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环. 2卷第1 4第期

境科

学

研究

Re er ho rv nn ac ec ssa c f nEi moe tS ilne

油含污超泥声处理脱油研究王文祥，韩萍芳，徐宁袁，苏霞，效吕平京南工业 大学超声 化学工程研究所，苏南京 2 0 0 江10 9摘要采用：槽式声超清洗辐器照含油污泥 以气浮浮，选，辅以脱污油除 . (W) 0 1g0g用油为 3/的含.油污泥，经比2 H超声对8k 底z部向上辐照和未 经声超照辐含油的污泥气浮脱效果油 .果明表：℃0水浴，下k8 z声辐照脱 油，后泥 W油)到结在42 H 污超 (达最小， 05g0,未 经声超辐照对照 的 W油 )组为 0 14g下降g约 5.%;k z 8声底部辐照 式方脱油 效果优于4为 .5 比 ( .(/) 2 6 52 H超 0 kz声侧面照辐； 2超 H 8和当4 H声超辐照的声压辐值分别 为00和50 10 Ma,油后污泥W油 )小；加硅酸 钠 0则kz .8 . 2时P脱 (最添降低油含污的超声泥油脱果效.键关词：含油污泥；超声； 油脱图中类号分： 0X 75文标献志码 A 文：章编号：10~ 62 0(8 0 0—5 0 0 19 9 2 0 )40 2—5St d f l S l edD ei g tb u sd u yo yug o l y Ul aon O iinW ANr G e—inW n x a gHAN, ig fn Pn a g—,XU nNig,YUAN —S LV iXo pn i xa, u a i—gIstt o oh mioa ienr nguetf nc e clE gne i,N jag U ieso eyho yo i S nin nvri f cnlg Naj,g2 0 0, Cia ntT n i 10 9 n h nAbsrc:Oi l g tes dti la o dc enngt n n yafr a n i etv h i i h dl,aed e t h s a to ta t slude a rw e naut snu l ia ak a db i mfl or moe e tl note su g yr oo n h n t ma sefci n or i wa f

ol s mae eu sr d Oi . g lls d ue,whs tn a s ta o in 0s.3 / sa id.Tp h ue tofll g f r dol n td y noe i iima sf li cflo i 1 g0g aw p le r o res l o sui eda t ei giw a h s y e i iw u h 8 k ot ua ot d rdi ai nwee cmpa et ot2 Hbotz m rls n ruai ot r or .Th deu h t h watrt tu oand i a iot res sl s ot a f e ls ur rd ai,t e s n s a t n o, ih ea tlams fc i of l o

0r 5./ 0 5 g g.a wba nd a 0℃ I.i 5 . s otei t 4 ts 65%s lh nta tot bt ml a iora i tn . I din,i ci n eb fo ntre sl set ahtw ui t uots nci ad h oir o nad to ta see mh e u t rsat 8 k tmo rsl d i u ati in u e ir 0 k ti euao￣n r ai ntW.e h lr s n pc s r e p or Hzi 0 5 h t 2 Hzb otu toan r ai d s sp o o4r Hzs dts u did i a o n uo toa i r use d o 28 k f s.08 MP n H zi 1 0 Ma,mP afs ao tf olw a e la t I a l ob net oau sl a o er cs si l g e i n yaa d0 4 sk.02 s ci n o r i t ess http:// a s es het simdii t b utt ol su d de o glb h yci ul oan d. tsu r

Ke r woy dso: ll d;elua n i ou g syt s dud;lo r e ingi含油污泥是石油开采、存储和工过加中常程见的固废体物… .油 泥中污石油类的污染物含量很 含

将超声清洗术技用清于含洗油污泥却鲜见报道 .国 2内年 0月1开公的实用新型专利 042 C 2 60 0添把破加 -

N含油泥的泵砂反入釜应， N6 34 %

,高因被此列入《家国险危物废名录》由于现有含油污.处理泥技术(化如学热洗、烧、热焚解萃取法和等 )存在成本高理、效低等缺率点，处因此含油污泥一直未到妥得善处理 处 .置快、速效 理处含污泥油，为 有超清洗技声术受到广泛关注. 7196,年拿大有专利用超声协助表活性面加用利转旋分离法实现 、油、的分离，问添加 超砂水其声以 强加分离过程 . C利16 91依往加次热专 N 883后含的油砂泥中加入破乳剂、阳离表子面活剂性以

