一种直流电场作用下水包油型乳状液的破乳方法技术

本发明专利技术公开了一种直流电场作用下水包油型乳状液的破乳方法，本发明专利技术将阴极极板和阳极极板依次平行交错排布于油水分离器的箱体中，极板之间形成的通道使得乳状液的流速加快，从而使乳状液中的油滴移动速度加快，增加了油滴间的碰撞聚结几率；由于油滴表面带电，直流电场的引入会明显地加快油滴的移动速度，给油滴提供更多的动能，使油滴更易克服斥力和界面膜而聚结；在乳状液通过阴极极板和阳极极板后，使得流体流动的雷诺数Re增加，同时在极板间施加直流电场，在电场和流场的耦合作用下，油滴间的碰撞和聚结几率增加，使油滴更易聚结，同时提高了油滴间的聚结率，使油水两相快速分离。

【技术实现步骤摘要】
一种直流电场作用下水包油型乳状液的破乳方法
本专利技术属于非均相分离领域，油水两相分离技术，特别是涉及一种直流电场作用下水包油型乳状液的破乳方法。
技术介绍
石油开采及炼制、煤化工、机械加工、化妆品生产和食品加工等行业在生产过程中会产生大量以水包油型乳状液形式存在的含油废水。水包油型乳状液的物化性质较为复杂，因此处理难度较大。但如果不对其进行处理，不仅会引起严重的环境污染，还会造成石油资源浪费。目前，用于油水分离的技术主要有：化学处理、重力沉降、离心分离、膜分离和生物法等。化学处理的优点是药剂种类多、操作简单，但容易在破乳的同时引入新的杂质造成二次污染；重力沉降效率低、效果差，无法去除乳化油和溶解油，且占地面积大，只适用于初级油水分离；离心分离处理效果好、效率高，但处理量小，设备结构复杂，分离成本高；膜分离法具有装置及操作简单，占地面积小，出水水质稳定，不需要添加化学药剂等优势，但膜易于污染堵塞，使用寿命短，特别是在去除粘稠度高的油分时，还没有很好的膜分离组件；生物法的特点是绿色环保，不足之处是菌种不稳定，对环境要求较高，占地面积大，造价相对较高。由于水中的油滴会自发的吸附水中的羟基和其他负电荷离子或基团，使油滴表面带负电，在油水界面形成扩散双电层，该双电层使油滴间相互排斥，阻碍油滴的聚结。若水中存在表面活性剂，表面活性剂会降低油滴表面的界面张力，也会对油滴的聚结产生阻碍作用。因此，为了使油滴能够聚结，必须要给油滴一定的动能，使其克服双电层形成的斥力和表面活性剂形成的界面膜强度，从而实现聚结。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种直流电场作用下水包油型乳状液的破乳方法，利用直流电场和电极板(包括阴极极板和阳极极板)产生的流场的耦合场，使水中的微小油滴快速移动聚结，从而在常温下实现对水包油型乳状液和含油废水的破乳和油水分相。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种直流电场作用下水包油型乳状液的破乳方法，将阴极极板和阳极极板依次平行交替且交错排布于油水分离器的箱体中，使阴极极板和阳极极板分别与电源的正极和负极相连形成直流电场，箱体中注满水包油型乳状液；连续处理：将乳状液通过出水口抽出，后通过进水口重新进入油水分离器中实现循环，接通电源后，破乳开始，当乳状液上层出现油层时，调节出水口流量，使破乳后的油从出油口排出，从而实现油水分离；间歇处理：通电前关闭进水口、出水口和出油口，接通电源后，破乳开始，乳状液上层有油层出现，打开上部出油口阀门，排出浮油，接着打开出水口，排出下层清液(水)。在上述技术方案中，所述的阴极极板材质为纯钛，阳极极板材质为表面镀金属铱的钛板，铱镀层厚度为0.2-2μm。在上述技术方案中，所述的阴极极板和阳极极板成对设置。在上述技术方案中，所述的阴极极板和阳极极板的表面样式为：光滑平面平板、正弦波纹状表面板、梯形波纹状表面板或者三角形波纹状表面板。在上述技术方案中，所述的阴极极板和阳极极板在排布时，阳极极板放置于流体流速大的一侧。在上述技术方案中，所述的阴极极板和阳极极板形状相同，长度相等；阴极极板和阳极极板的高度与相邻两块极板之间的间距之比为0.2-1，阴极极板和阳极极板的长度与箱体的宽度之比为0.6-0.9，阴极极板和阳极极板的高度与长度之比为0.2-1。在上述技术方案中，实际应用时施加的直流电压V的大小为发生电解水的临界电压Vc的0.1-0.9倍。在上述技术方案中，所述的水包油型乳状液为各种油类物质和有机溶剂分散在水相中形成的水包油乳状液或者含油废水。在上述技术方案中，所述的油水分离器的箱体为上端开口的长方体结构，其内部竖直设置有阴极极板和阳极极板，外壁上开设有进水口、出水口和出油口。在上述技术方案中，所述的阴极极板和阳极极板与箱体内壁之间可拆卸连接。与现有技术相比，本专利技术的优点及有益效果是：1、本专利技术的方法处理水包油乳状液既可以静态处理也可以动态连续处理，出水不需要静置，电场作用一定时间后下清液出水中油含量可以降到指定浓度以下；2、本专利技术使用的方法是电场破乳法，因此在破乳过程中不会产生其他的物质以及污染等；同时对于粘度过高的水包油乳状液不会因为粘度而影响处理效果，与其他方法相比更不会因为油的粘度过大而导致阻塞，因此对处理粘稠的含油废水具有更好的适用性；3、本专利技术将阴极极板和阳极极板依次平行交错排布于油水分离器的箱体中，极板之间形成的通道使得乳状液的流速加快，从而使乳状液中的油滴移动速度加快，增加了油滴间的碰撞聚结几率；4、本专利技术在处理水包油乳状液时，直流电场可以有效降低油滴间斥力并促进油滴的快速迁移，从而使油滴有效碰撞而聚结；5、本专利技术将低压直流电场和极板形成的流场耦合，使油滴更易聚结，同时提高了油滴间的聚结率。附图说明图1为本专利技术的油水分离器的主视图；图2为本专利技术的油水分离器的俯视图；图3为本专利技术的极板(阴极极板和阳极极板的统称)的样式为：平板；图4为本专利技术的极板(阴极极板和阳极极板的统称)的样式为：正弦波纹板；图5为本专利技术的极板(阴极极板和阳极极板的统称)的样式为：三角形波纹板；图6为本专利技术的极板(阴极极板和阳极极板的统称)的样式为：梯形波纹板。其中：1、箱体；2、进水口；3、阴极极板；4、出油口；5、出水口；6、阳极极板。具体实施方式下面结合附图1至6与具体的实施方式对本专利技术作进一步详细描述。需要说明的是：下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本专利技术的保护范围。下述实施例中提及的阴极极板材质为纯钛，阳极极板材质为表面镀金属铱的钛板，防止在使用过程中发生氧化而影响正常使用。实施例1一种直流电场作用下水包油型乳状液的破乳方法，将三块阴极极板3和三块阳极极板6依次平行交替且交错排布于油水分离器的箱体1中，该箱体1为上端开口的长方体结构，外壁上开设有进水口2、出水口5和出油口4，阴极极板3和阳极极板6两侧表面样式均为光滑平面，相邻两块极板(阴极极板3和阳极极板6的统称)之间的间距为25mm，板高为50mm，极板不通电，箱体1中注入2L水包油型乳状液(美孚液压油DTE-24)，含油量0.45％vol，将乳状液通过出水口5抽出，后通过进水口2重新进入油水分离器中实现循环，当乳状液上层的油层厚度达到5mm以上时，调节流量，使破乳后的油从出油口4排出，从而实现油水分离；在流量为110ml/min的条件下连续处理150min，最后，测得其破乳率为36.77％。实施例2一种直流电场作用下水包油型乳状液的破乳方法，将三块阴极极板3和三块阳极极板6依次平行交替且交错排布于油水分离器的箱体1中，该箱体1为上端开口的长方体结构，外壁上开设有进水口2、出水口5和出油口4，使阴极极板3和阳极极6分别与电源的正极和负极相连形成直流电场，施加电压为20V，每块极板(阴极极板和阳极极板的统称)之间的间距为25mm，板高为50mm，阴极极板3和阳极极板6均为平板，箱体1中注入2L水包油型乳状液(美孚液压油DTE-24)，含油量0.45％vol，将乳状液通过出水口5抽出，后通过进水口2重新进入油水分离器中实现循环，接通电源后，破乳开始，当乳状液上层的油层厚度达到5mm以上时，调节流量，使破乳后的油从出油口4排出，从而实现油水分离；在流量为110ml/min的条件下连续处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电场作用下水包油型乳状液的破乳方法，其特征在于：将阴极极板和阳极极板依次平行交替且交错排布于油水分离器的箱体中，使阴极极板和阳极极板分别与电源的正极和负极相连形成直流电场，箱体中注满水包油型乳状液；连续处理：将乳状液通过出水口抽出，后通过进水口重新进入油水分离器中实现循环，接通电源后，破乳开始，当乳状液上层出现油层时，调节出水口流量，使破乳后的油从出油口排出，从而实现油水分离；间歇处理：通电前关闭进水口、出水口和出油口，接通电源后，破乳开始，乳状液上层有油层出现，打开上部出油口阀门，排出浮油，接着打开出水口，排出下层清液。

