[发明专利]含油废水的处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及含油废水的处理方法及装置。具体而言，本发明涉及含有膜蒸馏技术的含油废水的处理方法及装置。

背景技术

几十年来含油废水在各个行业一直是个问题。含油废水的工业污染源主要包括采油、炼油、金属制造、机械加工和食品加工等。

例如，蒸汽辅助重力泄油(SAGD)重油开采过程中使用大量的蒸汽，并产生大量的含油废水。该含油废水通常在回收用作蒸汽生产的供水前或排放前需要进行处理，特别是在天然水供应不足的地区。

目前，SAGD工业中主要采用两种方法来处理含油废水，其中之一披露于美国专利第7694736号的图6和第7699104号的图7中，在该方法里，从生产的石油和天然气分离后，含油废水在用于生产蒸汽之前须经多个采用除油、石灰软化、过滤和离子交换等不同技术的步骤。这种含油废水处理过程较复杂。

SAGD工业中另一种含油废水的处理法是采用蒸发法来取代前述方法中的所有或多数步骤，以简化流程。然而，为了承受在含油废水中的污染物造成的腐蚀，蒸发器制造需要昂贵的材料，如钛，所以从成本方面考虑，蒸发法有缺陷。

膜蒸馏技术兼容了传统的热蒸发法和膜分离法的优点。M.Gryta和K.Karakulski于1999年在一篇题为“The application of membrane distillation for the concentration of mineral oil-water emulsions”的文章中提及通过从乳剂中蒸发水而将油保留从而将膜蒸馏技术应用于矿物油水乳剂的浓缩。然而，该文章中指出油在膜蒸馏过程中阻碍水的汽化而且乳剂中油的浓度增加最终会阻止水的跨膜蒸发。

2001年M.Gryta、K.Karakulski与A.W.Morawski发表一篇名为“purification of oily wastewater by hybrid UF/MD”的文章，涉及用超滤-膜蒸馏结合的方法净化含油废水，将超滤法作为膜蒸馏法的预处理。然而，超滤法和膜蒸馏法都使用容易结垢、需要频繁清洗的有机聚合物膜。在此方法中，尤其是超滤膜需要频繁清洗。

美国专利第6365051号涉及一种溶解有无机材料的水流的处理方法。该方法包括以下步骤：(a)向所述水流中添加有效数量的有机溶剂以形成包含至少部分无机物质的无机沉淀物；(b)通过真空膜蒸馏法从水流中除去至少大部分的有机溶剂；(c)在步骤(b)之后，去除水流中至少大部分的无机沉淀物。在此方法中，膜蒸馏法是用来在存在无机沉淀物的情况下去除有机溶剂，故存在例如无机沉淀物在膜上结垢的风险。

2007年，Chen-Lu Yang发表了题为“Electrochemical coagulation for oily water demulsification”的文章，提及电化学絮凝法(或电凝法)用于含油废水的反乳化。然而，迄今在实践中，采用电凝法处理含油废水的质量还不能令人满意。

浮选法用于处理废水(或其他水)时主要通过去除废水中的悬浮物来澄清废水(或其他水)。在浮选过程中，空气泡(或任何其他合适的气泡)粘着于水中的悬浮物，并带着悬浮物浮到水体表面使其可被清除。

在吸附法中，将如活性炭等吸附剂加入废水中来吸收污染物且净化水。

虽然电凝法、浮选法和吸附法是已知的方法，但是至今它们中没有一个与膜蒸馏法结合用于处理例如蒸汽辅助重力泄油回收过程中产生的含油废水。

因此，需要含油废水，例如来自蒸汽辅助重力泄油回收过程的含油废水，的新的处理方法和装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种含油废水的新的处理方法及装置。

一方面，本发明涉及一种含油废水的处理方法，其包括：使用电凝法、浮选法和吸附法中至少一种方法来预处理含油废水从而生产出预处理水；然后使用膜蒸馏法来处理预处理水以生产出产品水。

另一方面，本发明涉及一种含油废水的处理装置，其包括：预处理含油废水并产出预处理水的预处理装置，该预处理装置至少包括电凝装置、浮选装置和吸附装置其中之一；及处理预处理水来生产出产品水的膜蒸馏装置。

本发明含油废水的处理方法和装置成本低、膜清洗次数少且产品水质量好。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1所示为本发明涉及的含油废水的处理装置的一个实施例的示意图。

具体实施方式