砂除，除砂后的泥浆进入超声波应反釜除油，下的余泥浆经二级除砂和二级声除油超经，过净罐化 净化出再水，处理过程复较杂 .目前有不添加任药何剂的声处理超含油污泥工 艺，但成不本、低作简单、操易 于实施，且而不会有 二污次染问 .题新强王等 初步研究了含油污泥的超声清洗工 ,艺未给出超声 但场条声件 .剂除油砂去中的沥青后， .u此 K等o研究声超与苯基过氧甲化氢协处理同砂，油认这为二协者同效并应很 .aeh等研究好了硅酸 超钠声联合理处 dSg i含油污，泥二者得合联处的最理优操化作条件. 获而笔者采槽式用超声洗清辐器照污处水理站 含的收稿期日2:0 0—170—2 0订日期：修 2 0 071—2— 2 1作者简介：王祥文( 92一 )男，江临 安人，士研究生，18,硕浙w nw x 10 1 c 3 . agn20@ 6 .o

油污泥以气，浮浮选，除油污泥中含的污油并回辅脱收，测脱定后污油泥中的W )(中文的油指石油类油 .*责任作，者芳萍9(一)4女，苏常 人州，授，士，要从 事韩1 5,江教博主超在声环工境程中的 用应，p@u.n d.Ih ficeu Cl物质，主要 成为分烃类烷.以压声幅值表征超 声场， 考察含油污清泥洗过程声超照、辐声辐照方和式

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王期文祥等：油泥污超声处理脱油研究含

53添加硅酸钠 3素因的影响 . 个器的敏度为 2灵 .V PM 82/ . a

试验 1

1仪器 1和试剂 .频超双声清洗槽 (锡华能超声电子 有限公无15含油污脱泥油.取 4 含油泥污样置品于烧杯中，入 6 0 m 0g加 4 L水，拌均 ,成含匀污泥油悬液浮；热到4搅形预 0℃, 经超辐照声入；微曝孔管气烧杯到中 气浮，去选插曝司结 )如构图1 .示，所清洗槽长 6 m, 3, 0cm宽 0 c高3 mS 8型；踪二示器波苏 (扬中电子仪器 )厂c 5R江 .石油醚 ,析，纯程分3沸 0~ 60,℃自京北长海 化购厂.工

除污油，后沉淀分离洗清液，然洗清回液用作. 流操程图 2所示如. 图含 2污泥油声超脱 流油程F g . F o c at o ev n e r l fuo o l i 2l w h r rfmo i g tp e o mr m iy

sug y uato n ld e b ls u d 1r2 z H声发生器 2 4 k; 8- k超— 0 z发H生器；

32 H换 能；器— 4 H换能器；清洗 5槽 8k—z 04kz一

2结果 2超声 1辐照对污脱泥油效果的影响 .

图 1声超清洗槽结 示构意图F g S h .m ia gia l o oa i la na k i 1 ec tc d a rmf uts cn c engi tn r根据文献[ 8可知，]超声可分离污中泥污油与无机固体 比.不了同温下度有、对无超辐照声污对脱泥

12含油污泥样 .

品含油污泥取自胜利油田滨一污水站，过脱水经

油效果的影响，图 3所示 . 采如用 2 H超声 清，k z8从槽底洗部上辐向射.其试他验条件：含油污泥) m:(处理,色黑呈，色状；水率为 3 .,%基颜块含 9 8湿W ) (79,基W( ) 01 0gg油为 .%干油为 3 ./.m (清水洗 1),1压幅值 为 0 1P,声照辐为： 6 .声0M超a时间2 i,浮时通入 空气与含 污油泥悬浮液0 nm气 ( ( V气空 )含油污泥 ) 0 )2/ ( .7为.

1 3含油污泥分组分析 .

W ()油的检测方法采用在文献 .[0基上础改 19]进得的超到声提取重量法.含油 泥污样品在温下室干风、,碎约5 O 搅取 . g

0于置01 m

0的具 L塞形锥瓶中 .锥形瓶中加入 3 0在m L的石油醚 (程 3沸 0~6℃0)在3, 0℃下用2 H k 8z超的声波 (电压 10出)V用 1 ,i时搅拌输. 0作 0m n同 提取液用滤过纸 .滤滤渣按述上方法提取 2次 .3把

—度/温￣ ★一C超声有照—-辐一无超声辐

次照提取的滤液},昆合在65℃下蒸馏回石收油醚 . 回收滤液在6 5℃下烘干称重 (, .渣在 1℃5下烘 )m滤0干重 (称 .) m W( )=m m/油+m ) ( ( 1

)图 3超声照对辐含油 污脱泥效果的油影响Fg、 E cf so l a on nma s a fot f 3if t f ut s ud o s r ci n o e o rlat r o l lde do l ig fe isu g e in yi图 3可由知，经超声辐照污的泥脱 后油未，其W( )油温随度化很变小 0,10 gg在. 1/以 .上超声辐经式中，W( 含)油污泥中干油基量质分数，/油 .为g g

