本發(fā)明涉及一種石油廢水處理裝置，尤其涉及一種基于溫敏性磁納米材料的乳化石油廢水處理裝置。

背景技術(shù)：

石油廢水不僅嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境，而且威脅民眾身體健康[鄭少健,王良焱,李新軍,等.廢水處理中磁性光催化劑的分離回收方法及裝置[j].中國科學(xué)院廣州能源研究所,2005.]。所以，石油廢水的處理對于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會協(xié)調(diào)發(fā)展具有重大意義[tinglü,shuangzhang,dongmingqi,dongzhang,hongtingzhao.thermosensitivepoly(n-isopropylacrylamide)-graftedmagneticnanoparticlesforefficienttreatmentofemulsifiedoilywastewater[j].journalofalloysandcompounds.688(2016)513-520.]。長期以來，化學(xué)藥劑法都是實(shí)現(xiàn)油水分離最常用的方法之一。近年來，國內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，無機(jī)磁性材料(如fe3o4)具有無毒、超順磁性、重復(fù)利用性和生物相容性等優(yōu)點(diǎn)[戴紅蓮,劉榮榮,張平,喻瑩.一種溫敏性磁性復(fù)合微球的制備方法[p].中國：cn105218741a,2016-01-06.]。溫敏性聚合物(如聚n-異丙基丙烯酰胺)具有臨界溶解溫度(lcst)較低和溶脹性等特點(diǎn)[單國榮,許仙波,潘鵬舉.一種溫敏性聚合物納米粒子親水性/疏水性可逆轉(zhuǎn)變的方法[p].中國：cn105820354a,2016-08-03.]。所以，目前研究的溫敏性磁納米材料因兼具了溫敏性和磁響應(yīng)性而在石油廢水處理領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景[陳少華,王友啟,呂成遠(yuǎn),倫增珉,潘偉義,盧剛,賈紅育,周霞.一種溫敏性聚合物及其制備方法和應(yīng)用以及一種油藏驅(qū)油方法[p].中國：cn106317340a,2017-01-11.]。但是，由于該類材料具有尺寸小、吸附能力高、易發(fā)生硬團(tuán)聚等特性，存在處理后的產(chǎn)物難以通過離心、過濾、膜分離等傳統(tǒng)方法從反應(yīng)體系中分離的缺陷，會伴隨溶液進(jìn)入后續(xù)工藝流程，必須在工藝生產(chǎn)線上額外附加清理設(shè)備才能分離，既增加了生產(chǎn)成本，也降低了生產(chǎn)效率。所以研究溫敏性磁納米材料如何在乳化石油廢水中快速分離和回收再利用極具迫切性。

磁分離技術(shù)作為一種較成熟的分離技術(shù)，具有沉降速度快、處理能力大，且受自然溫度影響小等優(yōu)點(diǎn)，可以處理體系中物理化學(xué)等分離方法難以處理的污染物，因此對于磁性分離設(shè)備的研究也層出不窮。

