一种改性微气泡清洗液制备及快速高效清洗含油污泥的方法技术

本发明专利技术属于固体废弃物处理与处置领域，提供了一种改性微气泡清洗液制备及快速高效清洗含油污泥的方法：(1)复配表面活性剂制备表面活性剂溶液，(2)对表面活性剂溶液加压，用T形管气液聚焦法制备空气

【技术实现步骤摘要】
一种改性微气泡清洗液制备及快速高效清洗含油污泥的方法


[0001]本专利技术属于固体废弃物处理与处置领域，具体涉及一种改性微气泡清洗液制备方法及应用，用于去除污染固相中的有机物，尤其在含油污泥的应用。

技术介绍

[0002]含油污泥主要产生于石油开采、运输及加工过程中，具有成分复杂、恶臭、悬浮物多且分离难度大、挥发烃类存在着火爆炸风险等特点。含油污泥中含有大量致畸、致突变等有毒有害物质，因此被列入《国家危险废物名录》含油污泥产量高、性质复杂、污染大、分离难度大，对其进行有效处理已成为固体废弃物处理与处置领域重要难题。
[0003]国内外处理处置含油污泥的主要方法为物化法和生物法等。物化法主要包括表面活性剂化学清洗技术，其原理是通过表面活性剂乳化、降低界面张力作用，将油类物质从含油污泥转移至液相。但表面活性剂清洗存在清洗速度慢、清洗时间长、清洗温度高、表面活性剂用量大、成本高等问题。专利文献CN 114804558A公布了一种含油污泥淋洗剂及其制备方法和使用方法，利用多种表面活性剂复合制备淋洗剂，该淋洗剂可将石油类残留量低至3000mg/kg，但表面活性剂用量最高可达7wt％，处理成本高，且须在40～90℃高温下清洗，能源消耗大，清洗时间长达30～120min，清洗效率低，且未考虑清洗液和油类物质回收问题，有鉴于此，本专利技术提供了一种改性微气泡清洗液制备及快速高效清洗含油污泥的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术采用加压溶气、T型管气流
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液流聚焦法制备的改性微气泡清洗液，通过控制气流和液流加压压力、T型管气流入口和混合流出口分布板孔径，慢速搅拌控制微气泡清洗液产生时的水力条件，制备气含率高、改性微气泡粒径小、表面活性剂用量低、清洗效率高的微气泡清洗液，使表面活性剂分子在微气泡表面自组装成双层表面活性剂分子结构，该结构可维持气泡在50min内不发生破裂和团聚，使清洗液更稳定；使用加压溶气
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T型管气流液流聚焦法制备的改性微气泡清洗液，改性微气泡内核为空气和氦气的混合气体，在PAM桥连作用下，改性微气泡具备更大的剥离作用，更易将油从油泥上分离，在常温条件下具有优秀清洗效果，降低清洗成本；超声场联合超重力场可强化油的剥离过程，使用本专利技术清洗液可在15min内完成清洗，且固相残油率低。
[0005]技术难点
[0006](1)清洗液表面活性剂用量大，成本高。
[0007](2)微气泡粒径小、表面能大，易团聚成大气泡。
[0008](3)油泥清洗时间长，且需要较高的清洗温度，清洗效率低。
[0009]技术方案
[0010]本专利技术的一种改性微气泡清洗液制备及快速高效清洗含油污泥的方法技术方案为：
[0011](1)对复配表面活性剂溶液加压，控制加压压力及氦气压力，使用T形管气流
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液流
聚焦法，制备空气
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氦气混合气核微气泡清洗液；
[0012](2)控制搅拌强度，向(1)中微气泡清洗液加入一定量特定分子量的阳离子聚丙烯酰胺，桥连改性微气泡，制得气含率高、气泡粒径小、均一稳定、除油效果好、表面活性剂用量少的改性微气泡清洗液；
[0013](3)调控超声场、超重力场运行强度、时间，将步骤(2)制备的清洗液应用于含油污泥清洗，实现含油污泥的高效清洗；
[0014](4)清洗完成后，固液分离，液相转移至容器中加入破乳剂，控制容器水平振动振幅、强度、时间，促进改性微气泡破裂，加速油水分层，油类物质回收，清洗液循环利用。
[0015]本专利技术创新性在于，通过调控气液流压力、调节水力参数，采用加压溶气
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T型管气流液流聚焦法制备了粒径0.5～30μm的空气
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氦气混合气核改性微气泡清洗液，气泡达到纳米级别且不发生团聚，清洗液气含率高，有效降低表面活性剂用量，本专利技术清洗液通过降低油水界面张力、润湿固相、增溶作用，促进油类物质转移至清洗液中，空气
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氦气混合气核可加强改性微气泡对油类物质的剥离作用，除油率高；常温条件下，超声场耦合超重力场，通过控制超声场、超重力场的运行强度、运行时间、循环次数，强化清洗液对油的剥离作用，加快油类物质与油泥分离效率，可快速洗脱含油污泥中的有机污染物，清洗时间短且除油率高，采用本专利技术清洗液处理储油罐底泥，清洗5min后除油率高达80.2％。本专利技术提供了一种改性微气泡清洗液制备及快速高效清洗含油污泥的方法，结合以下步骤，创新性分析如下：
