[发明专利]一种自浮性破乳除油剂及其应用

说明书

本发明公开一种自浮性破乳除油剂，以中空二氧化硅微球、3‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、三甲基[3‑(三甲氧基硅烷基)丙基]氯化铵和破乳剂聚醚多元醇5010为主要原料，制备出一种具有自上浮特性、破乳性能优、吸附容量高和易于油水分离的破乳除油吸附剂。通过结构设计和化学改性，在常规条件下对中空二氧化硅微球表面进行接枝改性，以获得破乳基团聚醚多元醇5010和阳离子季铵盐包裹的微球结构，使之能够对水包油型乳化废水进行高效破乳除污并促进油水分离。实验表明，具有自上浮特性的微球破乳吸附剂能够对机械加工清洗乳化含油废水实现高效破乳、吸附和分离，对乳化废水中浊度和化学需氧量（COD）去除性能优异。

技术领域

本发明涉及水处理剂制备技术领域，具体涉及到一种具有自上浮特性的新型破乳除油剂及其应用。

背景技术

随着我国工业的快速发展，石油化工、机械加工等都会产生大量含油废水，由于含油废水处理技术的发展相对滞后以及管理不够到位等原因使得大量含油废水进入外环境，对水体和土壤环境造成了污染，严重影响人民群众身体健康和正常生产生活活动。因此，含油废水的有效治理是当今环境保护领域亟待解决的问题。其中，含油乳化废水的处理是含油废水治理的重点和难点。乳化废水通常是指长链烷基(≥12)有机相油类物质以水包油或油包水的形式稳定地分散在水中，其中以水包油型最为常见、污染最为严重。乳化废水中乳化油粒度小，密度低于水体，一般呈现为0.1～3μm的极细油滴，由于油水界面存在具有乳化作用的两亲性表面活性剂，稳定地分散在水相中难以被破乳和分离去除。

机加工行业中利用乳化液等对加工工件进行冷却，为此就会产生一堆废弃的乳化液以及掺杂带有油脂、机油等的废水。该类废水主要含有乳化液、油脂、机油、表面活性剂等，但由于上述废弃的乳化液及废水中液滴界面上有稳定薄膜，从而使得油、水不容易分离。为此，上述废弃的乳化液及废水需经过一系列的处理，方能排放到大自然中，否则直接排放到自然界水体中会污染水体，造成水体缺氧而影响鱼类和其他水生动物的生存，同时污水中的悬浮物易在厌氧条件下分解产生臭气，恶化水质。

目前，针对含油废水的处理已有部分研究，主要处理技术有混凝法、浮选法、膜分离法和生物法等。其中，混凝法由于其适应性强、可去除乳化油和溶解油等特点被广泛应用于含油废水的处理。无机混凝剂以水处理效果优异被广泛应用，但是由于乳化油密度低于水，无机混凝剂处理后絮体密度较低，沉降速度慢，并且混凝处理后产生污泥量大，引起二次环境污染问题。以阳离子聚丙烯酰胺为代表的有机絮凝剂在目前含油废水的处理中应用较为普遍，但是其破乳效果差，浊度及COD的去除效率低，破乳后絮体上浮速度比较慢。

因此，如何提供一种破乳和污染物去除效率高，分离效果好的除油剂是本领域技术人员需要解决的问题。并且，目前尚无具有自上浮特性的破乳除油剂的相关研究报道。

发明内容

针对现有含油废水的处理剂存在除油效率低，分离效果差的不足，本发明的目的是提供一种具有自上浮特性易于油水分离的破乳除油剂。

进一步，本发明还提供所述破乳除油剂的应用。

实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自浮性破乳除油剂，其特征在于，采用如下方法制备而成：

1)活化二氧化硅微球：取粒径为10～20μm的中空二氧化硅微球1～1.5g置于浓度为0.5～3mol/L的NaOH溶液中，水浴加热并搅拌，取出冷却至室温，用去离子水洗脱后干燥；

2)改性二氧化硅微球：取步骤1)活化处理的中空二氧化硅微球，与无水乙醇配置混合，并在搅拌条件下加入质量分数为97％的3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和浓度为50％的三甲基[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]氯化铵溶液，采用冷凝回流法在70℃～90℃下搅拌3～5h；