公布日：2022.08.09
申請日：2022.07.05
分類號：C02F9/06(2006.01)I;C02F1/461(2006.01)I;C02F1/38(2006.01)N;C02F1/40(2006.01)N;C02F1/56(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種重稠油廢水的電化學(xué)處理裝置及方法，該裝置包括殼體以及自殼體底端向殼體頂端依次交錯設(shè)置的陰極板和陽極板，最底端和最頂端為陰極板，陰、陽極板間距為10mm～30mm。該方法包括將重稠油廢水通入重稠油廢水的電化學(xué)處理裝置中，在交錯設(shè)置的陰極板、陽極板上往復(fù)折流，流速控制在0.1m/s～0.3m/s，進(jìn)行電化學(xué)處理，將電化學(xué)處理后所得出水中投加絮凝劑，然后靜置、油水分離，所得浮油加酸調(diào)節(jié)pH值，經(jīng)離心分離，脫水后油返至煉油廠，除油后液回用。本發(fā)明針對原油煉油廠的重稠油廢水，采用電化學(xué)處理裝置和工藝可以在1‑5min內(nèi)實現(xiàn)油水快速分離，除油后液的油含量＜10mg/L，出水實現(xiàn)澄清透明。
權(quán)利要求書
1.一種重稠油廢水的電化學(xué)處理裝置，其特征在于，包括殼體（1）以及自殼體（1）底端向殼體（1）頂端依次交錯設(shè)置的陰極板（2）和陽極板（3），交錯設(shè)置的陰極板（2）、陽極板（3）使重稠油廢水由下至上往復(fù)折流，其中最底端和最頂端均為陰極板（2），相鄰的陰極板（2）與陽極板（3）之間的間距為10mm-30mm；所述陽極板（3）為石墨極板、釕銥涂層鈦極板、銥鉭涂層鈦極板和二氧化鉛涂層鈦極板中的一種；所述陰極板（2）與單正高頻脈沖電源的陰極連接，所述陽極板（3）與單正高頻脈沖電源的陽極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重稠油廢水的電化學(xué)處理裝置，其特征在于，所述陰極板（2）均勻間隔設(shè)置于所述殼體（1）的一側(cè)，所述陽極板（3）均勻間隔設(shè)置于所述殼體（1）上陰極板（2）的對側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的重稠油廢水的電化學(xué)處理裝置，其特征在于，所述陰極板（2）的一端貫穿所述殼體（1），另一端與對側(cè)面保留間距，所述陰極板（2）的兩側(cè)與所述殼體（1）緊密接觸形成液體密封；所述陽極板（3）的一端貫穿所述殼體（1），另一端與對側(cè)面保留間距，所述陽極板（3）的兩側(cè)與所述殼體（1）緊密接觸形成液體密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的重稠油廢水的電化學(xué)處理裝置，其特征在于，所述陰極板（2）包括不銹鋼極板或鈦極板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的重稠油廢水的電化學(xué)處理裝置，其特征在于，所述殼體（1）的底端設(shè)有進(jìn)水口（4），所述殼體（1）的頂端設(shè)有出水口（5）。
6.一種重稠油廢水的電化學(xué)處理方法，其特征在于，包括以下步驟：將重稠油廢水通入如權(quán)利要求1-5中任一項所述的重稠油廢水的電化學(xué)處理裝置中，在交錯設(shè)置的陰極板（2）、陽極板（3）上往復(fù)折流，進(jìn)行電化學(xué)處理，所述重稠油廢水在陰極板（2）表面和陽極板（3）表面的流速均控制在0.1m/s-0.3m/s，將電化學(xué)處理后所得出水中投加絮凝劑，然后靜置、油水分離，得到浮油和第一除油后液，浮油的含水率為10%-20%，將浮油加酸調(diào)節(jié)pH值，經(jīng)離心分離，得到脫水后油和第二除油后液，脫水后油的含水率≤5%；所述電化學(xué)處理的電壓為3V-25V，電流密度為50A/m2-200A/m2，頻率為500Hz-3000Hz。