一种含油污泥超声波破乳的强化方法与系统及工艺技术方案

本公开提供了一种含油污泥超声波破乳的强化方法与系统及工艺。强化方法为向含油污泥中充入微纳米气泡，并对充入微纳米气泡的含油污泥进行超声破乳处理。其系统包括破乳池，所述破乳池中部设置可以移动的超声波变幅杆，超声波变幅杆连接超声波换能器，所述破乳池底部设置第一微纳米气泡发生器，所述破乳池的含油污泥进口设置在破乳池下部侧壁，所述破乳池的污泥出口设置破乳池下部侧壁，设置含油污泥进口的侧壁与设置污泥出口的侧壁相对。本公开利用微纳米气泡技术辅助超声波强化重质化、劣质化油泥破乳效果，该方法连续高效，极大降低了处理过程中化学试剂的消耗量，提高了重质化、劣质化油泥处理效率。

Strengthening method, system and technology of ultrasonic demulsification of oily sludge

The invention provides an enhanced method, system and process of ultrasonic demulsification of oily sludge. The strengthening method is to fill micro and nano bubbles into the oily sludge, and to demulsify the oily sludge with micro and nano bubbles. The system includes a demulsifying tank, the middle part of the demulsifying tank is provided with a movable ultrasonic horn, which is connected with an ultrasonic transducer, the bottom of the demulsifying tank is provided with a first micro nano bubble generator, the oily sludge inlet of the demulsifying tank is arranged on the lower side wall of the demulsifying tank, the sludge outlet of the demulsifying tank is provided with the lower side wall of the demulsifying tank, and the oily sludge inlet is arranged The side wall of the sludge outlet is opposite to the side wall of the sludge outlet. The invention uses the micro nano bubble technology to assist the ultrasonic wave to strengthen the demulsification effect of heavy and inferior sludge. The method is continuous and efficient, greatly reducing the consumption of chemical reagents in the process of treatment, and improving the treatment efficiency of heavy and inferior sludge.

