一种均相催化臭氧改性微气泡清洗液制备及强化油泥清洗的方法技术

本发明专利技术属于固体废弃物处理与处置技术领域，提供了一种均相催化臭氧改性微气泡清洗液制备及强化油泥清洗的方法，包括以下步骤：表面活性剂溶液与臭氧混合，在高速搅拌条件下制备臭氧改性微气泡溶液，慢速搅拌条件下加入过渡金属离子催化剂，制得均相催化臭氧改性微气泡清洗液。在搅拌和加热条件下，将本发明专利技术清洗液用于含油污泥清洗，利用改性微气泡的降低界面张力、增溶等作用将油从固相表面洗脱，降低油泥残油率；控制均相催化改性臭氧微气泡半衰期，以过渡金属离子催化剂臭氧产生羟基自由基，将油泥中难洗脱重组分氧化成易清洗轻组分，降低油泥黏度，促进石油类转移至液相，进一步提高脱油率，实现含油污泥的高效清洗，具有良好应用前景。良好应用前景。良好应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种均相催化臭氧改性微气泡清洗液制备及强化油泥清洗的方法


[0001]本专利技术属于固体废弃物处理与处置
，具体涉及一种均相催化臭氧改性微气泡清洗液制备及强化油泥清洗的方法，适用于含油固相清洗，尤其在含油污泥清洗上的应用。

技术介绍

[0002]含油污泥大量产生于石油钻井、储运、炼化等过程中，是一种复杂稳定的物质，一般含有大量的老化原油、胶质、沥青质、固体悬浮物、重金属、放射性元素等，其中石油类为最重要的污染物，其组成包含了烃类和其他有机混合物，非烃类主要包含硫、氮有机物等。含油污泥因其组成的复杂性，具有粘度高，脱水效果差，重组分难洗脱、处理难度高等特点，如果不加以有效处理，势必对人类和环境造成严重威胁。
[0003]目前治理含油污泥的方法主要有物理化学技术和生物技术。物理化学技术通过氧化、萃取、调质分离、化学清洗等原理分离含油污泥中油类物质、固体悬浮物、重金属等，生物技术通过微生物分解、植物吸收等原理降低油类物质、重金属含量。但这些方法都存在缺陷，焚烧油类物质未有效利用、易产生有毒气体；化学清洗含油污泥存在表面活性剂用量大、清洗效果不理想、石油类在表面活性剂作用下乳化、清洗液回收困难、后续处理难度大等问题。
[0004]由于含油污泥具有粘度高、重组分难分离等特点，普通表面活性剂清洗液对油泥中胶质、沥青等重组分清洗效果差。中国专利(申请号：CN 114956495 A)公开了一种pH响应型复配表面活性剂清洗液以及含油污泥的处理方法，该方法将溶剂脱沥青质与化学清洗技术相结合，采用正庚烷萃取预处理脱除油泥中重组分，再用化学清洗清洗油泥，该方法先萃取再化学清洗，萃取剂价格高，且残留在油泥中增加清洗负荷；清洗液中需添加两种表面活性剂，表面活性剂用量大，浓度可达5wt％，且破乳需反复调节pH，操作繁琐。
[0005]综上所述，为了提高重质油的去除效率、节约能源、降低成本，研究一种简单、高效的含油污泥清洗液及清洗方法具有重要价值和意义。