經(jīng)查，現(xiàn)有公開號為cn105060423a的中國專利《一種格柵磁分離式污水處理設(shè)備》，設(shè)備中磁分離格柵上吸附的磁性渣通過專設(shè)的除渣裝置刮去，該設(shè)備的主要目的是從水中分離去除磁性渣，達(dá)到凈化水的目的。還有，如公開號為cn104692499a的中國專利《一種模塊化多級磁性水處理器》，采用模塊化多級設(shè)計(jì),自上而下的多個(gè)磁石水處理模塊可以封裝顆粒依次減小的磁石,每級磁石水處理模塊均可移動,且磁石下端設(shè)計(jì)了過濾網(wǎng)，磁化的水作為冷卻用水有防止水垢產(chǎn)生和去除水垢的作用；如公開號為cn201912926u[6]的中國專利《一種加氫催化反應(yīng)磁性催化劑分離裝置》,即馬達(dá)通過曲柄連桿和拉桿驅(qū)使環(huán)形磁鐵作上下垂直方向移動,從而帶動磁性催化劑顆粒在罐中移動,使磁性催化劑顆粒脫落到罐體底部,重新使用。另外，還有公開號為cn104209185a的中國專利《一種磁性物質(zhì)催化劑分離裝置及系統(tǒng)》，即通過磁吸附原理,從磁性物質(zhì)催化劑分離腔中取出吸附有磁性物質(zhì)催化劑的磁棒，清除化學(xué)液態(tài)物料中混雜的磁性物質(zhì)催化劑；再取出永磁體磁棒或?qū)﹄姶盆F斷電，使磁性物質(zhì)催化劑顆粒二次回收利用。但是，上述這些分離設(shè)備及系統(tǒng)沒有應(yīng)用于乳化石油廢水的處理，且僅利用了磁吸附快速分離的特點(diǎn)，沒有憑借溫敏性物質(zhì)的溫敏特性實(shí)現(xiàn)物料的分離和回收，故不適用于溫敏性磁納米材料處理乳化石油廢水過程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、操作靈活、高效且環(huán)保節(jié)能的基于溫敏性磁納米材料的乳化石油廢水處理裝置。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種基于溫敏性磁納米材料的乳化石油廢水處理裝置，其特征在于：所述乳化石油廢水處理裝置包括內(nèi)裝有含油廢水的第一污水罐、溫敏性磁納米材料反應(yīng)器、第二污水罐、磁性過濾器、換熱器和儲水罐，其中溫敏性磁納米材料反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有可對含油廢水進(jìn)行除油的溫敏性磁納米材料，第一污水罐、溫敏性磁納米材料反應(yīng)器與第二污水罐依次連接組成廢水處理系統(tǒng)，溫敏性磁納米材料反應(yīng)器、磁性過濾器、換熱器和儲水罐依次連接組成對表面吸附油污的溫敏性磁納米材料進(jìn)行除油循環(huán)再利用的清洗系統(tǒng)。

作為改進(jìn)，所述第一污水罐上設(shè)有含油廢水入口和含油廢水出口，含油廢水出口通過第一管路與溫敏性磁納米材料反應(yīng)器相連接，在第一管路上設(shè)有第一水質(zhì)檢測儀、第一截止閥和第一污水泵。

作為改進(jìn)，所述溫敏性磁納米材料反應(yīng)器包括罐體和罐蓋，罐蓋密封蓋設(shè)在罐體的上開口處，罐蓋上具有進(jìn)水口、進(jìn)料口、測壓口、測溫口和液位檢測口，其中進(jìn)水口與第一管路相連接，測壓口、測溫口和液位檢測口分別與壓力檢測裝置、溫度檢測裝置和液位檢測裝置相連接，罐體內(nèi)安裝有攪拌器，罐蓋上安裝有電動機(jī)與攪拌器相連接，罐體的底部設(shè)有出料口，出料口分別通過第二管路、第三管路與第二污水罐、磁性過濾器相連接，罐體的下部及底部外周設(shè)有用于吸附溫敏性磁納米材料的磁性套筒和梯形磁塊，溫敏性磁納米材料通過進(jìn)料口加入罐體內(nèi)，出料時(shí)，溫敏性磁納米材料通過磁性吸附在罐體的下部內(nèi)壁面上。

作為改進(jìn)，所述磁性套筒套設(shè)在反應(yīng)器罐體的外周下部，罐底呈倒三角狀，在罐底的上端、磁性套筒的下方焊接固定有磁塊連接件，梯形磁塊為環(huán)向均勻間隔設(shè)置的4塊，梯形磁塊通過磁塊連接彎矩與磁塊連接件可旋轉(zhuǎn)可拆卸地設(shè)置在罐底的倒三角區(qū)域。

