一种油水分离装置制造方法及图纸

本申请涉及一种油水分离装置。所述油水分离装置利用具有纳米阵列的泡沫金属电极截留微米级油滴颗粒，通过原位电解水在泡沫金属表面产生大量氢气微气泡，油滴通过与微气泡的粘附被带离泡沫金属电极表面并上浮，同时油滴在电场力的作用下被泡沫金属电极排斥上浮远离电极表面，在这两个过程的协同作用下，通量得到了明显提升，且运行过程中电极表面的污染及通量的衰减得到了有效的抑制。通量的衰减得到了有效的抑制。通量的衰减得到了有效的抑制。

【技术实现步骤摘要】
一种油水分离装置


[0001]本文涉及但不限于乳化液污水精细化处理
，尤其涉及但不限于一种对乳化液污水进行深度除油的方法及装置。

技术介绍

[0002]含油废水是石油和天然气、石化、制药、冶金和食品行业、航运和海事等许多行业产生的污染物，会对公众健康和生态系统造成极大危害。随着排放要求的日趋严格，传统工艺已经无法满足越来越复杂的水质要求。同时，乳化液废水中通常含有乳化剂以及相应的化学添加剂，导致工艺末端产生废水中的油类已转化为微米级的水包油结构，油水界面性质复杂，压缩电层、网补卷扫已不能使这些胶状油类有效脱稳、聚集，尤其是油滴粒径在10微米以内的乳化液废水是目前面临的不可避免的挑战。
[0003]传统的含油废水处理技术分为物理、化学和生物法，包括重力分离、聚结分离、混凝、浮选、吸附、膜分离、化学氧化和生物降解等方式。重力分离和聚结分离是油水分离器的两种主要设计类型。前者利用油水比重差异，后者利用润湿聚结和碰撞聚结的原理，使油滴变大，实现更高的分离效率，但对微米级油滴的去除并不适用。混凝法通过聚集、聚结和絮凝来破坏O/W乳液的稳定性，这对于去除即使是微小的油滴也是有效的，但同时也会造成二次污染。吸附法通过利用高亲油性和疏水性的吸附剂对废水进行油水分离，实际应用中需要大量药剂，并存在吸附剂回收等问题。浮选也是去除乳化油滴的有效方法，悬浮的油滴通过粘附在上升的气泡表面得以分离。随着工业含油废水中越来越多的微米级油滴出现，由于微小膜孔的精准筛分作用，膜过滤被认为是一种高效、绿色的油水分离方法。然而，由于trade
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off效应(渗透性和选择性之间此升彼降的矛盾关系)及过滤过程中的膜污染问题，很难在保持膜选择性的同时增加渗透性。因此，为了同时达到去除微小油滴和保持通量的目的，本领域迫切需要开发一种有效且环境友好的乳化液处理新技术。