【技术特征摘要】
1.一种直流电场作用下水包油型乳状液的破乳方法，其特征在于：将阴极极板和阳极极板依次平行交替且交错排布于油水分离器的箱体中，使阴极极板和阳极极板分别与电源的正极和负极相连形成直流电场，箱体中注满水包油型乳状液；连续处理：将乳状液通过出水口抽出，后通过进水口重新进入油水分离器中实现循环，接通电源后，破乳开始，当乳状液上层出现油层时，调节出水口流量，使破乳后的油从出油口排出，从而实现油水分离；间歇处理：通电前关闭进水口、出水口和出油口，接通电源后，破乳开始，乳状液上层有油层出现，打开上部出油口阀门，排出浮油，接着打开出水口，排出下层清液。2.根据权利要求1所述的一种直流电场作用下水包油型乳状液的破乳方法，其特征在于：所述的阴极极板材质为纯钛，阳极极板材质为表面镀金属铱的钛板。3.根据权利要求1所述的一种直流电场作用下水包油型乳状液的破乳方法，其特征在于：所述的阴极极板和阳极极板成对设置。4.根据权利要求1所述的一种直流电场作用下水包油型乳状液的破乳方法，其特征在于：所述的阴极极板和阳极极板的表面样式为：光滑平面平板、正弦波纹状表面板、梯形波纹状表面板或者三角形波纹状表面板。5.根据权利要求1所述的一种直流电场作...

【专利技术属性】
技术研发人员：康勇，张景源，任博平，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12