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J. Clean. Prod.：新疆理化所在石化行業(yè)油-水混合物分離和資源化利用領(lǐng)域取得進(jìn)展

來源：中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所      2022-09-27
導(dǎo)讀：中科院新疆理化所分離材料與技術(shù)團隊多年來從事油-水分離材料的制備及其應(yīng)用研究，并提出聚集誘導(dǎo)破乳技術(shù)（Aggregation-induced demulsification, AID）實現(xiàn)油-水混合物分離的新方法。該項研究是AID技術(shù)在石化行業(yè)含油污水分離領(lǐng)域的首次規(guī)?；瘧?yīng)用，驗證了相關(guān)材料和技術(shù)在實際應(yīng)用場景下的有效性和穩(wěn)定性，將有助于石油石化領(lǐng)域含油污水的深度處理和資源化利用。
石化行業(yè)產(chǎn)生的含油污水具有乳化程度高、成分復(fù)雜、化學(xué)需氧量（COD）和固體懸浮物含量高等特點，如何將其妥善處理并實現(xiàn)資源化利用一直是行業(yè)痛點。目前常采用藥劑絮凝-氣浮法處理此類污水，該工藝相對成熟但需持續(xù)添加化學(xué)藥劑，導(dǎo)致運行成本高，且油-水混合物中油類以油泥形式產(chǎn)出，造成資源浪費。開發(fā)綠色和低成本的新型分離技術(shù)，對于實現(xiàn)含油污水高效分離和資源化利用至關(guān)重要，這在實際應(yīng)用中也有迫切需求。

中科院新疆理化所分離材料與技術(shù)團隊多年來從事油-水分離材料的制備及其應(yīng)用研究，并提出聚集誘導(dǎo)破乳技術(shù)（Aggregation-induced demulsification, AID）實現(xiàn)油-水混合物分離的新方法。在此基礎(chǔ)上，科研團隊與中科瑞麗分離科技無錫有限公司合作，利用自行研發(fā)的油-水分離材料制備成標(biāo)準(zhǔn)組件，并采用分離材料梯度配置-分離組件多級串聯(lián)的方案（圖1），開展AID技術(shù)用于石化行業(yè)高度乳化油-水混合物的分離研究。長時間連續(xù)運行結(jié)果表明：在含油污水COD波動情況下（3000-12450 mg/L），經(jīng)AID分離反應(yīng)器處理后最終出水平均COD為329 mg/L，COD去除效率高達(dá)93.5%，并實現(xiàn)乳化油-水混合物中重質(zhì)和輕質(zhì)油類的回收。科研人員進(jìn)一步探究了進(jìn)水COD濃度對去除效率的影響，發(fā)現(xiàn)相鄰AID反應(yīng)器之間對乳化油的分離存在協(xié)同作用，而分離反應(yīng)器的壓降和其流量之間存在線性關(guān)系（圖2），據(jù)此優(yōu)化了整個分離系統(tǒng)的防污堵和去除固體懸浮物的設(shè)計方案。此外，還考察了AID系統(tǒng)中油-水分離材料對環(huán)境的耐受性，結(jié)果表明在現(xiàn)場經(jīng)九個月使用后，材料的力學(xué)和表面潤濕特性仍能保持原有性能的80%以上。AID技術(shù)與傳統(tǒng)的絮凝-氣浮工藝相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、耐沖擊能力強、可有效回收油品等優(yōu)勢，并通過零化學(xué)品消耗和純物理分離方式，為含油污水的處理提供了更清潔、低成本且環(huán)境友好的替代方案。
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圖1.  聚集誘導(dǎo)分離過程示意圖
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圖2.  分離反應(yīng)器壓降與其流量之間關(guān)系
該項研究是AID技術(shù)在石化行業(yè)含油污水分離領(lǐng)域的首次規(guī)?；瘧?yīng)用，驗證了相關(guān)材料和技術(shù)在實際應(yīng)用場景下的有效性和穩(wěn)定性，將有助于石油石化領(lǐng)域含油污水的深度處理和資源化利用。研究成果近期發(fā)表在Journal of Cleaner Production上，研究工作得到中科院“十四五”新興前沿方向和未來技術(shù)方向、新疆高層次人才引進(jìn)計劃等項目的支持。
論文信息：
Ma FX，Hao B, Xi XY, Wang R, Ma PC. Aggregation-induced demulsification technology for the separation of highly emulsified oily wastewater produced in the petrochemical industry. Journal of Cleaner Production 2022, 374, 134017（論文鏈接）.
參考資料：http://www.xjipc.cas.cn/xwnew/kyjz/202209/t20220926_6516964.html


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