技术实现思路

[0004]以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
[0005]本申请提供了一种环境友好的水包油乳化液废水的深度除油方法及其装置。本申请提供的乳化液废水深度除油方法的过滤过程为重力驱动式。
[0006]本申请提供了一种油水分离装置，包括：电化学油水分离器，
[0007]所述电化学油水分离器包括工作电极和对电极；
[0008]所述电化学油水分离器被配置成，液体先经过所述对电极再经过所述工作电极；
[0009]所述工作电极为泡沫金属；所述泡沫金属表面具有纳米阵列，所述纳米阵列为楔形棒状单元组成的纳米阵列，所述楔形棒状单元的宽度为20nm至50nm，所述楔形棒状单元的高度为1μm至3μm，相邻两个所述楔形棒状单元的间距为10nm至40nm。
[0010]在本申请提供的一种实施方式中，所述纳米阵列均匀分布在所述泡沫金属的表
面；
[0011]在本申请提供的一种实施方式中，所述对电极不影响液体的流动；
[0012]在本申请提供的一种实施方式中，所述电化学油水分离器包括储液容器，所述储液容器为圆管状，所述工作电极、对电极设置在储液容器内，所述储液容器垂直设置，待处理液体由储液容器上端进入，经过处理后，由储液容器的下端流出。可选地，所述出液容器垂直设置。
[0013]运行过程中，体系通过原位电解水在泡沫金属表面产生大量氢气微气泡，乳化油滴通过与微气泡的粘附被带离过滤介质表面并上浮，同时油滴在电场力的作用下被改性泡沫钛排斥上浮远离电极表面，在这两个过程的协同作用下，通量得到了明显提升，且运行过程中电极表面的污染及通量的衰减得到了有效的抑制。
[0014]在本申请提供的一种实施方式中，所述工作电极的水接触角为小于5
°
，水下油接触角大于150
°
，优选地，水下油接触角大于160
°
；
[0015]在本申请提供的一种实施方式中，所述工作电极的水下空气接触角大于150
°
；
[0016]在本申请提供的一种实施方式中，所述工作电极的水下空气接触角不小于160
°
。
[0017]在本申请提供的一种实施方式中，所述泡沫金属选自泡沫钛、泡沫铝、泡沫镍和泡沫铂中的任意一种或更多种；
[0018]在本申请提供的一种实施方式中，所述纳米阵列的材质选自钛或钛的化合物，铝或铝的化合物，镍或镍的化合物以及铂或铂的化合物中的任意一种或更多种；
[0019]在本申请提供的一种实施方式中，所述纳米阵列的材质选自钛或钛的氧化物，铝或铝的氧化物，镍或镍的氧化物以及铂或铂的氧化物中的任意一种或更多种；
[0020]在本申请提供的一种实施方式中，所述工作电极的过滤精度为1μm至10μm。
[0021]在本申请提供的一种实施方式中，所述对电极的材质为钛钌网、钌铱钛网和铂网中的任意一种或更多种。
[0022]在本申请提供的一种实施方式中，所述对电极位于所述工作电极的上方，液体先后流经对电极和工作电极。
[0023]在本申请提供的一种实施方式中，所述工作电极(阴极)被设置成过滤介质，使得乳化油滴不通过工作电极。所述工作电极以上的腔室记为原液腔，所述工作电极以下的腔室记为滤液腔。
[0024]在本申请提供的一种实施方式中，所述油水分离装置的通量为5000L
·
m
‑2·
h
‑1·
bar
‑1至30000L
·
m
‑2·
h
‑1·
bar
‑1；
[0025]在本申请提供的一种实施方式中，所述工作电极和所述对电极的电流密度为3A/m2至40A/m2；电压为5V至30V。
[0026]又一方面，本申请提供了上述的油水分离装置的制备方法，其中，所述工作电极的制备方法，包括以下步骤：
[0027]1)将所述泡沫金属放入碱液中，密闭条件下在160℃至180℃下处理1h至10h；
[0028]2)将步骤1)处理后的泡沫金属放入酸溶液中处理1至5h；
[0029]3)将步骤2)处理后的泡沫金属进行煅烧。
[0030]在本申请提供的一种实施方式中，步骤1)中碱液中氢氧根的浓度为2M至4M；
[0031]在本申请提供的一种实施方式中，步骤1)中密闭条件下处理3h至6h；
[0032]在本申请提供的一种实施方式中，步骤2)中酸液中氢离子的浓度为0.1M至1M；
[0033]在本申请提供的一种实施方式中，步骤3)中所述煅烧的温度为450℃至550℃，所述煅烧的时间为2h至6h。
[0034]又一方面，本申请提供了上述的油水分离装置在油水分离过程中的应用，其中，待处理液体中的油以水包油乳化液滴的形式存在。
[0035]在本申请提供的一种实施方式中，所述水包油乳化液滴在待处理液体中的含量为0.1vol.％至10vol.％；
[0036]在本申请提供的一种实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油水分离装置，包括：电化学油水分离器，所述电化学油水分离器包括工作电极和对电极；所述电化学油水分离器被配置成，液体先经过所述对电极再经过所述工作电极；所述工作电极为泡沫金属；所述泡沫金属表面具有纳米阵列，所述纳米阵列为楔形棒状单元组成的纳米阵列，所述楔形棒状单元的宽度为20nm至50nm，所述楔形棒状单元的高度为1μm至3μm，相邻两个所述楔形棒状单元的间距为10nm至40nm。2.根据权利要求1所述的油水分离装置，其中，所述工作电极的水接触角为小于5
°
，水下油接触角大于150
°
，优选地，水下油接触角大于160
°
；可选地，所述工作电极的水下空气接触角大于150
°
；优选地，所述工作电极的水下空气接触角不小于160
°
。3.根据权利要求1所述的油水分离装置，其中，所述泡沫金属选自泡沫钛、泡沫铝、泡沫镍和泡沫铂中的任意一种或更多种；可选地，所述纳米阵列的材质选自钛或钛的化合物，铝或铝的化合物，镍或镍的化合物以及铂或铂的化合物中的任意一种或更多种；优选地，所述纳米阵列的材质选自钛或钛的氧化物，铝或铝的氧化物，镍或镍的氧化物以及铂或铂的氧化物中的任意一种或更多种；可选地，所述工作电极的过滤精度为1μm至10μm。4.根据权利要求1至3中任一项所述的油水分离装置，其中，所述对电极的材质为钛钌网、钌铱钛网和铂网中的任意一种或更多种。5.根据权利要求1至3中任一项所述的油水分离装置，其中，所述对电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘会娟，张弓，兰华春，刘锐平，曲久辉，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：