再改進(jìn)，所述第二管路上設(shè)有依次設(shè)有第二截止閥、第二水質(zhì)檢測儀、第三截止閥和第二污水泵，第二水質(zhì)檢測儀和第三截止閥之間設(shè)有第四管路與罐體的進(jìn)水口相連接，在第四管路上設(shè)有第四截止閥和第三污水泵，罐體內(nèi)的廢水處理后從出料口排出，經(jīng)第二水質(zhì)檢測儀檢測，若廢水達(dá)到工藝要求，則打開第三截止閥，經(jīng)第二污水泵送至第二污水罐進(jìn)入下一階段的水處理，若廢水未達(dá)到工藝要求，則打開第四截止閥，并經(jīng)第三污水泵送回罐體內(nèi)進(jìn)行再處理。

再改進(jìn)，所述磁性過濾器與換熱器之間設(shè)有新鮮水入口，當(dāng)罐體內(nèi)處理后的廢水從罐底排出后，關(guān)閉第二截止閥，新鮮水經(jīng)換熱器加熱進(jìn)入儲水罐中，具有一定溫度的水經(jīng)抽水泵送至罐體，在無磁場狀態(tài)下攪拌與溫敏性磁納米材料充分接觸，使溫敏性磁納米材料與油滴分離，通過梯形磁塊將溫敏性磁納米材料吸附在罐壁下部，油水則流經(jīng)磁性過濾器去除油水中攜帶的弱磁物質(zhì)過濾，并過濾除去油水的廢渣，處理后的油水經(jīng)加熱爐加熱后進(jìn)入儲水罐進(jìn)行保溫循環(huán)使用。

再改進(jìn)，所述磁性過濾器為雙u型磁性過濾器，包括二個(gè)并排串聯(lián)的u型桶體，二個(gè)u型桶體的上開口處蓋設(shè)有一蓋板，蓋板上設(shè)有連接管將二者相連通，其中第一u型桶體的上端設(shè)有進(jìn)水口與第三管路相連接，磁性過濾器與反應(yīng)器罐體的第三管路上設(shè)有第五截止閥，第一u型桶體內(nèi)設(shè)有一套筒，套筒內(nèi)設(shè)有可脫卸的磁芯，第二u型桶體的上端設(shè)有出水口、底部設(shè)有廢渣口，第二u型桶體內(nèi)設(shè)有u形過濾膜。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述套筒為u形的非磁芯套筒，套筒的上端固定在蓋板的內(nèi)壁上，磁芯是采用稀土磁鐵的u形結(jié)構(gòu)，磁芯的上端設(shè)有伸出第一u型桶體的抓取塊，蓋板上設(shè)有供磁芯取出的開口。

進(jìn)一步，所述儲水罐為臥式儲水罐，儲水罐的兩端焊接有封頭，采用鞍座支撐，在儲水罐的前端設(shè)有進(jìn)水口與換熱器相連接，儲水罐的底部設(shè)有廢渣出口，儲水罐的后端下部設(shè)有出水口，通過第五管路罐體相連接，第五管路上設(shè)有第六截止閥和抽水泵，儲水罐的后端中部設(shè)有出油管與儲油罐相連接，在出油管上設(shè)有第七截止閥。

再進(jìn)一步，所述儲水罐內(nèi)內(nèi)橫向設(shè)有堰板及油槽，當(dāng)儲水罐中的油不符合重復(fù)利用的工藝要求時(shí)，油層通過堰板溢流至油槽，并排油口排至儲油罐進(jìn)行處理；儲水罐內(nèi)還設(shè)有浮子液位感應(yīng)裝置，浮子液位感應(yīng)裝置設(shè)置在儲水罐內(nèi)的水-油層界面上以用于監(jiān)控液面高度，確保水層低于堰板溢油高度，浮子液位感應(yīng)裝置也可伸至油槽油層界面，當(dāng)在油槽內(nèi)的油層高度接近堰板最高高度時(shí)，通過出油管上連接的液位控制閥自動排油。

