[发明专利]一种微波协同有机膨润土合成-处理含油废水一体化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波协同有机膨润土合成-处理含油废水一体化工艺，属于环境保护中污水处理技术领域。

背景技术

含油废水是一种量大面广、极具危害性的废水。其主要来源于石油开采加工、石油化工、冶金、机械工业、纺织、食品加工工业及海上运输业等。其主要成分包括：碳氢化合物、燃油、焦油、润滑油、脂肪油、蜡油脂、皂类等。在废水中的油主要有以下几种：

（1）浮油：进入水体的油分通常大部分以浮油形式存在，油珠粒径较大，一般大于100μm，静置后能较快上浮，以连续相的油膜浮在水面。由于水与油之间存在一定的密度差，对于浮油通常采用重力分离法和横向流除油器。

（2）分散油：粒径为10-100μm的微小油珠悬浮分散在水相中，分散油不稳定，如有足够的时间静置，会聚集成较大的油珠而上浮到水面。这种类型的油可以采用气浮法和吸附法去除。最常用的吸附材料是活性炭，它具有良好的吸油性能，可吸附废水中的分散油、乳化油和溶解油。但吸附容量有限（对油一般为30-80mg/g），且活性炭价格较贵，再生也比较困难，因此一般只用作低浓度含油废水处理或深度处理。

（3）乳化油：粒径为0.1-10μm的油珠稳定地分散于水中，由于油滴极微小，大多为0.1-2μm之间，因此单纯用静置法很难使油水分离。乳化油的粒径极其微小，在水中形成水-油乳化液，表面形成一层界膜带有电荷，油珠外围形成双电层，使油珠相互排斥极难接近。因此，要使油水分离，首先要破坏油珠的界膜，使油珠相互接近并聚集成大滴油珠，从而浮于水面，这一过程叫破乳。通常破乳后的污水需要再利用浮油去除及分散油去除的方法对其进行后续处理。

（4）溶解油：以分子状态分散于水体中，油粒直径比乳化液还小，有时达到几纳米，油分和水形成均匀相体系，非常稳定，很难用一般方法去除。膜过滤法除油是利用微孔膜拦截油粒，它主要用于去除乳化油和溶解油。膜过滤法工艺流程简单，处理效果好，出水一般不带有油，但设备投资巨大，处理量较小，不太适于大规模废水处理，而且过滤器容易堵塞。

膨润土是以蒙脱石（Montmorillonite）为主要矿物的粘土岩。蒙脱石是一种含水的层状铝硅酸盐矿物，由两个硅氧四面体中间夹一个铝（镁）氧（氢氧）八面体组成，属于2：1型的三层粘土矿物。晶层间距离为0.96~2.14nm，这些纳米片层团聚在一起，形成几百纳米到几微米的粘土颗粒。由于膨润土表面硅氧结构极强的亲水性及层间阳离子的水解，未经改性的膨润土吸附处理有机污染物的性能非常差。但膨润土有很强的阳离子交换能力，在一定的物理-化学条件下，不仅Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺等可相互交换，而且可以和有机阳离子（如阳离子表面活性剂）交换晶层间的阳离子。阳离子交换性是膨润土的重要工艺特性，利用这一特性，可以对膨润土进行改性，如制备有机膨润土。

季铵盐阳离子表面活性剂是制备有机膨润土常用的有机阳离子，通过离子交换作用进入膨润土的层间，制得对含油废水具有较好处理能力的有机膨润土，特别是对溶解油。（参见金属矿山，2010年第3期，154页；化工学报2008年第1期228页）。但该处理剂在制备的过程中工艺复杂、繁琐，包括将膨润土粉分散于有机改性剂溶液中制浆，进行改型，然后洗涤、过滤、烘干、粉碎，得到有机膨润土产品。这种方法在制浆时需恒温水浴、搅拌2小时以上，耗时耗能和消耗水资源，且有产生含有大量表面活性剂的废水，需进一步处理，此外有机膨润土的合成工艺稳定性不好，直接影响了膨润土改性的质量，这些均限制了有机膨润土在废水处理和污染环境修复中的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中工艺复杂，处理时耗能大的不足，提供一种微波协同有机膨润土合成-处理含油废水一体化工艺，利用微波作用的热效应和非热效应，实现难降解含油废水在短时间内得到高效吸附净化。