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实验室在仿生物理破乳材料及其在含油废水处理中的应用研究方面取得进展
日期:2018-10-19 字体大小:

      含油废水的油水分离是水处理的关键步骤。浮油、分散油通常可以用物理方法处理,而乳化油、溶解油则很难处理。含油废水破乳处理行业常用技术及存在问题如下:(1)常用化学试剂:成本高,且形成固体微废二次污染;(2)膜过滤:成本更高、效率低,不适应大规模处理,膜非常容易堵塞;(3)旋流:占地面积大,处理不了乳化油;(4)离心:处理不了乳化油,且不适应大规模处理;(5)气浮:速度慢、成本高。

  因此,实现高速、环保、高效、物理破乳、破乳后油可回收,是含油废水处理发展的重要方向,应用市场包括炼化水处理、煤化工水处理、油田回注水处理、机加工废水处理、餐饮废水处理等行业。中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋环境材料团队发展了系列仿生自适应吸附材料,遇到不同大小的油滴可改变自身状态而实现有效捕捉,且可破坏乳化剂的稳定性;通过多种功能性材料的协同作用,在不加化学药剂的情况下可实现含油废水的破乳,将废水中的含油量降到20ppm以下;针对材料的特性,设计了可最大限度发挥材料性能的装备。目前市场上同类产品相对较少,超滤或反渗透等技术类似,但其成本高、效率极低、膜容易堵塞、清洗困难,不适合量大、快速的污水处理。

  本技术主要优势体现在以物理法替代化学法,环保高效,成本低,破乳后油可回收。目前研制的材料已量产,相关设备已在多家企业试运行,性能稳定,已有多项授权专利(201310703409.5、201510036234.6、201410778473.4、201720857242.1)。

  未来,研究团队将在以下几个方面进一步开展研究工作:(1)针对不同工况条件发展不同型号设备;(2)针对不同水质,积累数据,形成解决方案的技术参考数据库与标准;(3)进一步提高设备性能,在提高水处理速度、水处理效果的基础上,进一步降低处理成本、设备占地面积;(4)实现设备的智能化、无人化及在线修复功能。

图1 煤化工水处理改造工程

图2 处理前和处理后水样对比

图3 一次过滤(左)、 二次过滤(中)和矿泉水对比

  (表面事业部)

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