最后，所述溫敏性磁納米材料選用fe3o4@sio2-mps@pnipam，溫敏性磁納米材料的加入量為廢水量的90～105mg/l。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：設(shè)置溫敏性磁納米材料反應(yīng)器和磁性過濾器，利用溫敏性磁納米材料在低于某溫度時(shí)可與廢水中的乳化油滴結(jié)合的原理，通過溫敏性磁納米材料反應(yīng)器內(nèi)分散的溫敏性磁納米材料對廢水進(jìn)行除油；利用溫敏性磁納米材料在高于某溫度時(shí)，可與油滴分離，在外加磁場作用下，基于溫敏性磁納米物質(zhì)超強(qiáng)的磁響應(yīng)性，可與水快速分離的原理，將一定溫度的水送至反應(yīng)器內(nèi)，使溫敏性磁納米材料與油滴分離，在磁場作用下，溫敏性磁納米材料仍保留在裝置內(nèi)，實(shí)現(xiàn)其回收再利用，而油水則排出該裝置到儲水罐，罐中的水可重復(fù)用于“溫敏性材料與其表面吸附的油滴分離”過程；利用磁性過濾器對清洗水中的弱磁性物質(zhì)進(jìn)行再回收，無磁性物質(zhì)過濾。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，操作靈活方便，可對乳化石油廢水進(jìn)行高效除油，同時(shí)反應(yīng)器內(nèi)的溫敏性磁納米材料可回收再利用，大大降低了成本，且無二次污染，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的乳化石油廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中溫敏性磁納米材料反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中磁性過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是溫敏性磁納米材料反應(yīng)器底部的梯形磁塊的分布示意圖；

圖5是實(shí)施例中溫敏性磁納米材料用量對對廢水除油率的影響曲線圖；

圖6是ph對廢水除油率的影響曲線圖；

圖7是溫度對廢水除油率的影響曲線圖；

圖8是溫敏性磁納米材料的循環(huán)使用效果圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1～4所示，一種基于溫敏性磁納米材料的乳化石油廢水處理裝置，包括內(nèi)裝有含油廢水的第一污水罐1、溫敏性磁納米材料反應(yīng)器2、第二污水罐3、磁性過濾器4、換熱器5、儲水罐6、第一水質(zhì)檢測儀7、第二水質(zhì)檢測儀12以及多個(gè)截止閥，其中溫敏性磁納米材料反應(yīng)器2內(nèi)設(shè)有可對含油廢水進(jìn)行除油的溫敏性磁納米材料，第一污水罐1、第一水質(zhì)檢測儀7、溫敏性磁納米材料反應(yīng)器2與第二污水罐3依次連接組成廢水處理系統(tǒng)，溫敏性磁納米材料反應(yīng)器2、磁性過濾器4、換熱器5和儲水罐6依次連接組成對表面吸附油污的溫敏性磁納米材料進(jìn)行除油循環(huán)再利用的清洗系統(tǒng)；

第一污水罐1上設(shè)有含油廢水入口和含油廢水出口，含油廢水出口通過第一管路10與溫敏性磁納米材料反應(yīng)器2相連接，在第一管路10上設(shè)有第一水質(zhì)檢測儀7、第一截止閥8和第一污水泵9；