14声压值幅的测量 .照后的污泥中W (且随温)度发生改变，0时℃油低 4用声压幅表征超声值强场度.把水器听浸入声超场中，取示波器上示显的开电路压值极. .读=U/ P M )( 2超声辐照可使( )W到最小值，到 00 5g比g降油达 5/.,未超经声辐照的对照组叫 () 油降低 5 ..表明， 56这 声超可效提高含有污油泥气浮脱的油率效是由.这 于声的超机械振动效应和空化应效离分泥污中的颗粒和污油，后污油粒颗在超声 中凝聚场.然而式中,为声P压， U为a听器水的开路电压， M M; PV;为水听器的灵敏度/ a 2, H V MP. k8的超声场 z水中听器灵的度敏 2为. V M a4 H 58/ P0;k z的超声场中听水

4 0后，℃污泥W (温)度高增大，升能原 是因油随

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o54环

境

科

学研

究

第卷 2 1

温度过高后，中的空化度减弱强。 ,缓污中泥水 减‘

可知 2, 8和 4 H 0k超声z频率下声压辐值分别 0 0为和5 100P M. .8 a时2,后油污泥 W中(

)小. 油脱最表 1双超频声辐照污泥脱油果效 T b 1eOi c ne otl e dtab￣e ue r crs lcnd ln o al o lt nfs u g f ieq n y uato i eig i颗粒与油污分离的过 程.因此声超脱油的最温度佳为 4 .C0q

22不超同声生发器对泥污脱效果的油影响 .设计2超组发声生器：①频率为 2 H, k8超z声从清洗底部槽上向辐照②频；率为 4 H,能器在安 0 zk换洗清槽左右边侧两上壁，换能器相对辐照 .不2组在同声压的值幅件条下，比这2超种声辐照清洗含 对油污泥的效果 ( 图 4 .试验他件条同 2节1. )见 .其

2 4酸钠硅对污泥超声脱油效果的影 响

含.油泥污药剂化学清一洗直受备关注.曾宏德¨了究各种表面活性 剂对于 含油污泥清洗 的研超声频率/ H: 12 kz -8; 24 —O

促进用，作为酸硅钠是最适的合药剂 .认者笔考察了硅酸对钠超声辐照含油污泥的处理效果(图 5 .见 )

图4超 频声对含油率污泥脱 油的影响Fg. Efco dss hor sc nird anii 4 f tef mo e f aou i r ait oo l l ded lon n o si u g e igiy硅钠用量酸以加添硅酸钠质占量含油污泥体固质量的比 表例 .验示条件： 频声率 2 H,度试超8 kz温 C4,他条件同2 1 . 0q节其 .由图4知可 8,kz 2 H部底辐照优 4于H 侧的 k 0z面辐照 .能原的有因：可①频率是影响超声清洗的重要因，同频素超率声适合清洗不同物体，8 z比k不 H2 4 H更适合于洗清含油污 .泥0 z含油 k污清泥洗不但 要分离污油和机无体固，要把分的污油离凝聚成大颗粒还后，可以用 浮气浮选油污 K.t s等” v才 uo y o

在不同声 幅压值的情下况，比无有添加硅酸 钠条对件下含污泥油油脱果效，图所示 . 6如由 5知图，油污泥超声清洗时添加硅酸钠可含

使脱会后污泥油中 W油 )高，随着硅酸钠用 量(升且的升高而升 .高合图 5结，可6知，酸钠阻 含碍油

硅泥污超的声洗清，因硅是酸提高 污了油在清洗水原

研的究表明，粒凝 聚的最佳超声率频为颗21~ 2k5 z频率高当于 2 H时率越低，有利越颗粒于； 5H zk

中频的溶解量和乳化量，解溶乳和在化水中的油污而并 能通不过气浮浮选分离 其，最后重在力沉降程过中又吸到含附污油泥表的 .面着随酸钠硅用量大增，凝聚 .大声超频率则空 化阈值明显增大，得空化 使增过程难进行以。而且降低颗粒与 污油的 离分 ,效率 .底②部辐的照声超具有声悬浮效应，可使污泥颗粒在水的中分比布侧面辐更照匀均，有利污于泥 清更洗 .

乳化进入水中的油污量增大， 降重时新吸附到污沉泥表面的污油量增也大，脱故污油 W(升泥高油).