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的重稠油廢水的電化學(xué)處理方法，其特征在于，所述絮凝劑以含絮凝劑的溶液形式進(jìn)行投加，所述絮凝劑為聚丙烯酰胺，所述絮凝劑的投加量為10g/噸重稠油廢水-50g/噸重稠油廢水；所述靜置的時間為1min-5min；加酸調(diào)節(jié)pH值＜2，所述酸為硫酸、硝酸、鹽酸、甲酸和乙酸中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的重稠油廢水的電化學(xué)處理方法，其特征在于，所述脫水后油返至煉油廠，所述第一除油后液和第二除油后液進(jìn)行回用；所述電化學(xué)處理裝置定期采用反洗液進(jìn)行反洗，反洗后的溶液進(jìn)行精餾，控制溫度使溶液氣化揮發(fā)，所得氣體經(jīng)冷凝回流，循環(huán)進(jìn)行反洗，所得出水返回至電化學(xué)處理裝置進(jìn)行處理；所述反洗液包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、乙酸乙酯和丙酮中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的重稠油廢水的電化學(xué)處理方法，其特征在于，所述重稠油廢水是指劣質(zhì)化原油經(jīng)過電脫鹽工藝得到的含油廢水，油含量>5000mg/L。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，特別是針對煉油廠劣質(zhì)化、重質(zhì)化的含油廢水，提供一種可快速實現(xiàn)油水分離、分離效率高、效果好的重稠油廢水的電化學(xué)處理裝置及方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
一種重稠油廢水的電化學(xué)處理裝置，包括殼體以及自殼體底端向殼體頂端依次交錯設(shè)置的陰極板和陽極板，交錯設(shè)置的陰極板、陽極板使重稠油廢水由下至上往復(fù)折流，其中最底端和最頂端均為陰極板，相鄰的陰極板與陽極板之間的間距為10mm-30mm。
上述的重稠油廢水的電化學(xué)處理裝置，優(yōu)選的，所述陰極板均勻間隔設(shè)置于所述殼體的一側(cè)，所述陽極板均勻間隔設(shè)置于所述殼體上陰極板的對側(cè)面。
上述的重稠油廢水的電化學(xué)處理裝置，優(yōu)選的，所述陰極板的一端貫穿所述殼體，另一端與對側(cè)面保留間距，所述陰極板的兩側(cè)與所述殼體緊密接觸形成液體密封；所述陽極板的一端貫穿所述殼體，另一端與對側(cè)面保留間距，所述陽極板的兩側(cè)與所述殼體緊密接觸形成液體密封。
上述的重稠油廢水的電化學(xué)處理裝置，優(yōu)選的，所述陰極板包括不銹鋼極板或鈦極板，所述陽極板包括石墨極板、釕銥涂層鈦極板、銥鉭涂層鈦極板和二氧化鉛涂層鈦極板中的一種。
上述的重稠油廢水的電化學(xué)處理裝置，優(yōu)選的，所述陰極板與單正高頻脈沖電源的陰極連接，所述陽極板與單正高頻脈沖電源的陽極連接；所述殼體的底端設(shè)有進(jìn)水口，所述殼體的頂端設(shè)有出水口。
作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種重稠油廢水的電化學(xué)處理方法，包括以下步驟：
將重稠油廢水通入上述的重稠油廢水的電化學(xué)處理裝置中，在交錯設(shè)置的陰極板、陽極板上往復(fù)折流，進(jìn)行電化學(xué)處理，所述重稠油廢水在陰極板表面和陽極板表面的流速均控制在0.1m/s-0.3m/s，將電化學(xué)處理后所得出水中投加絮凝劑，然后靜置、油水分離，得到浮油和第一除油后液，浮油的含水率為10%-20%，將浮油加酸調(diào)節(jié)pH值，經(jīng)離心分離，得到脫水后油和第二除油后液，脫水后油的含水率≤5%。