溫敏性磁納米材料反應(yīng)器2包括罐體21和罐蓋22，罐蓋22為凸形結(jié)構(gòu)，罐蓋22密封蓋設(shè)在罐體1的上開口處，通過主螺栓及主螺母使其密封成一體，罐體21和罐蓋22之間襯有密封墊片，罐蓋22上開設(shè)有進(jìn)水口222、進(jìn)料口221、測壓口、測溫口和液位檢測口，其中進(jìn)水口222與第一管路10相連接，用于含有廢水進(jìn)入罐體21，進(jìn)料口221用于溫敏性磁納米材料加入罐體21，測壓口、測溫口和液位檢測口分別與壓力檢測裝置25、溫度檢測裝置26和液位檢測裝置27相連接，罐體1內(nèi)安裝有攪拌器23，罐蓋22上安裝有電動機(jī)24與攪拌器23相連接，罐體21的底部設(shè)有出料口211，出料口211分別通過第二管路20、第三管路30與第二污水罐3、磁性過濾器4相連接，罐體21的下部及底部外周設(shè)有用于吸附溫敏性磁納米材料的磁性套筒28和梯形磁塊210，磁性套筒28套設(shè)在罐體21的外周下部，罐底呈倒三角狀，在罐底的上端、磁性套筒28的下方焊接固定有磁塊連接件29，梯形磁塊210為環(huán)向均勻間隔設(shè)置的4塊，梯形磁塊210通過磁塊連接彎矩291與磁塊連接件29可旋轉(zhuǎn)可拆卸地設(shè)置在罐底的倒三角區(qū)域，通常，彎矩部分是焊接固定在梯形磁塊，罐壁上焊接有兩個(gè)連接件的，然后通過連接螺栓連接。溫敏性磁納米材料選用fe3o4@sio2-mps@pnipam，溫敏性磁納米材料的加入量為廢水量的90～105mg/l，溫敏性磁納米材料通過進(jìn)料口221加入罐體21內(nèi)，出料時(shí)，溫敏性磁納米材料通過磁性吸附在罐體21的下部內(nèi)壁面上；第二管路20上設(shè)有依次設(shè)有第二截止閥11、第二水質(zhì)檢測儀12、第三截止閥13和第二污水泵14，第二水質(zhì)檢測儀12和第三截止閥13之間設(shè)有第四管路40與罐體1的進(jìn)水口222相連接，在第四管路40上設(shè)有第四截止閥15和第三污水泵16，罐體21內(nèi)的廢水處理后從出料口211排出，經(jīng)第二水質(zhì)檢測儀12檢測，若廢水達(dá)到工藝要求，則打開第三截止閥13，經(jīng)第二污水泵14送至第二污水罐3進(jìn)入下一階段的水處理，若廢水未達(dá)到工藝要求，則打開第四截止閥15，并經(jīng)第三污水泵16送回罐體1內(nèi)進(jìn)行再處理；

