、两性离子有机聚合物等类型,由于分子量大,吸附悬浮物及胶质能力强,形成的絮体尺寸大,沉降快,用量少,且产生的污泥量少,易脱水,对处理水不产生负面影响,近年来备受青睐。在其应用方面,已经批量生产的主要是聚丙烯酰胺(PAM)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)和曼尼期反应的阳离子聚丙烯酰胺。在对有机絮凝剂的研究方面,唐善法等人利用丙稀酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵、烷基二甲基烯丙基氯化铵进行多元共聚对聚丙烯酰胺进行阳离子化和疏水改性而合成的JH系列絮凝剂具有良好的絮凝除浊、破乳除油和去除有机物的能力[4];段宏伟等人利用改性环乙环丙阳离子聚醚等合成的RD-1反相破乳剂对污水中油类的去除具有较好的效果[5];除此之外,还有对二硫代氨基甲酸盐等絮凝剂的研究[6~8]。近几年,污水除油方法在能量化学领域也有研究[9~12],如磁化学技术的研究[9~11],废水中的浮油或分散油可使用被服油膜磁粉法和油层悬浮磁粉过滤法来处理。前者是用一些化学物质对磁性颗粒进行表面处理,使其表面被服一层亲油和疏水性物质的薄膜,磁种吸附油后,用磁场回收磁种即可除油;后者是利用吸附油膜的磁粉,或吸附油的磁种层来过滤油,通过磁场来固定滤层,为增加滤层与污水中油珠的碰撞,可使用交变磁场。另外,在电化学方面[11,12],可运用直接电解、间接电解、电化学吸附与脱附等方法对污水进行除油。2.2 物理处理法物理处理法是污水除油系统中应用最多的一类方法,其核心思想是采用物理的方法达到油水的分离。在污水的除油过程中,物理法的研究主要集中在油水分离器的研究开发,其中包括浮选技术及浮选器、旋流技术及旋流器、膜技术及膜器等方面。2.2.1 浮选技术浮选净化技术是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理新技术[13~15]。浮选除油就是在水中通入空气或其它气体产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣,从而完成固、液分离的一种新的除油方法。根据在于水中形成气泡的方式和气泡大小的差异,浮选处理法大体上可分为四大类,即溶气浮选法、诱导浮选法、电解浮选法和化学浮选法,其详细分类及每种方法的优缺点如表1所示。表1浮选处理方法的分类方法名称具体方法浮选成因主要优点主要缺点溶气浮选法加压溶气浮选法 真空浮选法在加压下,使气体溶解于污水,又在常压下释放出气体,产生微小气泡。在减压下,使溶解于水中的气体释放出来,产生微小气泡。气泡的尺寸小、均匀、操作稳定、设备简单、管理维修方便、除油率高上浮稳定、絮凝体破坏可能性小、能耗小流程较复杂、停留时间长、设备庞大、操作麻烦 溶气量小、操作及结构复杂诱导浮选法机械鼓气浮选法叶轮浮选法 射流浮选法让气体通过无数个微小的孔隙或缝隙,产生微小气泡。叶轮转动产生负压吸入气体,并依靠其剪切力使吸入气体变成小气泡。依靠水射器的作用使污水中产生微小气泡能耗小、浮选室结构简单。 溶气量大、停留时间短、处理速度高于溶气浮选工艺、除油效率高、设备造价低、耐冲击负荷。噪声小、工艺简单、总体能耗低、产生气泡小、除油效率好于叶轮式需投加表面活性剂才能形成微小气泡、使用范围受限、微孔易堵。浮选中必须添加浮选助剂、气泡大小不均匀、可能产生些无效气泡、制造维修麻烦。水射器要求高电解浮选法电解浮选法电絮凝浮选法选用惰性电极,使污水电解产生微小气泡。选用可溶性电极(Fe、Al等)在阳极上产生微小气泡,在阴极上有混凝作用的离子气泡小、除油率高。 