申请日2011.07.18
公开(公告)日2012.03.28
IPC分类号C02F1/36; C02F1/40
摘要
本发明涉及一种油溶性四氧化三铁纳米粒子超声分离含油废水的方法，该方法先将含油废水超声，并在超声同时将油溶性四氧化三铁纳米粒子投加到含油废水中，超声分散，四氧化三铁就可以借助其疏水的烷基表面进入废水微油滴中，形成携带疏水四氧化三铁粒子的磁性微油滴，再结合磁分离达到去除污水中微油滴的目的。该方法可应用于治理含油污水，改善人类生活环境，提高人们的生活质量。经本发明的方法处理后的含油废水，特别是油田采油废水，油水分离效果显著。
权利要求书
1.一种油溶性四氧化三铁纳米粒子超声分离含油废水的方法，其特征在 于按下列步骤进行：
a、将含油废水进行超声波水浴式超声或探头式超声;
b、在含油废水超声的同时加入油溶性四氧化三铁纳米粒子，超声分散5 分钟-3小时;
c、将步骤b超声后的溶液进行永磁铁或电磁场的磁分离，即可达到去除 含油废水中的微油滴。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤a中所述的含油废水为 油田废水、天然气田废水、机械加工废水或餐饮含油废水。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤a和步骤b中所述的超 声为连续超声、间歇式超声或脉冲式超声。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于步骤b所述的油溶性四氧化 三铁纳米粒子的加入量为每升含油废水中加入0.1-5ml。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于步骤b所述的油溶性四氧化 三铁纳米粒子为油酸、亚油酸、月桂酸、软脂酸、硬脂酸、豆蔻酸、巴西棕榈 酸、亚麻酸或花生四烯酸修饰的四氧化三铁纳米粒子。
说明书
油溶性四氧化三铁纳米粒子超声分离含油废水的方法
技术领域
发明属于环境与材料的交叉领域，涉及一种油溶性四氧化三铁纳米粒子超 声分离含油污水的方法用于分离含油污水中的乳化油及其他形式微油滴的技 术。
背景技术
油田废水主要有三种来源，一是油井采出液经脱气、脱水处理后分离转输 过来的废水，即采油废水;二是洗盐废水;三是洗井水。其中的主要污染物为 原油。目前，国内大部分油田已进入中后期开采阶段，主要依靠注水、注表面 活性剂以及注聚合物等技术驱替地层中的原油，这些措施产生了大量难以处理 的采出水。采出液中的含水率逐年上升，一般为70%-80%。这些废水中的石油 含有多种致癌的多环芳烃，污染水体后可通过食物链进入人体，诱发癌症，危 害健康。
磁分离技术作为一项新型的废水处理技术，其应用几乎涉及所有水处理领 域。磁分离技术具有效率好、能耗低、易操作、无二次污染和成本低等优点。 作为一项极具发展前景的技术，近年来有关直接或间接利用磁技术处理含油废 水的报道日益增多。磁性纳米材料作为污染清除剂除具有一般纳米材料比表面 积大、吸附速率快的优点，还具有超顺磁性，可以直接分散在溶液中富集目标 污染物，快速磁分离后即可完成污染清除，克服了一般纳米污染清除剂难以分 离的缺点。油酸修饰的纳米Fe3O4颗粒近年来在一些领域得到了广泛应用，但 是在用于环境水样中污染物清除时，由于油酸修饰的Fe3O4具有强疏水性，难 以均匀分散在水样中，而且水样中的腐殖酸等有机杂质容易与油酸基团作用， 从而附着在其表面上使其清除有机物效果下降。但是在另一方面纳米Fe3O4颗 粒经油酸修饰后表面具有大量的非极性基团-长链烃基，容易与油滴结合，结 合适当分散方法，便可使其高效进入废水的微油滴使其具有磁性，实现磁分离 油田污水中的微油滴。
发明内容
本发明目的在于，为了解决现有含油废水、油田采油废水的处理方法不是 很有效的问题，提供一种油溶性四氧化三铁纳米粒子超声分离含油污水的方 法。该方法先将含油废水进行超声，在超声的同时将油溶性四氧化三铁纳米粒 子投入含油废水中，超声分散，四氧化三铁就可以借助其疏水的烷基表面进入 废水微油滴中，形成携带疏水四氧化三铁粒子的磁性微油滴，再结合磁分离达 到去除污水中微油滴的目的。
本发明所述的一种油溶性四氧化三铁纳米粒子超声分离含油废水的方法， 按下列步骤进行：
a、将含油废水进行超声波水浴式超声或探头式超声;
b、在含油废水超声的同时加入油溶性四氧化三铁纳米粒子，超声分散5 分钟-3小时;
c、将步骤b超声后的溶液进行永磁铁或电磁场的磁分离，即可达到去除 含油废水中的微油滴。
步骤a中所述的含油废水为油田废水、天然气田废水、机械加工废水或餐 饮含油废水。
步骤a和步骤b中所述的超声为连续超声、间歇式超声或脉冲式超声。
步骤b所述的油溶性四氧化三铁纳米粒子的加入量为每升含油废水中加 入0.1-5ml。
步骤b所述的油溶性四氧化三铁纳米粒子为油酸、亚油酸、月桂酸、软脂 酸、硬脂酸、豆蔻酸、巴西棕榈酸、亚麻酸或花生四烯酸修饰的四氧化三铁纳 米粒子。
本发明所述的油溶性四氧化三铁纳米粒子超声分离含油废水的方法，该方 法在含油废水中采用油溶性四氧化三铁纳米粒子进行超声，并形成磁性微油滴 以及进行磁分离的原理，由于油溶性Fe3O4表面是油溶性的有机烷烃长链结构， 是油溶性的脂溶的表面结构，含油废水中的微油滴也是油溶性的有机相，故当 在水中超声分散油溶性的Fe3O4时，会使油溶性的Fe3O4表面的疏水烃链和水中 微油滴有充分接触的机会，利用Fe3O4表面的烃链和微油滴的疏水相互作用力 进入到含油废污水的微油滴中，进一步通过磁分离使含油废水中的微油滴富集 与水相分离。将油溶性的磁性纳米四氧化三铁分散到微油滴中，提供给微油滴 磁性，有利于磁分离，解决了微油滴分离难的问题。油田含油废水为黄色浑浊 溶液，分散疏水的磁性纳米四氧化三铁的油田含油污水，由于四氧化三铁的加 入，油田含油废水变为黑色，使用磁铁进行磁分离后的油田含油废水，可以看 出分离后水质变成清澈，含油溶性的磁性纳米四氧化三铁的污油被吸附到磁铁 的一侧，成功地实现了磁分离。