磁性過濾器4與換熱器5之間設(shè)有新鮮水入口31，當(dāng)罐體1內(nèi)處理后的廢水從罐底排出后，關(guān)閉第二截止閥11，新鮮水經(jīng)換熱器5加熱進(jìn)入儲水罐6中，具有一定溫度的水經(jīng)抽水泵19送至罐體21，在無磁場狀態(tài)下攪拌與溫敏性磁納米材料充分接觸，使溫敏性磁納米材料與油滴分離，通過梯形磁塊210將溫敏性磁納米材料吸附在罐壁下部，油水則流經(jīng)磁性過濾器4去除油水中攜帶的弱磁物質(zhì)過濾，并過濾除去油水的廢渣，處理后的油水經(jīng)換熱器5加熱后進(jìn)入儲水罐6進(jìn)行保溫循環(huán)使用；磁性過濾器4為雙u型磁性過濾器，包括二個(gè)并排串聯(lián)的u型桶體41和42，采用雙“u”型的設(shè)計(jì)可減緩流體速度，增加油水在磁性過濾器4中的接觸時(shí)間，從而獲得更好的過濾效果，二個(gè)u型桶體41和42采用具有耐氧化、耐酸堿、耐污染程度高的材料，二個(gè)u型桶體41和42的上開口處蓋設(shè)有一蓋板43，蓋板43上設(shè)有連接管44將二者相連通，其中第一u型桶體41的上端設(shè)有進(jìn)水接口411與罐體1底部相連的第三管路30相連接，進(jìn)水接口411與罐體21之間的第三管路30上設(shè)有第五截止閥17，第一u型桶體21內(nèi)設(shè)有一u形的套筒412，套筒412為非磁芯套筒，為了延長使用壽命，優(yōu)選采用不銹鋼材料制成，套筒412的上端固定在蓋板43的內(nèi)壁上，套筒412內(nèi)設(shè)有可脫卸的磁芯413，磁芯413呈“u”型，其磁性吸力越大，油水體系中的攜帶的弱磁性雜物就會被處理的越徹底，為了使得磁芯413具有較大的吸力，磁芯413采用稀土磁鐵，稀土磁鐵的吸附力是一般磁性材料的十倍，具有在瞬間液流沖擊或高流速狀態(tài)下，吸附微米級的磁性雜物的能力，并能在高速大沖擊下將待處理體系中的磁性雜物吸附住，優(yōu)選地，磁芯413為釹鐵硼磁鐵，磁芯的413上端設(shè)有伸出第一u型桶體41的抓取塊414，蓋板43上設(shè)有供磁芯413取出的開口，這樣可以將磁芯413從第一u型桶體21內(nèi)取出，當(dāng)此磁芯413被取出后，套筒412失去磁性，磁性雜物將從套筒412上自動脫落，從而達(dá)到將磁性雜物從套筒412上清理再利用的目的，第二u型桶體42的上端設(shè)有與換熱器5相連接的出水接口421，第二u型桶體42的底部設(shè)有廢渣口423，第二u型桶體42內(nèi)設(shè)有u形過濾膜422，當(dāng)弱磁性物質(zhì)被磁芯413吸附處理后，油水通過u型過濾膜422可將體系中少量無磁性懸浮顆粒過濾，從而使油水從出水接口421排出，少量無磁性懸浮顆粒則經(jīng)廢渣口423排出，這樣第一u型桶體41的磁芯413設(shè)計(jì)可拆洗和更換，適用于磁性固-液料的處理，第二u型桶體42的u形過濾膜422可通過水反沖洗來恢復(fù)通量；

儲水罐6為臥式儲水罐，儲水罐6的兩端焊接有封頭，采用鞍座支撐，在儲水罐6的前端設(shè)有進(jìn)水口與換熱器5相連接，儲水罐6的底部設(shè)有廢渣出口與廢渣儲罐23相連接，儲水罐6的后端下部設(shè)有出水口，通過第五管路50罐體1相連接，第五管路50上設(shè)有第六截止閥18和抽水泵19，儲水罐6的后端中部設(shè)有出油管與儲油罐22相連接，在出油管上設(shè)有第七截止閥21，在儲水罐6內(nèi)還設(shè)有進(jìn)水擋板、堰板、油槽、溫度檢測儀、壓力監(jiān)測儀、浮子液位感應(yīng)裝置、液位控制閥和支架等，當(dāng)儲水罐6中的油不符合重復(fù)利用的工藝要求時(shí)，油層通過堰板溢流至油槽，并經(jīng)出油管排至儲油罐22進(jìn)行處理；浮子液位感應(yīng)裝置設(shè)置在儲水罐6內(nèi)的水-油層界面上，用于監(jiān)控液面高度，確保水層低于堰板溢油高度，浮子液位感應(yīng)裝置也可伸至油槽油層界面，在油槽內(nèi)的油層高度接近堰板最高高度時(shí)，通過出油管上連接的液位控制閥自動排油，避免油相反溢至儲水罐6內(nèi)。

本發(fā)明的裝置的廢水處理的具體操作步驟是這樣的：

1.第一污水罐1中待處理的含油廢水經(jīng)第一水質(zhì)檢測儀檢測7后，若不合格，則先打開第一截止閥8，含油廢水經(jīng)第一污水泵9沿著第一管路10送入到溫敏性磁納米材料反應(yīng)器2的罐體21；