气泡小、浮选与絮凝同时进行、除油率高极板损耗大、运行费用高。 同上化学浮选法化学浮选法依靠物质之间的化学反应,产生微小气泡(生成CO2,O2)。设备投资低、气泡量易于控制、尤适用于悬浮物含量高的污水污泥量增加、劳动强度大。 2.2.2 旋流技术水力旋流器是利用油水的密度差,在液流高度旋转时受到不等离心力的作用而实现油水分离的。含油污水切向进入圆筒涡旋段,并沿旋流管轴向螺旋态流动。在同心缩径段,由于圆锥截面的收缩,使流体增速,并促使已形成的螺旋流态向前流动,由于油和水的密度差,使水沿着管壁旋转,而油珠移向中心。流体进入细锥段,截面不断缩小,流速继续增大,小油珠继续移到中心汇成油芯。流体进入平行尾段,由于流体恒速流动,对上段产生一定的回压,使低压油芯向溢流口排出,而水则从净水出口排出。其工作原理见图1。图1 水力旋流器的工作原理示意图国外水力旋流除油研究始于1967年,经过多年的科学研究和工程应用,现已进入重大技术发展阶段。目前,美国 Conoco公司、Krebs公司、Kvanemer公司、Mpe公司、Amoco公司,澳大利亚 BWN Vortoil 公司,瑞典 ALFALAVAL公司都开始生产油水旋流分离器。国内许多研究单位和企业也先后开展了水力旋流器的研制工作,如西安交通大学、西南石油学院、四川大学、大庆石油学院、大连理工大学、江汉石油机械研究所、河南石油勘探局设计院、胜利油田设计院、大港油田设计院、江都环保器材厂、沈阳新阳机器制造厂等单位[16~22]。2.2.3 膜技术膜处理技术是最近兴起的一项污水除油的新技术[22,23],其核心思想是利用半透膜作选择障碍层,允许某些组分透过而保留混合物中的其他组分从而达到分离目的的技术总称。它具有设备简单、操作方便、无相变、无化学变化、处理效率高和节能等优点,已作为一种单元操作在污水除油过程中日益受到人们的重视。在膜技术的研究应用方面,天津天膜技术工程公司曾采用中空纤维超滤膜对含油污水进行处理研究[23],表明中空纤维超滤膜用于处理经过预处理的含油量较低的污水较为理想,而对未经过处理的含油量高的污水除油除浊效果较好;中国计量科学研究院利用一种破乳功能膜处理含油污水,取得较好效果[24]。但在膜技术应用中,都不同程度的存在膜的清洗问题。2.3 生化处理法生化处理是利用水中的微生物处理污水中的有机污染物的一种工艺,现有的污水处理厂的生物处理单元,对污水中的油类物质有部分去除效率,但去除率较低。目前生物技术在污水除油中的应用主要集中在筛选优化、培养和驯化嗜油微生物菌种。新疆环境监测中心通过利用餐饮服务业的含油污水培养筛选出28株具有较强除油能力的菌种进行研究,发现将其回接污水后,平均除油率达68%,其优选菌种回接污水24h后的除油率达90 %,而同批污水自然存放10d后的除油率仅为29%。采用选培优良菌种集中快速处理,可以显著提高此类污水的处理效率[25]。3 除油方案探讨针对西科大污水厂的油类物质,2003年~2005年冬季我们曾采用水力冲刷氧化沟表面和在沉砂池前投加石灰的方法进行实验。水力冲刷虽然可以暂时使氧化沟表面的油类物质吸附在污泥表面沉淀下来,但在下一个运行阶段油类物质会重新布满池面;沉砂池前投加石灰可以减少氧化沟中的油污,但石灰同时会对部分微生物产生抑止,其产生的沉淀物质在沉砂池中很难沉淀下来,带到氧化沟后容易堵塞沟中微孔曝气器,因此投加量受到限制,而其他的絮凝剂有存在价格偏高的问题。为了暂时避免氧化沟的缺氧问题,我们将氧化沟出水堰的挡板去掉,使漂浮的油污随出水进入接触池,在接触池的起端清捞。可以说上述的措施并未达到理想的除油目的。