雙液相(油-水)相分離工藝及設(shè)備綜述

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1、雙液相(油-水)相分離工藝及設(shè)備綜述雙液相（油-水）相分離工藝及設(shè)備綜述1油水兩相分離方法概述油類(lèi)物質(zhì)在水中的存在形式多種多樣，受水體的性質(zhì)、水中所含的表面活性劑和電解質(zhì)等物質(zhì)的影響而有所不同。含油污水中的油主要以上浮油、分散油、乳化油、溶解油、固體附著油五種狀態(tài)存在[1][2]。(1)上浮油：以連續(xù)相的油膜飄浮在水面，油珠顆粒較大，一般大于l00μm，進(jìn)入水體的油份大部分以上浮油形式存在；(2)分散油：粒徑為10-100μm的微小油珠懸浮在水相中。分散油不穩(wěn)定會(huì)聚并形成較大的油珠，往往變成上浮油，也可能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成乳化油；(3)乳化油：粒徑小于10μm的極微細(xì)的油

2、珠，往往因水中含有表面活性劑使油珠形成穩(wěn)定的乳化液，因而較難處理。油水乳化液可分為2種類(lèi)型：一種是以油為分散相，水作為連續(xù)相，稱(chēng)為水包油型乳狀液，以O(shè)/W型表示；另一種是以水為分散相，油作為連續(xù)相，稱(chēng)為油包水型乳狀液，以W/O型表示[3]。乳液中分散相的液滴大小通常在10-7~10-5m；(4)溶解油：以分子狀態(tài)或化學(xué)方式分散于水中，油滴直徑比乳化油粒徑還要細(xì)，有時(shí)可小到幾納米。油份和水形成均相體系，非常穩(wěn)定，很難用普通的方法去除；(5)固體附著油：吸附于污水中固體顆粒表面的油。浮油狀態(tài)的油滴易形成油膜浮在污水表面，在工業(yè)上往往采用集油管和刮油器能夠方便地除去。分散

3、油在水中的含量也不可忽視，因?yàn)槠淞捷^大，可以采用一些方法使其聚結(jié)并加以去除。乳化油和溶解油粒徑很小且存在形式較為穩(wěn)定，通過(guò)常規(guī)的分離方法很難將其聚結(jié)分離，因此開(kāi)發(fā)處理乳化油和溶解油的工藝是當(dāng)前研究的重點(diǎn)所在。不同的油水混合液需要不同的分離方法，常見(jiàn)的有物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法及生物法四類(lèi)[4]。1.1物理法（1）重力沉降分離法重力沉降技術(shù)主要利用油水兩相的密度差異使混合液中的油與水分離，用于去除粒徑大于60μm的較大油滴和廢水中的大部分固體顆粒。常用設(shè)備包括重力沉降罐、隔油池、壓力斜板沉降罐等。該類(lèi)方法設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作，除油效果穩(wěn)定，但對(duì)溶解性油類(lèi)或乳化油是

4、不適用的。（2）離心分離法離心分離法利用油水兩相密度的不同，使高速旋轉(zhuǎn)的油水混合液產(chǎn)生不同的離心力，從而達(dá)到油水分離的目的。按離心力產(chǎn)生的方式，離心分離設(shè)備可分為水力旋流分離器和離心機(jī)。水力旋流分離器具有體積小、重量輕、分離性能好、運(yùn)行安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)相的液體與分散相的固體顆粒、液滴或者氣泡的物理分離。（3）粗?；ù至；ㄒ卜Q(chēng)聚結(jié)法，利用油水兩相對(duì)聚結(jié)材料親和力的不同來(lái)進(jìn)行分離。油水混合液通過(guò)聚結(jié)材料時(shí)，其中細(xì)小的油滴在親油性聚結(jié)材料表面聚結(jié)成較大的油粒。由斯托克斯沉降公式:dp2?(ρp?ρ)?gut=可知，沉降速度與顆粒的直徑和油水兩相的密度差成正

5、比，因此油滴粒徑越大，其上浮速度也越大。該技術(shù)的核心是聚結(jié)材料，可分為纖維狀、多孔介質(zhì)和板式聚結(jié)材料，如圖1所示。常用的親水性材料是在聚酞胺、聚乙烯醇、維尼綸等纖維內(nèi)引入酸基(磺酸基、磷酸基等)和鹽類(lèi)，親油性材料主要有蠟狀球，聚烯系或聚苯乙烯系球體或發(fā)泡體，聚氨酷發(fā)泡體等。通過(guò)廢水在粗粒化前后油珠粒徑分布的變化來(lái)判定除油效果及工藝可行性，主要評(píng)價(jià)指標(biāo)為油的去除率及出水含油量。圖1聚結(jié)材料實(shí)物圖a多孔介質(zhì)填料結(jié)構(gòu)b波紋板式填料結(jié)構(gòu)c微纖維結(jié)構(gòu)粗?；o(wú)需外加化學(xué)試劑，無(wú)二次污染，設(shè)備占地面積小，基建費(fèi)用較低，適用于乳化油和溶解油的分離。但用此法處理含油廢水要求進(jìn)口濃度

6、較低，因此進(jìn)入設(shè)備前的含油廢水必須經(jīng)預(yù)處理，否則出水油濃度較高(一般高于10mg?L-1)，常需再進(jìn)行深度處理。（4）過(guò)濾法過(guò)濾法是將油水混合液通過(guò)多孔過(guò)濾介質(zhì)如石英砂、無(wú)煙煤等濾料，混合液中的油份和固體懸浮物滯留在細(xì)小濾料組成的濾層中，從而達(dá)到分離的目的。過(guò)濾法設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、投資費(fèi)用低。但隨運(yùn)行時(shí)間的增加，壓力降逐漸增大，需經(jīng)常進(jìn)行反沖洗來(lái)保證設(shè)備正常運(yùn)行。（5）膜分離法膜分離法是利用特殊制造的多孔材料的攔截作用，以物理截留的方式去除水中一定顆粒大小的污染物。以壓力差為推動(dòng)力的膜分離過(guò)程一般分為微濾、超濾和反滲透3種。含油廢水中油的存在狀態(tài)是選擇膜的首要依據(jù)

7、。若油水體系中的油是以浮油和分散油為主，則一般選擇孔徑在10-100μm之間的微孔膜；當(dāng)水體中的油是因有表面活性劑等使油滴乳化成穩(wěn)定的乳化油和溶解油，這樣油珠之間難以相互聚結(jié)，則需采用孔徑小于10μm的超濾膜分離。膜技術(shù)的關(guān)鍵是膜和膜組件及與之相應(yīng)的操作方式。常用的膜材料有乙酸纖維素系、乙烯系聚合物和共聚物、縮合中性膜材料(如聚礬等)、脂肪族和芳香族聚酞胺、聚亞酞胺以及無(wú)機(jī)陶瓷膜等。采用膜分離法不需投加藥劑且處理過(guò)程中一般無(wú)相變化，二次污染??；分離過(guò)程耗能少，后處理費(fèi)用低；分離出水含油量低，處理效果好。但膜的熱穩(wěn)定性差、不耐腐蝕，容易被污染且處理量小，這些缺點(diǎn)仍