2.接著啟動磁力攪拌，并在無磁場作用下，即磁性套筒28和梯形磁塊210不通磁，將溫敏性磁納米材料通過人工搬運(yùn)方式加入罐體21與廢水混合，待充分反應(yīng)后，停止攪拌；

3.再在外加磁場作用下，表面附有污染物的溫敏性磁納米材料被磁性套筒28吸附在罐壁下部；處理后的廢水從罐底的出料口211排出；

4.然后，新鮮水經(jīng)換熱器5加熱后進(jìn)入儲水罐6中，并打開第六截止閥18，儲水罐6中具有一定溫度的水經(jīng)抽水泵19送至罐體21，在啟動攪拌器的同時(shí)，保證磁性套筒28和梯形磁塊210不通磁，使具有一定溫度的水(如60℃)與步驟3中保留在罐壁下部的溫敏性磁納米材料充分接觸；

5.反應(yīng)一定時(shí)間后，溫敏性磁納米材料與其表面吸附的油滴分離，磁性套筒28和梯形磁塊210將溫敏性磁納米材料吸附在罐壁下部，該材料繼續(xù)保留在罐體21內(nèi)以便再次處理含油廢水；而油水則從罐底的出料口211排出；

6.步驟3中從罐底的出料口211排出的處理后的廢水流經(jīng)在線第二水質(zhì)監(jiān)測儀12進(jìn)行水質(zhì)檢測，若廢水性質(zhì)未達(dá)到工藝要求，則打開第四截止閥15，并經(jīng)第三污水泵16將廢水送回罐體21進(jìn)行再處理；若廢水性質(zhì)達(dá)到工藝要求，則打開第三截止閥13，經(jīng)第二污水泵14送至第二污水罐3進(jìn)入下一階段的廢水處理。如此循環(huán)；

7.步驟5中從罐體21排出的油水，在打開第五截止閥17后，流經(jīng)磁性過濾器4，在磁芯413強(qiáng)磁作用下進(jìn)一步吸附去除油水中攜帶的弱磁物質(zhì)，并通過u型過濾膜422過濾除去油水的無磁性廢渣，處理后的油水經(jīng)換熱器5加熱后進(jìn)入儲水罐6進(jìn)行保溫，儲水罐6中的水則重復(fù)用于“溫敏性材料與其表面吸附的油滴分離”過程，如此循環(huán)；

8.最后，當(dāng)儲水罐6中的油含量不符合重復(fù)利用的工藝要求時(shí)，油層通過堰板溢流至油槽，并排至儲油罐22進(jìn)行處理。同時(shí)，若在處理儲水罐6油水的油層過程中，廢水量減少不足以保證下一步的處理工藝時(shí)，新鮮水則可經(jīng)換熱器5加熱后進(jìn)入儲水罐6，以便重復(fù)用于“溫敏性材料與其表面吸附的油滴分離”過程。該系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，打開廢渣出口，定期排放渣料至廢渣儲罐23再處理。

下面通過具體實(shí)施例應(yīng)用對本發(fā)明作進(jìn)一步說明

1.處理過程

某油田，排出的污水量為60m³/h，裝置規(guī)模為1.2×104t/a，廢水處理量為20m³/d，污水的性質(zhì)如表1所示。

表1石油化工廢水水質(zhì)

由表1可知，該廢水油含量為508mg/l，cod高達(dá)7046mg/l，bod濃度為682mg/l，ss含量為421mg/l，濁度為174ntu，揮發(fā)酚濃度為1096mg/l，bod5/cod＝0.096，這說明某油田乳化石油廢水污染物種類復(fù)雜，存在石油類物質(zhì)、化學(xué)需氧量(c0d)、固體懸浮物(ss)等諸多污染物，且污染物含量高，可生化性很差。