在选择除油方案时,我们也考虑了水力旋流器等物理方法,但由于其细格栅和沉砂池之间的空间限制以及昂贵的能耗费用和分离出来的油类的去向等问题的困扰,故未能采用。由于西科大污水厂的油类的来源较为单一,我们考虑在两个学生食堂外的设置隔油池,分离出来的油污和食堂的潲水一起集中处理;同时在污水厂氧化沟中培养驯化嗜油微生物,通过微生物技术对其余的油类进行处理,从而达到节约费用,提高除油效率的目的。4 结论4.1 污水处理厂除油的方法很多,目前在化学、物理及生化处理方法方面均有研究应用。4.2 中小城镇的污水处理厂由于存在资金困难等因素,在设计过程中往往没有考虑除油设施,而运行中油类的污染又直接影响其处理效果,因此其除油措施的实施必须结合各厂的具体情况。4.3 对于油类物质来源比较单一的城镇污水处理厂,从源头治理会起到简单、经济和实用的效果。4.4 微生物技术作为一种新兴的技术,在污水除油领域的研究应用正在不断深化,筛选优化、培养和驯化嗜油微生物菌种对于中小型污水处理厂的除油具有节能、高效等优点。
明亮宜家
油田在注水驱油过程中生成的大量污水,采用以往的污水处理工艺难以取得理想的水质。随着膜分离技术的不断进步,利用膜分离技术对含油污水进行处理可以实现较好的处理效果,本文就该膜分离技术对于污水处理展开探讨。当前,国内的大多数油田都进入高含水时期,注水驱油仍是提高原油产量的主要手段,随着出水量的提高,在油田返回地面的采出水中会存有大量的含油污水,为了实现生态环境保护以及资源的再次回收利用的目标,如何投入较少的资金实现高效率地对油田含油污水进行处理是摆在广大石油工作者面前的一道难题。最近一些年来,随着分离膜的相关技术逐渐成熟起来,一些专家学者进行了采用该技术处理油田污水方面的研究,由于该技术与以往污油分离方法进行比较来看,配套的处理设施较为简便,比较易于实现有效地操作,具有很好的分离效率以及占用的能耗少等特点,是对油田污水进行处理技术中的重要研发方向。1膜分离技术在油田含油污水处理应用过程中存在的问题油田开采过程中返回地面的含油污水中污油的占比为每升1.2-100毫克,而溶解性固体总量在每升废水中的比例为1000-1500毫克,有机污染物含量为每升20-12250毫克。面对上述的污染物,利用膜分离技术进行处理会存在着较大的难度,尤其对于有机物的污染,比如,当污油的含量处于每升200毫克时,有机污染物的含量会大于每升5000毫克以及总悬浮固体含量会超过每升4000毫克,污水处于该条件下,利用膜分离技术进行杂质的去除,很有可能对过滤膜的孔径造成堵塞,减小了过滤膜的使用年限。过滤膜油田污水处理技术如果在实际应用中取得更大的较果,应该结合其它的污水处理工艺。2利用膜分离技术处理含油污水过程中的影响因素2.1分离膜所应用到的材料以及孔径的大小对油田返吐出来的含油污水进行处理时,为了使分离膜技术发挥出所起的作用,应该参照含油污水具备的化学特性来确定分离膜的材料。含油污水原油成分如果以分散的油滴以及浮油为主要成分,那么过滤膜的孔径应该确定在10-100微米区间的微滤膜。而当污水中的油是由处于稳定状态的乳化油以及溶解性质的油组成,应该选取具有亲油性质的超滤膜。2.2操作温度以及压力差分离膜对污水处理效果会受到所处的温度条件影响,大多数情况下,30-50摄氏度是最佳的污水处理温度。采用过滤膜对含油污水进行处理时,在膜的两侧应该施加一个处于临界状态的操作压力差,如果压力差不大于临界值,那么渗透量会跟随着压力差的逐渐加大而上升。如果施加的压力差值小于临界值时,渗透量会由于压力差的变大而减小。2.3料液浓度以及流动的情况分离膜对含油污水处理时如果料液浓度不大时,过滤膜的通量与施加的压力差成正比例关系。