【技术实现步骤摘要】
一种含油污泥超声波破乳的强化方法与系统及工艺
本公开涉及含油污泥超声波破乳
，具体涉及一种含油污泥超声波破乳的强化方法与系统及工艺。
技术介绍
本公开记载的该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本公开总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。含油污泥，简称油泥，是在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固态或流态废物，由石油烃类、胶质、沥青质、泥砂、无机絮体、有机絮体以及水和其它有机物、无机物牢固粘结在一起的乳化体系，具有难降解、有毒、有害等特点，直接堆放在自然环境中，会造成土壤、植被和水体等生态系统的污染。然而，油泥含油量高，具有很高的回收价值，对油泥潜在利用价值挖掘引起人们重视。油泥资源化利用的首要难题在于油水粘结形成乳化体系，需要利用试剂或外力对其进行破乳处理，减小油水之间的界面张力，破裂界面膜，降低油泥中水相含量。因此，对油泥进行破乳脱水处理是油泥潜在利用价值挖掘中的一个重要环节。超声波破乳是指利用超声波在液体介质中传播产生的空化作用、机械振动作用、热效应进行破乳。油泥在超声波作用下，产生大量微气泡，这些微气泡生长到不稳定的尺寸时，发生猛烈的坍塌并产生强烈冲击波，降低油水界面膜的强度和乳状液黏度，从而促进油水分离；机械振动作用促使水中“粒子”聚集，油泥中的油相物质在超声波作用下不断向波节处移动、聚集并相互碰撞、融合，油相物质体积和质量增大，聚结成体积较大的油滴，大油滴上浮汇集，与水相分离；油泥吸收部分声能转化成的热能，降低油水界面膜的强度和乳状液黏度，有利于油水两相沉降分离。随着原油开采程度的不断深入，目前，大多数油田已处于高含水、高采出阶段，原油开采难度加大，油泥呈现出日益重质化、劣质化的趋势，油水分离难度加大，利用常规超声波破乳手段，破乳模式出现多种不适应性，超声波破乳需要较高能耗条件才能实现理想的破乳脱水效果。本公开专利技术人经过研究发现，现有的超声波破乳方法及相关配套技术在重质化、劣质化油泥破乳过程中存在以下缺陷：(1)添加大量破乳剂，油泥处理成本过高，影响油泥品质；(2)油泥团聚较大，脱水系统容易发生故障，后续工艺水质达标难度大；(3)产生大量无法回收再利用废液，试剂再利用率低；(4)化学成分及乳状结构复杂，破乳剂难以深入油泥内部；(5)存在较长油水过渡带，影响超声波稳定作用；(6)能耗较大，油泥处理后品质低。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本公开的目的是提供一种含油污泥超声波破乳的强化方法与系统及工艺，利用微纳米气泡技术辅助超声波强化重质化、劣质化油泥破乳效果，该方法连续高效，极大降低了处理过程中化学试剂的消耗量，提高了重质化、劣质化油泥处理效率。为了实现上述目的，本公开的技术方案为：第一方面，本公开提供了一种含油污泥超声波破乳的强化方法，向含油污泥中充入微纳米气泡，并对充入微纳米气泡的含油污泥进行超声破乳处理。微纳米气泡是指气泡产生时粒径(直径)在十微米至数百纳米之间的微粒径气泡，介于微米气泡和纳米气泡之间，具有常规气泡所不具备的物理与化学特性：比表面积大、存在时间长、自身增加溶解、界面ζ电位高、产生大量自由基、传质效率高和气体溶解率高等特性。微纳米气泡在水中的溶解是气泡直径逐渐缩小的过程，气泡表面压力急剧增加，气泡直径收缩速度迅速加快，气泡即将破裂时局部出现瞬时高于环境的高温、高压，微纳米气泡在液相介质中溶解度增加，气泡中携带的气相物质(空气、氧气、臭氧等)高效溶于液相介质中，微纳米气泡直径收缩时，电荷离子在狭小的气液界面快速浓缩富集，形成稳定双电层，气泡即将破裂前气液界面形成高ζ电位，表现出吸附油相物质特性；微纳米气泡破裂时，气液界面浓缩聚集的离子瞬间将积蓄的化学能释放出来，激发液相产生具有超强氧化特性的羟基自由基。本公开利用微纳米气泡协同超声波处理进行破乳，微纳米气泡溶于油泥，破裂释放气相介质中含氧气体，局部产生瞬时的高温、高压、微冲击波和高速微射流，激发液相产生具有超强氧化特性的羟基自由基，氧化降解油相有机大分子，破坏有机大分子链状结构，使得油水界面膜强度降低甚至破坏，利用微纳米气泡界面ζ电位高和比表面积大的特性，便于微纳米气泡指引、携带试剂进入油泥内部，作用复杂网状结构，降低油泥粘度，解除重质化、劣质化油泥大块团聚现象，缩短油水过渡带长度，同时微纳米气泡的存在，增加了液相中的空化核心，强化超声波能够在低功率下稳定发挥空化、机械振动、热效应进行更加高效的超声波破乳作业，破乳剂分散更加均匀，破乳剂破乳效率90％以上时的临界聚结浓度由40mg/L～50mg/L缩减到20mg/L～30mg/L，高效分离油、水、泥三相组分，回收水相破乳剂再利用提高试剂有效利用率，节约能源与资源消耗的同时提高油相品质。第二方面，本公开提供了一种含油污泥超声波破乳的强化系统，包括破乳池，所述破乳池中部设置可以移动的超声波变幅杆，超声波变幅杆连接超声波换能器，所述破乳池底部设置第一微纳米气泡发生器，所述破乳池的含油污泥进口设置在破乳池下部侧壁，所述破乳池的污泥出口设置破乳池下部侧壁，设置含油污泥进口的侧壁与设置污泥出口的侧壁相对。本公开将微纳米气泡发生器设置在破乳池底部，微纳米气泡在浮力作用下垂直上升，指引、携带破乳剂迅速、均匀进入油泥乳状液内部，作用复杂网状结构，便于超声波规律性传播作用含油污泥。第三方面，本公开提供了一种含油污泥超声波破乳的强化工艺，采用上述含油污泥超声波破乳的强化系统，移动超声波变幅杆，使超声波变幅杆插入至破乳池内的含油污泥，第一微纳米气泡发生器产生微纳米气泡，并将微纳米气泡注入含油污泥中，通过超声波变幅杆对注入微纳米气泡的含油污泥进行超声处理。本公开的有益效果为：(1)本公开利用微纳米气泡破坏有机大分子链状结构，缩短油水过渡带长度，提高油泥品质。(2)本公开利用微纳米气泡增加了液相中的空化核心，强化超声波能够在低功率下稳定发挥空化、机械振动、热效应，节约破乳剂消耗量的同时进行强化超声波破乳效果。(3)本公开利用微纳米气泡解除颗粒团聚，能够避免脱水系统发生故障，利于超声波均质作用油泥，提高含油污泥处理效率。(4)本公开能够使含油污泥中油、水、污泥三组分分离，获取油相价值，循环利用水相，无害化处理含油污泥。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1为本公开实施例1的含油污泥超声波破乳的强化系统的结构示意图；其中，1、引流泵，2、进药口，3、预处理池，4、过滤网，5、搅拌器，6、阀门，7、破乳池，8、变幅杆，9、超声波控制器组件，10、第一微纳米气泡发生器，11、气室，12、一级分油池，13、高速离心机，14、油相出口，15、油泥出口，16、二级分油池，17、低速离心机，18、第一排液口，19、第二排液口，20、第三排液口，21本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含油污泥超声波破乳的强化方法，其特征是，向含油污泥中充入微纳米气泡，并对充入微纳米气泡的含油污泥进行超声破乳处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种含油污泥超声波破乳的强化方法，其特征是，向含油污泥中充入微纳米气泡，并对充入微纳米气泡的含油污泥进行超声破乳处理。