[0016](1)表面活性剂复配比例，十二烷基苯磺酸钠(SDBS)：吐温80(T
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80)＝1：1～5：2，以表面活性剂总浓度1.0～2.2wt％制备表面活性剂溶液待用。
[0017]所述步骤(1)选用十二烷基苯磺酸钠与吐温80＝1：1～5：2复配，十二烷基苯磺酸钠为阴离子型表面活性剂，不会吸附在带负电的油泥上，起泡性能好，产生改性微气泡数量多，清洗液气含率高；SDBS与非离子型表面活性剂吐温80 复配，可降低改性微气泡外壳上的负电荷密度，使表面活性剂在外壳上排列更加致密，制得改行微气泡与油类物质结合能力强，吐温80起泡量少，占比不超过50％。
[0018](2)采用加压溶气
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T形管气液聚焦法制备空气
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氦气混合气核改性微气泡。对表面活性剂溶液加压溶气(空气)，溶气压力0.2～0.8MPa；T型管两进一出，T型管一口进加压表面活性剂溶液，另一口安装有孔径50～300μm的分布板，进加压氦气，压力0.3～0.9MPa，T型管减压出水口安装有10～50μm的分布板，通过常压释放制备粒径0.5～30μm的改性微气泡。
[0019]所述步骤(2)，所述T型管气液聚焦法，将射流氦气聚焦于加压表面活性剂溶液，在流体交汇处，加压溶液撕裂氦气气流形成微气泡，混合流体通过减压阀，微气泡与溶出空气混合，形成混合微气泡，在慢速搅拌条件下，表面活性剂自组装排列在气泡表面，形成微纳米级改性微气泡；氦气压力应大于等于加压表面活性剂溶液压力，压差处于0.01～0.1MPa之间，保证氦气能进入表面活性剂溶液中，且不发生倒吸。所述改性微气泡内核由空气与氦气混合气体组成，外壳排列三层致密表面活性剂，改性微气泡粒径0.5～30μm，外壳厚度为半径的50％。本方法制的改性微气泡粒径达到微米级，粒径较小且均匀一致。本专利制备改性微气泡粒径较小，比表面积大且微气泡之间不聚合，外壳吸附表面活性剂总量大，清洗液气含率高，表面活性剂用量少，分散性好，可对油泥进行高效清洗。
[0020](3)转速20～300r/min，搅拌2～5min，加入0.01～0.5wt％300～1000万阳离子聚丙烯酰胺，使部分改性微气泡桥连，制得改性微气泡清洗液待用。
[0021]所述步骤(3)中，阳离子聚丙烯酰胺通过静电力、吸附、分子间作用力桥连多个微气泡，投加量0.01～0.5wt％，投加过多阳离子PAM吸附在油泥上，引入新污染物，投加太少改性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性微气泡清洗液制备及快速高效清洗含油污泥的方法，包括以下步骤：(1)复配表面活性剂制备表面活性剂溶液；(2)对表面活性剂溶液加压，用T形管气流
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液流聚焦法制备空气
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氦气混合气核微气泡清洗液；(3)搅拌条件下，加入阳离子聚丙烯酰胺桥连改性微气泡，制得本发明改性微气泡清洗液；(4)将步骤(3)制备的改性微气泡清洗液处理含油污泥，控制清洗固液比、进样量、进样时间、处理时间，在超声场耦合超重力场条件下，调控超声频率、功率密度、超重力系数，高效清洗处理含油污泥中油类污染物；(5)清洗完成后，固液分离，液相破乳后油水离心分离，油类物质回收，清洗液循环使用。2.根据权利要求1所述的一种改性微气泡清洗液制备及快速高效清洗含油污泥的方法，其特征在于：所述步骤(1)中表面活性剂溶液复配比例十二烷基苯磺酸钠(SDBS)：吐温80(T
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80)＝1：1～5：2，表面活性剂总浓度1.0～2.2％wt。3.根据权利要求1所述的一种改性微气泡清洗液制备及快速高效清洗含油污泥的方法，其特征在于：所述步骤(2)中T型管一口进溶空气加压表面活性剂溶液，加压压力0.2～0.8MPa，另一口进加压氦气，氦气压力0.3～0.9MPa，气液经T型管混合后从减压阀出水。4.根据权利要求1所述的一种改性微气泡清洗液制备及快速高效清洗含油污泥的方法，其特征在于：所述步骤(2)T型管氦气进气口安装有孔径50～300μm的气流分布板，所述减压阀处安装有10～50μm的微孔板。5.根据权利要求1所述的一种改性微气泡清洗液制备及快速高效清洗含油污泥的方法，其特征在于：所述步骤(3)中搅拌速率、时间分别为20～300r/min、2～5min，阳离子PAM浓度及分子量分别为...

【专利技术属性】
技术研发人员：任宏洋，罗任发，金文辉，王兵，谢贵林，朱天菊，李永涛，邓源鹏，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：