而当料液的浓度大于特定的数值以后,可以渗透的数量与压力条件没有直接关系,只与过滤膜面的流动速率有关。因为对料液的流动情况进行改变可以有利于提升膜分离污水物质的工作效率,所以,应该参照过滤膜分离系统中进料液的实际情况,来选取科学合理地物料流动状态,从而把过滤膜对含油污水的处理效率实现进一步的提高。2.4膜污染所谓的对过滤膜造成污染是指含油污水中各类物质在膜体的表面形成物理、化学或者机械形式的作用而形成物质的沉积。过滤膜存在的污染问题是膜分离技术无法得以大范围推广应用的制约因素,所以,在利用过滤膜分离技术对含油污水进行处理必须要选用较为合理的过滤膜以及恰当地操作方法。3含油污水中膜分离技术处理工艺设计对于油田注水过程中返吐到地面的含油污水利用过滤膜技术进行隔离,把污水中存在的有机物质以及污油成分利用初级缓冲消毒以及催化氧化进行预处理,把污水中存在的较大粒径物质利用不同孔隙直径等级的过滤膜实现二级的分离处理,实现处理后的含油污水可以再次注入地层之中的目标。3.1含油污水的性质分析油田注水所形成的含油污水是一种类型比较特别的工业废水,具体的成分较为复杂,矿化程度很好,含有多种类型的有机物质。上述的这些特征为微生物的存在以及大量繁殖提供了温床。处理有机物质所需的化学耗氧量的性能指标处于不稳定状态,化学耗氧量是含油污水处理过程中关键的参数,数值的多少成为过滤膜分离技术在对含油污水处理过程中的重点。3.2膜材料以及孔径参数的选取过滤膜组成材料是影响对含油污水处理效果的主要因素,必须要对含油污水中的成分进行仔细的研究分析,确定其具有化学特性,比如,应用微滤膜进行污水处理应该选取中空纤维材料的过滤膜,主要有材料成分为无机陶瓷。而如果采用超滤膜以及纳滤膜过滤技术就应该选用由高分子材料构成的过滤膜。对含油污水进行过滤处理过程中,排出水的检测指标有固体悬浮物质、酸碱度、有机物质含量、硫化物以及石油物质的含量等。在对其进行处理时应该根据物质颗粒的大小情况来确定过滤膜孔径的尺寸,让处理后的水质达到可以排放或者注入到地层的要求。3.3含油污水中各类有害物质处理程序对含油污水中存在的各类物质进行过滤消除主要有下面几个程序:1)利用缓冲消毒程序对含油污水进行首次的处理,采用臭氧发生器来生成没有再次污染的臭氧气体,之后把其输入到含油的污水之中,利用臭氧具备的杀灭微生物的作用来对有机物进行处理,而还具有隔离可燃气体进入后续处理设备的功能。处于悬浮状态的油滴跟随着生成的臭氧气体共同上升而产生油膜或者油层,其油滴颗粒直径不会小于100纳米。当污水液体处理静止状态时分散的油滴会处于悬浮状态分布在污水当中,通过一定时间的静置处理后会汇集成颗粒较大的油块而漂浮于污水上面,此时的油滴颗粒可达到10-100微米。2)利用微滤膜实现对污水一次分离,该类型的过滤膜具备较高的处理效率、膜表面吸附的物质较少以及介质不容易脱落的特点,具有很好的推广应用价值。微滤膜可以对污水中的0.02-10微米的有机生物以及较小的离子进行滤除,乳化油滴也可以在该处理程序中实现隔离,因为具备的通量较大,可以应用在超滤膜以及纳滤膜之前的处理工艺当中。超滤膜可以通过的物质直径约为2-20纳米,对于胶体、蛋白质以及病毒等分子量较大的物质可以实现有效地隔离。3)含油污水的第二次处理时应用纳米级别的过滤膜,是为了把污水中的盐份进行浓缩然后把其去除掉,只有在该道程序之前排出的污水达不到相应的水质标准方可采用,该处理程序是前续处理工艺的辅助程序,对于含油污水质情况较为恶劣,存在的杂质成分较多的条件。纳米膜的孔隙直径为1-2纳米,过滤分离的功能处于超滤以及反渗透的之间,实现对小分子量的有机物质、抗生素以及无机盐的物质进行处理。