2.如权利要求1所述的含油污泥超声波破乳的强化方法，其特征是，超声破乳处理后分离获得液相，向液相中充入微纳米气泡，并对充入微纳米气泡的含油污泥进行超声处理；
优选的，超声破乳处理后进行多级分离，上一级的分离获得的含有液体的污泥进入下一级分离；
进一步优选的，每级分离后的油相再进行充入微纳米气泡，并对充入微纳米气泡的油相进行超声破乳处理。


3.一种含油污泥超声波破乳的强化系统，其特征是，所述破乳池中部设置可以移动的超声波变幅杆，超声波变幅杆连接超声波换能器，所述破乳池底部设置第一微纳米气泡发生器，所述破乳池的含油污泥进口设置在破乳池下部侧壁，所述破乳池的污泥出口设置破乳池下部侧壁，设置含油污泥进口的侧壁与设置污泥出口的侧壁相对。


4.如权利要求3所述的含油污泥超声波破乳的强化系统，其特征是，包括预处理池，所述预处理池中部设有过滤网，预处理池下部设有搅拌器，预处理池的进口设置在预处理池的上部，预处理池的出口设置在预处理池的下部，预处理池的出口连接破乳池的含油污泥进口。


5.如权利要求3所述的含油污泥超声波破乳的强化系统，其特征是，包括分油池，分油池中设置离心机，分油池的油相出口设置在分油池上部，分油池的油泥出口设置在分油池底部，破乳池的污泥出口与分油池的进口连接。


6.如权利要求5所述的含油污泥超声波破乳的强化系统，其特征是，包括二级分油池，第一级分油池的油泥出口连接第二级分油池的进口，第一级分油池的进口连接破乳池的污泥出口；
优选的，第一级分油池内设置的离心机为过滤式离心机，转速范围为10000r/min～20000r/min；
优选的，第二级分油池内设置的离心机为沉淀式离心机，转速范围为1000r/min～10000r/min；
优选的，第二级分油池底部设有第一排液口、第二排液口、第三排液口，第二排液口低于第一排液口位置，第三排液口位于第二级分油池底部；
优选的，包括净油罐，所述净油罐中部设置可以移动的超声波变幅杆，所述净油罐底部设置第二微纳米气泡发生器，分油池的油相出口连接净油罐进口；
优选的，包括二级净油罐，第一级净油罐中部设置可以移动的超声波变幅杆，所述第一级净油罐底部设置第二微纳米气泡发生器，第二级净油罐中部设置可以移动的超声波变幅杆，所述第二级净油罐底部设置第三微纳米气泡发生器，一级分油池的油相出口连接第一级净油罐进口，二级分油池的油相出口连接第二级净油罐进口；
优选的，包括净油池，净油池设有进药口，净油罐的油相出口连接净油池进口料，净油池的进口连接净油罐的出口；
优选的，分油池的污泥出口连...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋占龙，王思宇，吴振豪，赵希强，孙静，毛岩鹏，王文龙，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37