[发明专利]一种破乳处理装置和破乳剂的制备方法

说明书

一种破乳处理装置和破乳剂的制备方法，属于废水处理技术领域。该方法简单环保，制得的磁性碳纳米管破乳剂可以对稳定的水包油型含油废水进行快速破乳。通过磁场分离器，能够实现处理后的混合溶液中的磁性纳米破乳剂快速有效分离，进行清洗干燥后多次循环使用，既减少了二次污染，又能有效降低破乳剂的制备成本。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其是一种破乳处理装置和破乳剂的制备方法。

背景技术

近年来，随着科技进步和社会发展，对于石油能源的需求量与日俱增，从而也促进了石油工业蓬勃发展。然而由此带来的问题就是，在生产过程中产生了大量的水包油型含油废水。这类含油废水中含有石油烃，如果直接排放，废水中所含的石油烃会对生态环境造成严重的危害，并且这种危害不可逆转。此外，直接排放含油废水也会对人类的健康产生影响。

水包油型含油废水的油滴粒径，最小的只有几微米，导致处理难度非常大。用传统方法来处理这类含油废水，很难做到有效分离，分离效率不高。

石油废水处理中的关键环节是破乳，目前使用最多的破乳方法是化学破乳，通过加入化学破乳剂来实现油水分离。化学破乳的优点在于破乳效率高，但化学破乳剂加入后，很难再从中分离出来，从而产生二次污染。Fe₃O₄纳米粒子具有磁性，且制备方法简单，生物相容性好，将Fe₃O₄纳米粒子枝接到多壁碳纳米管上可以使这种复合材料破乳剂同样具有磁响应。因为破乳剂有磁响应，因此利用磁铁就能将破乳剂从含油废水中分离出来。这样做既可以不对含油废水产生二次不可逆污染，又能将破乳剂回收后再次利用。

中国申请专利CN110182894A公开了一种利用反应釜将Fe₃O₄枝接到氧化改性纳米管破乳剂的制备方法，虽然这种方法制备的磁性破乳剂已经拥有良好的破乳性能，并且也能够循环多次利用，但由于反应釜存在高压环境，因此存在一定制备风险。

碳纳米管，是一种具有特殊结构的一维量子材料，由单层或多层石墨烯片按一定的螺旋度卷曲而成。碳纳米管结构中，碳原子与相邻的三个碳原子以sp²杂化形成六元环，共轭的sp²碳原子在整个碳纳米管的表面形成高度离域的大π键体系，可以与原油中的沥青质或胶质形成π π非共价键作用，从而达到吸附含油废水中油的目的，实现油水分离。但碳纳米管的理化性质，使得这种材料在进行破乳后不易从含油废水中有效分离和重复使用，因此对于这种材料的应用前景有着较大的限制。利用Fe₃O₄纳米粒子枝接到碳纳米管上，可以让材料更好的从含油废水中分离出来，并且能够实现重复使用，提高材料的应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决石油废水处理的难题，提供一种破乳处理装置。同时克服破乳剂制备过程中的不足，提出一种以Fe₃O₄为前驱体的磁性纳米破乳剂的制备方法，该方法简单环保，制得的磁性碳纳米管破乳剂可以对稳定的水包油型含油废水进行快速破乳。通过磁场分离器，能够实现处理后的混合溶液中的磁性纳米破乳剂快速有效分离，进行清洗干燥后多次循环使用，既减少了二次污染，又能有效降低破乳剂的制备成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种破乳处理装置，包括初除室、破乳室、分离室、催化氧化室、沉淀吸附室和支腿。

所述的初除室设有进水管，初除室的中下部设置有微孔式布气盘，所述的微孔式布气盘的上方设有布水管，所述的布水管上具有水平辐射出水口，且布水管连接进水管，所述的微孔式布气盘通过管道连接有初除室外的气泵。所述的初除室的上部设有油渣刮板和油渣槽；进一步地，为了废水处理的效果更好，布水管设置成同心圆形状或十字形状。

废水中的浮渣、浮油、分散油和部分固体附着油在初除室被去除。