4结束语利用膜分离技术对于油田注水过程中生成的含油污水进行处理,可以实现绿色生态环保以及节能的目标,而且还可以把处理后的污水进行再次回注到地层之中,具有很好的应用前景。但是利用膜分离技术在处理污水时,还应该与多种水处理技术进行高效地结合,方可以达到较为理想的效果。相信经过以上的介绍,大家对膜分离技术在油田含油污水处理中的应用探讨也是有了一定的认识。欢迎登陆中达咨询,查询更多相关信息。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:
amy20060207
随着合成医药工业的发展,化学制药废水已成为严重的污染源之一。制药工业是国家环保规划中重点治理的12个行业之一。据统计,制药工业占全国工业总产值的1.7%,而污水排放量占2%。由于化学成分品种繁多,在制药生产过程中使用了多种原料,生产工艺复杂多变,产生的废水等成分也十分复杂。这就给当今环境保护制造了一个难题。 1 化学制药废水特点 1.1COD含量高、成分复杂 化学制药废水的COD、BOD5值高,有的高达几万甚至几十万,但B/C值较低,废水一经排入水体中,就会大量消耗水中溶解氧,造成水体缺氧。同时,废水的成分复杂且变化大,有机物种类繁多、浓度高、营养元素比例失调。 1.2 无机盐浓度高 废水中的盐分浓度过高对微生物有明显的抑制作用,当氯离子超过3000mg/L时,未经驯化的微生物的活性将明显受到抑制,严重影响废水处理的效率,甚至造成污泥膨胀,微生物死亡的现象。 1.3 存在生物毒性物质 废水中含有氰、酚或芳香族胺、氮杂环和多环芳香烃化合物等微生物难以降解,甚至对微生物有抑制作用的物质。 2 合成制药废水生化前预处理方法 预处理为降低后续生物处理难度,在生物处理前必须先进行预处理,达到排除生物毒性物质干扰,降低废水浓度的目的。目前合成制药废水生化前预处理方法主要包括:物化法、生物法等。 2.1物化法 2.1.1 混凝法化学制药废水成分复杂,冲击负荷大,采用化学絮凝进行预处理,以便减少生物毒性物质干扰,降低废水浓度。利用混凝沉淀方法去除混合液中的有机物及部分非溶解态的溶媒物质具有较好的效果,COD由4080mg/L降低至2774mg/L,平均去除率达到32.0%。但是,混凝法容易产生二次污染。 2.1.2 膜分离法膜技术如用NF-90纳滤膜处理水杨酸废水,COD为4000-5000mg/L,去除率高达80%以上。利用该项技术对抗生素废水进行浓缩分离,有良好的经济效益和社会效益。 2.1.3 电解法如在甲红霉素废水中加入NaCl电解质,电解阳极间接氧化法的处理效果。电解产物NaClO具有极强的氧化性,当进水COD为331630mg/L时,其COD去除率可达46.1%,但所需电解时间相对较长。 2.1.4 微电解法如采用铁屑-活性炭内点解法预处理大连某制药厂废水,COD去除率达到了23.38%,B/C由0.1提升至0.31。 2.1.5 Fenton氧化技术Fenton氧化技术是高级氧化技术中的一种,与其他高级氧化技术相比,Fenton氧化技术具有快速高效、可产生絮凝、设备简单、成本低、技术要求不高等优点。2.2 生物法 目前生物法预处理化学制药废水主要采用水解酸化。其原理是在废水处理中,利用水解酸化来提高废水的可生化性,也为废水的后期处理创造良好的条件。对于含有难降解物质较高的制药废水,水解酸化的重要作用已经逐渐得到人们的认可,水解酸化的相关研究也成为国内外的研究热点。如采用水解酸化法对化学制药废水进行的预处理试验,结果表明,废水COD由2560mg/L降为1623mg/L,B/C由0.375提升至0.427。 