技术实现思路

[0006]为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种均相催化臭氧改性微气泡清洗液制备及强化油泥清洗的方法，控制搅拌强度和时间，在通臭氧条件下制备气含率高、均一稳定的臭氧微气泡溶液，调控水力参数、加入均相催化剂，使臭氧均相催化剂均匀负载在改性微气泡表面，制得兼具化学清洗及定向氧化油类物质的均相催化臭氧改性微气泡清洗液，将制备的特殊清洗液应用于含油污泥清洗，通过化学清洗联合臭氧定向催化氧化重质油，提高脱油率。改性臭氧微气泡主要由臭氧内核和表面活性剂外壳包膜材料组成，外壳上载有臭氧均相催化剂，清洗液中改性微气泡增溶、降低油水界面张力作用促进油类物质转移至清洗液中，清洗一段时间后，通过调节超声功率密度、振动幅度和强度，控制臭氧改性微气泡半
衰期，高传质效率的臭氧微气泡在催化剂作用下产生羟基自由基，攻击重质油，将油泥中难清洗重质油氧化成轻组分，降低固相残油率。
[0007]技术难点
[0008](1)石油类在表面活性剂作用下乳化，油类物质回收利用困难，清洗液处理难度增加。
[0009](2)化学清洗含油污泥表面活性剂用量大，对油泥中高粘度重质油组分清洗效率低。
[0010](3)臭氧在高压及高温条件下易分解，催化氧化无选择性，控制臭氧定向氧化重质油较困难。
[0011](4)臭氧在水中传质效率低，氧化能力较弱，氧化油类物质臭氧消耗量大。
[0012]技术方案
[0013]本专利技术的一种均相催化臭氧改性微气泡清洗液制备及强化油泥清洗的方法技术方案如下：
[0014](1)在表面活性剂溶液中通臭氧，高速搅拌一段时间后加入均相催化剂，制备气含率高、表面活性剂用量少、兼具化学清洗和定向氧化重质油得均相催化臭氧改性微气泡清洗液；
[0015](2)控制清洗固液比、搅拌强度、清洗时间、清洗温度，将均相催化臭氧改性微气泡清洗液应用于含油污泥清洗；
[0016](3)清洗液处理含油污泥一段时间后，大部分轻质油被去除；将清洗反应器置于超声场中，调节超声功率密度，控制反应器水平振动振幅及强度，通过振动联合超声，控制均相催化改性臭氧微气泡半衰期，臭氧在催化剂作用下产生羟基自由基，攻击重质油，将油泥中难清洗重质油氧化成轻组分，提高除油率；
[0017](4)补充适量清洗液，清洗重质油氧化产物，清洗结束后静置固液分离，尾气臭氧采用活性碳吸附处理，油水分离，油类物质回收。
[0018]本专利技术提供了一种均相催化臭氧改性微气泡清洗液制备及强化油泥清洗的方法，主要包括以下步骤：在射流通入臭氧条件下将十二烷基硫酸钠和槐糖脂复配表面活性剂溶液与均相催化剂混合，对含油污泥进行洗脱、均相催化深度去除油泥上的石油类污染物。在清洗过程中，一方面，原油类有机物由于均相催化臭氧微气泡表面能强化与疏水污染物的结合及巨大的比表面积首先被吸附在泡沫的表面，均相催化臭氧改性微气泡携带的表面活性剂由于吸附和相似相溶作用将原油从固相表面洗脱，油类有机物转移到均相催化臭氧改性微气泡表面，由于原油类有机物较水密度小，因此在体系中会向上层移动，达到原油脱除的目的，另一方面，在振荡联合超声的作用力下，体系中臭氧改性微气泡发生破裂，释放出臭氧与吸附在微气泡外壳的均相臭氧催化剂作用，加快羟基自由基产生，提高臭氧氧化能力，将油泥中难洗脱的重组分分解成亲水性较强的低分子碳氢化合物(羧酸、酚类、醇及气态有机物)，联合微气泡的增溶、降低油水界面张力、润湿作用，使油泥中大部分有机物转移至液相，进一步降低固相残油率，实现含油污泥的高效清洗。
[0019]因此，本专利技术创新性在于，在常温常压下制备了一种稳定性高、兼具清洗和催化氧化功能的臭氧改性微气泡清洗液，采用高速剪切法制备改性微气泡清洗液，保证臭氧改性微气泡在制备过程中不分解；微气泡有利于强化臭氧气液传质，增强臭氧氧化性；通过控制
清洗温度、清洗时间、水力条件及微气泡半衰期，化学清洗协同臭氧催化定向氧化重质油，联合作用下强化含油污泥清洗，提高对重质油清洗效率，降低油泥残油率。本专利技术中一种均相催化臭氧改性微气泡清洗液制备及强化油泥清洗的方法，结合以下具体步骤，创新性分析如下：
[0020](1)复配比例十二烷基硫酸钠：槐糖脂＝4：6～6：4，以表面活性剂总浓度0.8～1.2wt％制备表面活性剂溶液待用。
[0021]优选的，所述步骤(1)中生物表面活性剂槐糖脂，具有良好洗涤、分散乳化、润湿增溶等功能，生物降解率100％，环境友好；十二烷基硫酸钠和槐糖脂，分别为阴离子和非离子表面活性剂，复配后形成的混合吸附层使得阴离子的极性基头间电性斥力减小，表面活性剂在界面上的吸附更加致密，能更好的降低表面张力；表面活性剂浓度过低时，表面活性剂分子在壳层分布密度较低，微气泡外壳会较稀薄，容易破灭，气泡半衰期短、稳定性差；表面活性剂浓度过高时，液膜间的作用力太大，表面活性剂分子的移动受到阻碍，降低泡沫的稳定性，使得半衰期变短。
[0022](2)将表面活性剂溶液置于微气泡制备容器中，臭氧发生器氧气进气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种均相催化臭氧改性微气泡清洗液制备及强化油泥清洗的方法，包括以下步骤：(1)用表面活性剂溶液、臭氧、均相催化剂制备均相催化臭氧改性微气泡清洗液；(2)均相催化臭氧改性微气泡清洗液与含油污泥搅拌混合清洗；(3)通过振动联合超声，控制均相催化改性臭氧微气泡半衰期，定向氧化重质油，再补充10％清洗液，清洗1～2min后静置固液分离，液相中加入破乳剂、油水分离，油类物质回收，尾气处理。2.根据权利要求1所述的一种均相催化臭氧改性微气泡清洗液制备及强化油泥清洗的方法，其特征在于：所述步骤(1)中表面活性剂溶液由十二烷基硫酸钠：槐糖脂＝4：6～6：4复配而成，质量浓度为0.8～1.2％。3.根据权利要求1所述的一种均相催化臭氧改性微气泡清洗液制备及强化油泥清洗的方法，其特征在于：所述步骤(1)中均相催化剂包括过渡金属离子Fe
2+
、Mn
2+
、Ni
2+
、Cu
2+
、Zn
2+
、Ag
+
中的一种，过渡金属离子质量浓度为0.3～0.8％。4.根据权利要求1所述的一种均相催化臭氧改性微气泡清洗液制备及强化油泥清洗的方法，其特征在于：所述步骤(1)中均相催化臭氧改性微气泡清洗液制备方法，包括以下步骤：(1)从容器底部射流进臭氧，臭氧发生器进气量为0.1～10L/min，高速搅拌表面活性剂溶液获得改性臭氧微气泡溶液；(2)停止通入臭氧，改性臭氧微气泡溶液中加入均相催化剂，催化剂投加速率3～8g/(L
·
min)，控制搅拌转速60～150r/min、接触时间1～3min，制得均相催化臭氧改性微气泡清洗液。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：任宏洋，罗任发，金文辉，王兵，唐攀，朱天菊，梁宏，薛代惠美，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：