上述的重稠油廢水的電化學(xué)處理方法，優(yōu)選的，所述電化學(xué)處理的電壓為3V-25V，電流密度為50A/m2-200A/m2，頻率為500Hz-3000Hz。
上述的重稠油廢水的電化學(xué)處理方法，優(yōu)選的，所述絮凝劑以含絮凝劑的溶液形式進(jìn)行投加，所述絮凝劑為聚丙烯酰胺，所述絮凝劑的投加量為10g/噸重稠油廢水-50g/噸重稠油廢水。
上述的重稠油廢水的電化學(xué)處理方法，優(yōu)選的，所述靜置的時間為1min-5min。
上述的重稠油廢水的電化學(xué)處理方法，優(yōu)選的，加酸調(diào)節(jié)pH值＜2，所述酸為硫酸、硝酸、鹽酸、甲酸和乙酸中的一種或多種。
上述的重稠油廢水的電化學(xué)處理方法，優(yōu)選的，所述脫水后油返至煉油廠，所述第一除油后液和第二除油后液進(jìn)行回用。
上述的重稠油廢水的電化學(xué)處理方法，優(yōu)選的，所述電化學(xué)處理裝置定期采用反洗液進(jìn)行反洗，反洗后的溶液進(jìn)行精餾，控制溫度使溶液氣化揮發(fā)，所得氣體經(jīng)冷凝回流，循環(huán)進(jìn)行反洗，所得出水返回至電化學(xué)處理裝置進(jìn)行處理；所述反洗液包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、乙酸乙酯和丙酮中的一種或多種。
上述的重稠油廢水的電化學(xué)處理方法，優(yōu)選的，所述重稠油廢水是指劣質(zhì)化原油經(jīng)過電脫鹽工藝得到的含油廢水，油含量>5000mg/L。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
（1）現(xiàn)有電極通電過程中，極板表面會快速產(chǎn)生大量微小氣泡，但是這些氣泡會快速聚集長大失去最佳效果，本發(fā)明的電化學(xué)裝置通過特殊設(shè)計的電化學(xué)結(jié)構(gòu)，使廢水必須在每一個電化學(xué)單元極板表面來回折流，增加了極板與廢水的接觸面積，且含油廢水在極板表面以一定流速折流，沖刷極板表面剛產(chǎn)生的微小氣泡，從而獲得大量微小氣泡，有效增加了單位廢水?dāng)y帶的氣泡數(shù)量。
（2）由于重稠油廢水中油呈乳化狀態(tài)，需要通過破乳來加快油水分離，本發(fā)明的電化學(xué)處理方法區(qū)別于傳統(tǒng)方法采用直流電源的設(shè)計，采用高頻脈沖電場進(jìn)行破乳，破乳效率高，含油廢水不需要在設(shè)備中停留，以一定流速快速經(jīng)過每一個電化學(xué)單元，從而實現(xiàn)破乳，破乳后油呈絮體在水中漂浮，為了加快油的上浮，投加絮凝劑，利用絮凝劑的網(wǎng)捕作用使絮體成長為大絮體，在氣泡的帶動下快速上浮，油水可在1-5min內(nèi)完成快速分離，底部出水油含量<10mg/L。由于靜置后油水分離溢出的浮油容易乳化，且仍然含有10%-20%的水，通過加酸調(diào)節(jié)pH，可提升油在水中的穩(wěn)定性，防止離心過程中油再次乳化，離心出水澄清，油含量10mg/L，且離心分離后回收的油，含水率＜5％。
（3）為了避免重稠油廢水中油黏附在陽極上，使陽極鈍化而不導(dǎo)電，本發(fā)明的電化學(xué)處理裝置運行中，不做水力停留，含油廢水以一定流速通過每一個電化學(xué)單元，有效避免了陽極的鈍化，針對電化學(xué)處理裝置長時間運行或設(shè)備停止后，陽極可能會黏附一定油的技術(shù)問題，本發(fā)明會定期對極板反洗，防止極板鈍化，采用可溶解原油的低沸點有機溶劑進(jìn)行反洗，使油相溶解到有機相中，再通過精餾分離，使有機溶劑冷凝回用反洗。
（發(fā)明人：蔣曉云;岳士翔;何勁松;陳輝;夏棟;易亞男;劉雅倩）