3 生物性处理 3.1厌氧生物处理 通常指在无分子氧条件下,通过兼性菌和厌氧菌的代谢作用降解废水中的有机污染物,分解的最终产物是甲烷、二氧化碳、水及少量硫化氢和氨。厌氧处理的特点:厌氧处理具有对营养物需求低、成本低、能耗低、节能、污泥产量小等优点。但也有其弊端,例如厌氧处理的出水质量较差,通常需要后处理以使废水达标排放。另外,厌氧处理在操作对操作过程和技术要求非常高。 目前,国内外处理高浓度有机废水主要是以厌氧法为主要手段和途径。用于化学制药废水处理的厌氧工艺主要包括:厌氧复合床(UBF)、上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧折流板反应器(ABR)等。 3.1.1 上流式厌氧污泥床(UASB)法UASB法是目前研究较多,应用日趋广泛的废水厌氧生物处理工艺,它具有以下优点:(1)可实现污泥的颗粒化;(2)气、固、液的分离实现了一体化;(3)通常情况下不发生堵塞。但是UASB工艺也存在一些难以解决的问题:如三相分离器的设计还没有一个成熟的方法,对那些含有高浓度悬浮固体的废水需要考虑悬浮物(SS)的预处理问题,污泥的颗粒化对工艺要求比较严格等。采用UASB对上海化工厂排放的高浓度、高盐度有机废水进行处理。试验结果表明,该化工厂CMC生产废水采用UASB工艺处理可行。废水经厌氧处理,COD去除率超过60%。3.1.2 厌氧复合床(UBF)UBF反应器的主要特点是:下部为污泥床,充分发挥其生物保有能力大,成熟后的颗粒污泥去除有机物效率高的作用;上部为过滤层,充分发挥滤层填料有效截留厌氧污泥的能力,减轻了厌氧反应器运行过程中的污泥流失。冯婧微等采用UBF处理水解酸化后的抗生素废水,COD由9262mg/L降至769mg/L,去除率达到了91.7%。3.1.3 厌氧折流板反应器(ABR)厌氧折流板反应器(ABR)具有独特结构,是一种理想的多段分相、混合流态的处理工艺。它具有良好的生物分布和生物固体截流能力,对有毒物质适应性强,抗冲击负荷能力强,并且具有启动较快、运行稳定等多种优良性能。采用ABR反应器处理高浓度头孢抗生素废水,当进水COD负荷控制在2.67-3.0kg/(m3.d),温度控制在35±0.5℃时,ABR对该废水COD的去除率可达在50%,且其可生化性得到了有效的提高,促进了废水进一步后续生化处理的运行稳定性。3.2 处理技术 3.2.1 好氧生物处理技术是指废水中的溶解性有机物在好氧微生物作用下转化成不溶性可沉的微生物固体和一部分有机物,从而使废水得到净化的过程。如采用逐步提高有机负荷盐浓度的方法,驯化出耐高浓度盐污泥,在进水NaCl质量浓度为2.68×104-4.72×104mg/L之间时,保持较高的污泥浓度可使反应器COD容积负荷达到0.6kg/(m3.d),COD和苯乙酸去除率达到95%以上。 3.2.2 生物接触氧化法如采用生物接触氧化处理医药中间体TMBA废水,最高进水COD控制在1600mg/L左右,COD去除率高达90%左右。 3.2.3 AB法AB法属超高负荷活性污泥法,如采用A-B二段法处理环氧丙烷皂化废水,COD去除率可达80-86%。3.2.4 SBR法SBR法如采用SBR法对药物合成废水预处理出水,进水COD为2000-2500mg/L,可生化性为0.2,出水COD降到200mg/L以下,COD去除率达到90%左右。 3.2.5 膜生物反应器膜生物反应器(MBR)是近年来一种迅速发展的废水生物处理技术。该项新型技术是将污水的生物处理技术和膜过滤技术结合在一起。对有机污染物去除率高,出水中没有悬浮物,硝化能力强,污泥产率低,便于实现自动化控制。