从图可4知，压幅值约为0 1 a时，油 声. MP0含污泥油脱后W ()低；当压声值幅大于 0 1油最但 .0 P后 M,高声 幅压，W值 )而上(升可 .能是a提油这由于反超声声强增高，化强度增 强¨辐照后含油空，污泥中无机粒颗的径变粒小，比表面积增大，面吸 表附污油的质量升高 强.过高时，声含油污泥无中机颗粒表面附大吸量油，污且无法用气浮清洗去除. 2 3双超声辐频照污对脱油泥果效的影 .考响察同时开启2种超声 生发器的污泥脱油效 果其他，试验条件 2同 1节，果如表 1 .示.结所由表1硅酸钠用，量 %图 5硅酸钠用量对含 油污脱泥油的影响iF 5 fE so oci g. ft f s dum ic t o a oe i e lsa ed s g oln yi usdede i n l g log i

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王文等祥：含油污泥声处超理 油研脱究

5 500 9

油污泥声脱超油的最佳温度为40℃,纯在水空中与00 .8,、

化度强高最度温0(6~ 40℃ )相 .符声超频越率 ¨而高，超声化空阈值越大，空化 过越程难进行，以 所2 H 8k z 4比H的脱油率效 .高k0z 由于大分凝聚的部污油颗粒中含水有和机无颗萎07 .0墨

0. 0

粒6,度比水大，密因此在重沉力过程降

中其与油脱后00 2 6 0 08 7 0l0 0

声压幅/值 aPM注：酸钠用 为 0量 .硅4%的泥一污起沉，降用法沉降方 法现实泥分油离.无而气浮时，小的气泡吸附油颗污粒浮出面液. 微图6不同声压 值幅硅下钠酸用量

加硅酸钠可降低污入油的面表张力， 污于利油离剥，是剥离的污油后易乳进入化中水，于后利但不期的浮气脱油以，添硅酸钠加后 ( )所油显明升高 而双 .超频脱声油用机理作有待进步一究研. 对污泥脱油效 果影的响Fi 6E f sco i o m i tc oa e 2O g. ft fsd usl aed s g e1i ol dle doln is gu e igiy

讨3论 在声超辐下照，油污可泥能发生种2化变含：①

4结论 a.

声超照辐以可降含低油污泥脱油后的

污油声在空和化械机振作动用下，固颗粒体表面从脱附，该过程主要决取于声空化作用. 认般为，一声

( )经超声辐 照后， 0℃浴水脱下油，油污油；在 4泥含的 ()到最，小005 g比未g经超声辐 照油达为./5,空化,别是特发生在固体颗粒与 污油面界的处空声化以，效分有离污油与无颗粒机；可同时，空化还声可以产生强的大射流和高温、压，声空化所造成高超的对照组污泥 (( 0 )1g4下降g约 5 %; . 油为2./ )5 含油 6污泥脱油的最佳温度约为4 0℃ .

2 bH声超底部辐照 4比 .H8k z 0 k超声z侧辐面

微射流的可达到 4 0k/]即射流束近 乎固以体 0 m 1, 8h不能所承受的力冲量击其表面，体固表面生腐发在蚀用作；种冲击波在不足×41的时S间内消这 0失，生压可强达到×31 /2同时伴 有。 1产 0N m 0,K的高温 .冲击可波使以状团污泥分散成颗粒污，使油从污泥颗的表粒面剥离 .一般认为，声越强，超空照更合适于含油污泥洗 .清声佳最脱油压声幅值超约 0为1 a .0MP. C双辐照频脱油 明表，8和 4 H超辐照 .声2 0k z

声在压辐分值为 0 0别 5和 00 1M a时，油 后8 .2.

P脱污泥 ( ) .油小 最d污泥中的 ( )油随.着硅酸钠用量的增加而增加，添加硅酸钠最低的. 不添硅加钠酸阻碍含油污的超泥声油 .脱参文考献 (eeec s R f:n er)[1]赵 东风，赵成朝，帅.化 处法理含油污泥工流艺程究研 路 [焦]环境科学研 ,究 00 2:355 J. 2.0,1( ) 5 7—[2]Bs i a d wc aSnD.Uyt s naeo a ifm r t ead k l:oi a rtso n tn fm rs s r pc ib oua n C d,nC 945P .1—70—2 .aaa 9A68 [3 9 2 6 1[] 3 Ko Sdgi,,JKn u aFe hJ a LKge, .a Enehn ime o t1 acmen tbft n u s aa o tr adb i l a urinscaii i J. ertnf m sna y r c snlao ir aod]p io rd a t trn[pA P l oyp h Csm mu 81n, 9,66:- 23.

