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超声波处理含油污泥
(1)烘干所有使用仪器,滤纸恒重。 (2)选取油泥样品,来源包括原油储存罐、钻井放喷池、固废填埋场、污水 处理厂等处随即抽取油泥砂样品,为方便记录,本试验中样品编号分别为 y1、 y2、y3,样品均呈黑褐色,无明显原油聚集凝聚物,用粉碎机粉碎后密封储存。 (3)连接好水份测定器,加热、控制回流速度 2~4 滴/秒,当接收器中收集的 水体积不再增加时,停止加热,冷却,读出体积 Vw(ml)。 (4)将圆底烧瓶中冷却的液体,倒入装有恒重滤纸的布氏漏斗中,过滤。 (5)抽滤完毕,砂层于 103~105℃下烘干后,利用差减法称出泥重量。 2.3 含水率、含泥率、含油率计算公式 含水率%(Ytw)=( Vw·γw)/W×100% 含泥率%(Yts)=(Wof-Wf)/W×100% 含油率%(Yto)=1-Ytw-Yts 其中:γw—水的密度;Wof—抽滤后砂与滤纸重;Wf—恒重后滤纸重;W—样 品重。 2.4 含油污泥样品的组成分析结果 表1 样品 y1 y2 y3
本文首先对含油污泥的组分进行分析,其次对 HEU(热洗萃取超声波集成) 技术及其实验过程进行了详细论述, 并在此基础上确定 HEU 技术处理含油污泥的 工艺流程,进一步实现了规模化应用。 二、含油污泥样品组分分析 2.1 仪器、药剂 水份测定器、布氏漏斗、抽滤瓶、定量滤纸、石油醚(90~120℃,AR)、超声 波清洗器、增力电动搅拌机、不锈钢压滤机、自动萃取器、红外分光测油仪。 2.2 方法步骤
据“相似相溶”原则,萃取剂在性质上需要与原油相近,但又必须适度的应用“相 似相溶”原则。自主研究并选用了以有机溶液为主要原料配置的四种编号为 cqj01、cqj02、cqj03 和 cqj04 的药剂作为含油污泥的萃取剂,并进行了萃取实 验,按萃取剂与泥样比 1∶ 1 的比例萃取,室温下萃取 3 次,溶剂回收的蒸馏温度最 高控制在 150℃。实验结果见表 3。 除油率=(萃取前含油污泥中油的总质量-萃取后含油污泥中残余油的质量)/ 萃取前含油污泥中油的总质量。 表2 萃取剂 除油率 选取的四种萃取剂对含油污泥进行三次萃取后的实验效果 cqj01 73.6% cqj02 72.5% cqj03 74.3% 对石油类化学 分子有破坏作 用,浪费石油 资源 cqj04 78.2%
针对当前石油石化、城镇污水处理等行业采用的各种含油污泥处理工艺的流程、 技术优势、技术难点以及经济可行性等诸多方面进行了分类概述,进一步加深了 对含油污泥处理内在机理的认识。在此基础上,对含油污泥进行了一系列实验研 究,结合了热洗法、萃取法及超声波促进分离等技术的优点,确定了一套“热洗 萃取超声波集成技术(简称 HEU 技术) ”来处理含油污泥,并且在对实验现象 及实验结果理论分析后,获得了设备技术及最佳运行参数,不仅简单易行,还能 有效回收石油资源,使含油污泥中的石油类含量从处理前的 10%—50%降低至处 理后的 1%以下,满足无害化、资源化处理。 关键词:含油污泥 一、概 述 热洗 超声波
四种萃取剂均可以达到较高的除油率,但是 cqj01、cqj02、cqj03 存在明显 的缺陷且萃取剂的回收率会随着放置时间的增加而减少。 而萃取剂 cqj04 的除油 率和回收率均为最高最高,因此选用萃取剂 cqj04 作进一步研究。 (2)萃取温度对除油率的影响
表3 萃取剂 放置 2 小时 萃取剂 回收率 放置 12 小时 放置 6 小时
(Ultrasonic)促进分离技术进行含油污泥处理的一套全新技术, 热洗贯穿于整个 工艺流程,在此前提下,稳定了系统最佳处理温度,使三级萃取及三级超声波促 进分离处理效果达到了最佳状态,回收了含油污泥中的石油资源,使处理结果达 到国家标准。 3.1 热洗(Hot Wash)技术的研究 现有的含油污泥热洗技术是将含油污泥加水稀释后再加热,使油从固相表 面脱附并聚集分离的污泥除油方法,在含油量较高、乳化较轻的落地原油和油砂 的原油回收处理中应用较多。比如,****对含油量为 32%的落地油(含大量的黏 土和砂等) , 经热洗可回收泥中 50%左右的原油, 但剩余干泥的含油量一般为 10% 左右,不能达到标准化处理要求。 为提高热洗效率,HEU 集成技术在前置处理单元,采用摔打式洗涤原理, 设 计了一二级粗料洗涤装置, 增加了含油污泥热洗的接触面积及效率。当一二级粗 料洗涤机在旋转时, 热水通过洗涤喷淋管道进入装置内与污泥充分混合,并受到 水平方向和垂直方向的两个作用力。由于洗涤剂与污泥之间的摩擦力,两个力的 作用方向与大小均不断变化, 它们的合成作用力就形成了污泥在洗涤剂内的强烈 翻滚,在污泥之间、热水、洗涤机之间产生了摩擦力与撞击力。这样反复的机械 运动,使含油污泥的热洗效果达到了最大化,从而达到洗净、系统提温的作用, 虽然还不能达到标准化处理的要求,但为后续的萃取及超声波促进分离做好准 备。 3.2 萃取(Extraction)剂的选择 (1)萃取剂必须能溶解含油污泥中的原油,包括胶质物、沥青,而且沸程要 与含油污泥中污油的沸程无重叠或尽量少重叠,以利于萃取剂通过蒸馏回收。根