先采用溫敏性磁納米材料(fe3o4@sio2-mps@pnipam)對廢水進(jìn)行除油預(yù)處理。將10m³待處理廢水送至溫敏性磁納米材料反應(yīng)器2，并啟動機(jī)械攪拌，再在無磁場作用下，取100mg/l的溫敏性磁納米材料加入反應(yīng)器2，使該材料在200r/min轉(zhuǎn)速下與待處理廢水中的污染物充分接觸。反應(yīng)5min后，在外加磁場下，溫敏性磁納米材料與廢水的懸浮液靜置2min，實(shí)現(xiàn)快速分離后，溫敏性磁納米材料在磁性套筒28和梯形體塊210作用下吸附在罐壁底部，留在罐體21內(nèi)；而處理后廢水的上清液則從罐體21底部排出，經(jīng)過第二水質(zhì)在線檢測儀12檢測其油含量和除油率。

然后，3m³新鮮水經(jīng)換熱器5加熱后進(jìn)入儲水罐6中，并打開第六截止閥18，儲水罐6中具有60℃的水經(jīng)抽水泵19送至罐體21，在啟動攪拌器的同時(shí)，保證磁性套筒28和梯形磁塊210不通磁，使具有的60℃水與保留在罐壁下部的溫敏性磁納米材料充分接觸，反應(yīng)5min后，溫敏性磁納米材料與其表面吸附的油滴分離，磁性套筒28和梯形磁塊210將溫敏性磁納米材料吸附在罐壁下部，該材料繼續(xù)保留在反應(yīng)器內(nèi)以便再次處理含油廢水，該材料實(shí)現(xiàn)回收再利用；而油水則從罐體21排出，進(jìn)入磁性過濾器4，進(jìn)一步除去上清液中攜帶的弱磁性雜質(zhì)和過濾掉清液中的無磁性廢渣。油水接著經(jīng)換熱器5加熱至60℃送入儲水罐6保溫，以便重復(fù)用于“溫敏性材料與其表面吸附的油滴分離”過程。

2.結(jié)果討論

研究了溫敏性磁納米材料(fe3o4@sio2-mps@pnipam)用量、ph和溫度分別對廢水除油率的影響。

(1)用量對廢水處理效果的影響，結(jié)果見圖5。

如圖5所示，隨著fe3o4@sio2-mps@pnipam用量從10.2mg/l增至100.3mg/l時(shí)，廢水除油率從17.9％增至92％；繼續(xù)增加fe3o4@sio2-mps@pnipam用量，除油率基本無顯著改變，保持在93％左右。所以，適宜的fe3o4@sio2-mps@pnipam用量為100.3mg/l。

(2)ph對廢水處理效果的影響

如圖6所示，當(dāng)fe3o4@sio2-mps@pnipam用量達(dá)到約100mg/l時(shí)，ph對廢水的除油率基本沒有影響，約93％，考慮到設(shè)備腐蝕等問題，所以適宜的ph為中性。

(3)溫度對廢水處理效果的影響

如圖7所示，ph在中性條件下，當(dāng)fe3o4@sio2-mps@pnipam用量為100mg/l時(shí)，溫度對廢水除油率基本沒有影響，約93％。而一般廢水溫度多為30℃～50℃，所以適宜的操作溫度為廢水溫度。

(4)溫敏性磁納米材料的重復(fù)利用性

如圖8所示，溫敏性磁納米材料在該廢水中可重復(fù)利用9次，之后處理效果變差，廢水的除油率由93％降至72.3％。

3.結(jié)論

將10m³待處理廢水和100mg/l的溫敏性磁納米材料分別送至溫敏性磁納米材料反應(yīng)器充分反應(yīng)，對廢水多次循環(huán)處理后的結(jié)果見表2。

表2廢水處理結(jié)果

綜上所述，除油效果好，除油率為93％，出水含油量為36mg/l，且可重復(fù)利用9次。去濁率為45.4％，出水濁度為95ntu。該基于溫敏性磁納米材料的乳化石油廢水處理裝置及系統(tǒng)操作簡單靈活，可高效除油，且溫敏性磁納米材料易回收再利用。