化强度越高，有利污油于固和颗粒体的分离.越由图3可知， 辐声照明提显高 泥污脱油 果效主要原的超因就是声空超化同时.超声场中粒颗速震动高，造成与水摩的擦，使会固颗粒表面体的污油变层薄 .也②乳化在水 中污的油在超声机械振动作用下 相碰互撞 聚.凝、超声场中 ,颗中粒快速振动，水造成粒颗之间碰，污油撞颗粒 快克速服油水界面张力而聚凝使 .该 过程求声要空化度不能太高强，则将导致污油 否颗在声空化粒用作下分散 .

污油从固体粒颗表面 离剥后 ,有只迅速凝成大颗聚的污粒油，才能与固颗粒体分 .离一旦污脱离泥超声场，粒颗油又将污吸附在被固体颗表粒面 .图小[] Sd4gi ae hKMSd,i gA h, gl rGnV, a .aeaof aeh M C ini a 1 Srpno t i iabt em f bt mmio s a d b uig l o na ad o mi i u rno i u n u s sysn uts u d n sdunrsia][hm kTnl lo s,18,:2 4 ict . .JKi ho epT e 9 88

2 .8 le a M[5]Sd i g S gdi, hlAgr t 1D v m nla e Kh, Mahe MC naii V,eG . ae p ete a ni oo e to r fr xicnf b me t r m i imo s ad fa n w me d oh e at t o u n fi bo t n u s so un4中超声强度过或高低过都不利于脱油，为因过 高不利污油凝于聚，过低则 不于利污从油无机颗粒表

iu la u addsd ict[] Gu o fN aa 98 8 s g t s n n oius eJ . el iei z, 8,1: nro ml at G5 .7. 53

面剥离 .图由4可知，含油泥污脱最油的佳声压值幅约为 0 1 a 0MP. .

[ 6]姜昌盛，姜亮吕，安朝申， .等石油开发产生的油泥砂资 化源装置：中，国N 36 4[] 041 C—620 P0.20 2 1— .5 []7史宝荣张，卿乃，民维，等含油.泥砂分 离净化工的艺方郝法及设备：中国。 1 6 C 9 P1 2 .0 N 88 3 『 1 6—1—2 0 .19

影响超声空化的因原有多很，中超声强度、其温

度和频率在 2 1与 2 2节得到探讨 .图3可知， ..由含

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环

境

科学

研究

第卷 21

8[]王新 ,杨强刚，谢志娟.超 声处理含油 污泥除油实验研究 []油石与 然天气化， 0工6 (3 292) J1. 02, 35: 3 .4 .[ 刘廷良，京，齐文启 .中石油类析分方法的现状 ][9]水刘 .环J境科学研究 0, 03 5: 86 .2 0 1, () 5 .0

4[张玉梅，彭飞，效吕平超.波处声理炼油厂污油破乳脱水的 1研究][]石油炼制与化工， 0 4 3 ) (60—J .02,52 77:[5 1]Pte, F a c n. Uta o w s i— trett n n:ie c ter C rn i o yAl s nc t wae a rmeat ic d n e r e lrs n oc￣ e cq n t e t fr ep no ba n tt a 6 hie uftao i e u n y ho ae o h ln d cr o r clrd ae

冯[O 纪李云，李丽，成 .超武一紫声法外测定 壤土中石油类物 1]质含量[]J .石大学油学报， 912 () 83 . 99,3 6:2 8张.宏刚郭，宁常.声波清洗效 探讨率]_超 J中.国科技信 ,息2o 5o2,1 4 .:41 d g d t nJ.U t nc Ssn c e ri, 9 41: 9 0 .— e rao[ j la o i o ho r ys9 7( ) 52 3 0 ai srnt

[6陈 忠思1]7 1 . 2.超声波清 洗技术与进展[]洗净技术， 0 2 4: 2. 2J,0 )(

] D7[曾宏德.泥清油洗工艺中的药化剂研学[究.大连：大连 1理]工 学大 0,6 5— 4 20: 1 6.[2利陈军吴，纯德张捷，鑫 .水力空化强化H O 1]氧化降解水苯中酚研的究 f] .环境科学研 究， 069 3: 77 J. 20 1, ()—60[ 3K t svA, N te vE B Idc d o g onl o m lpani ls1] o ou N sm n e u ca uim fs l ac e yo udrh ci f n[]o UA C Te tent ano u dJ 0 s SC I A1 9,,8 () 4943 9 6 2 5: 5 . .6[8诺冯，化李茂 .声化学 及应用[其合肥 .:安徽科 技术学 1]M]出版社， 91 1:8 2 93 82—0 .

(任编辑 :萍彩 )责孙

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