如利用一体式膜生物反应器对COD为2500-4000mg/L的抗生素废水进行了处理。 3.3 传统的生物强化污水处理技术工艺 由于活性污泥中杂菌多,导致消耗较多的氧与养料,抑制了正常细菌的生长和作用发挥,对其进行分离纯化后,能获得较高的降解效率。如分离、筛选得到的效应菌株分别属不动杆菌属、假单胞菌属、埃希氏菌属和芽孢杆菌属,将效应菌株制成混合菌液处理β-2内酰胺环类抗生素废水,废水COD由4100mg/L降至989.7mg/L,COD去除率达到了75.86%,并对此类抗生素有较强耐受能力。 3.4 固定化技术 固定化微生物法是将微生物固定在载体上或定位于限定的空间区域内,并保持其生物功能,反复利用。固定化微生物技术已用来处理四环素、阿苯哒唑、扑尔敏、布洛芬等制药生产废水,另外,亦可在SBR中采用固定化微生物技术来处理氨氮含量高的制药废水。如PVA复合载体包埋固定化微生物颗粒处理抗生素废水的工艺条件,活性微生物为经抗生素废水以10%浓度增幅驯化75d后的活性污泥。 结果表明:进水COD为2000mg/L、曝气20h、温度控制在10-45℃、pH值7-10、固定化颗粒与废水比例1:4是固定化活性污泥处理抗生素废水的最佳工艺条件,COD去除率可达80.57%。 3.5 化学制药废水的处理 化学制药废水的处理多数采用单一生化法处理不能彻底解决问题,必须进行必要的预处理。首先设调节池,调节水质水量和pH,且根据实际情况采用特定物化或化学法进行预处理,提高废水的可降解性,以利于废水的后续生化处理。预处理后的废水,可选取某种厌氧和好氧工艺进行处理,如采用微电解-厌氧水解酸化-SBR串联工艺处理化学合成制药废水,原废水BOD5/COD约为0.13,属难生物降解废水,经微电解-厌氧水解酸化处理后,出水BOD /COD可达0.63,可生化性大大提高。 在进行SBR处理时,维持SBR进水COD在1500mg/L左右,污泥负荷为0.5kgCOD/(kgMLSSd),曝气8-10h,出水COD可以降低至200mgL-1以下。如采用吹脱-厌氧-好氧串联工艺处理含有氯霉素、抗菌素增效剂和磺胺新诺明的合成制药废水,经吹脱和厌氧水解酸化处理后,COD去除率为70%,再经好氧生化系统处理,COD去除率可达60%。 4 结语 化学制药废水是一种成分复杂、毒性高、含难降解有机物质的有机废水,目前的处理方法有预处理-生物处理。工程应用以单元处理为主,因此开发经济、有效的复合水处理单元迫在眉睫。此外,新技术如膜技术、生物强化技术等的应用在化学制药废水处理方面有更广阔的应用前景。 这是之前写的一个小报告,希望能对你有所帮助!
信息检索报告―――毕业论文《新型防水涂料的研究》文献检索报告课题分析防水涂料根据其用途可以分成很多种类,我本人毕业论文主要是研究其中应用最为广泛的建筑防水涂料.
廖立兵 1 材料科学与工程学简介 1.1 基本概念 材料(Material):人类用以制成用于生活和生产的物品、器件、构件、机器和其他产品的物质。 材料是物质,
废润滑油再生工艺的研究高秀军 ,2 郭丽梅1# 蒋明康1(1.天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津 300222;2.大庆油田化工有限公司精细化工厂,黑
煤化工废水近零排放:煤化工是指以煤为原料,经化学加工转化为气体、液体和固体燃料及化学品的过程,是针对我国“富煤、贫油、少气”的能源特点发展起来的基础产业。 近年
随着合成医药工业的发展,化学制药废水已成为严重的污染源之一。制药工业是国家环保规划中重点治理的12个行业之一。据统计,制药工业占全国工业总产值的1.7%,而污水