[发明专利]一种含油污水电场破乳电极的制备方法

说明书

本发明涉及一种含油污水电场破乳电极的制备方法，本发明的方法将金属基板浸泡在水中，在超声的条件下，去除金属基板表面的固体类杂物；将超声处理后的金属基板浸泡在酸性溶液中，去除金属表面的油污，干燥，备用；将干燥后的金属基板浸泡在硫酸中，在金属表面形成金属氧化物薄膜；冲洗去除金属基板表面的硫酸，干燥，备用；将金属基板表面包覆一层疏水性有机多孔薄膜，得到所述的含油污水电场破乳电极。本发明制备的电极降低了生产成本，与传统电极相比溶解和钝化现象得到了有效缓解，提高了电极的使用寿命。

技术领域

本发明属于含油污水处理技术领域，具体涉及一种含油污水电场破乳电极的制备方法。

背景技术

水中油类污染物是工业污水中常见的污染物类型，含油污水在石油开采、石油炼制、食品加工、机械制造等众多行业中都有产生。目前，含油污水处理技术包括隔油、混凝沉淀、气浮、过滤等技术。对于油滴粒径相对较大、乳化程度较低的含油污水而言，采用隔油、气浮、过滤等物理技术，依靠油水密度差异等有效实现水中油类污染物的去除，然而对于高乳化的含油污水(如化学驱油采出水等)，水中油滴粒径小、油滴性质稳定，油水分离难度更高。

对于众多含油污水处理技术而言，要实现高度乳化含油污水的有效除油，首先应解决的就是高效破乳，打破油水乳化液的稳定状态，才能通过气浮等物理除油工艺，有效实现油水分离。采用混凝沉淀技术处理含油污水，向水中投加PAC等化学破乳剂，通过压缩污水中分散相油滴的双电层结构等作用机理，达到化学破乳的目的。然而，该工艺需要向污水中投加PAC等混凝剂(一般150mg/L以上)，反应后会产生大量油泥，该油泥为危险废物，不仅处理处置成本较高，大量油泥的产生对污水处理的日常运行带来繁重的维护工作。相比化学破乳技术，近年来电场破乳技术具有无化学药剂添加、油泥产生量少、设备紧凑高效等优点，逐渐受到研究人员的关注。然而，以往电场破乳技术的研究应用对象以W/O型乳化液的破乳脱水为主(例如原油中电场破乳脱水等)，而对于O/W型乳化液的电场破乳(如含油污水)则研究相对较少。目前，直接采用铁、铝等金属电极材料，极易产生电极溶解、钝化等问题，难以长期有效保持电极的破乳效能。高乳化含油污水电场破乳处理亟需更为高效、稳定的电极材料。对于含油污水电场破乳技术而言，要实现其工程应用，需要解决的重要问题之一就是要确保在污水处理过程中电极材料高效、稳定。

现有技术中已公开的相关申请案，如中国专利公开号为CN88200107U(1989年7月26日公开)的专利公开了一种新型高压静电破乳器电极，该专利中以金属铜为电极基板，基板外层包覆0.5-4mm厚的聚偏氟乙烯或聚氟乙烯，在电压为2-20KV的电场条件下，对油包水型(W/O)乳化液(如原油)进行电场破乳。该电极用于原油等W/O型乳化液的电场破乳，由于表面包覆致密的绝缘高分子有机物涂层，属于高压电极，当乳化液中水含量较高时会发生击穿的现象，不能用于含油污水的电场破乳。

中国专利申请号201911169514.9(2020年3月31日公开)的专利公开了一种钛基亚氧化钛电极的制备方法，该方法以金属钛板为基板，通过直流溅射的方法，在钛基底上制备二氧化钛层，再将二氧化钛层还原为亚氧化钛层,制得亚氧化钛电极。该方法制备的电极主要用于废水中有机物的电催化氧化去除，电极制备需要使用价格较昂贵的金属钛等材料，对制备材料、设备、操作条件等要求相对较高。

中国专利申请号201910373223.5(2019年8月6日公开)的专利公开了一种同心圆双电极放电等离子体O/W乳化液破乳装置，该装置在金属电极周围套有石英材质的隔绝介质，在金属电极上施加高压电场，在隔绝介质外部会有电子富集，从而产生破乳电场。由于石英材料对电极电场的屏蔽作用，会使得隔绝介质外部产生的电场强度相对较弱，一方面难以满足含油污水电场破乳的场强要求，另一方面也会造成电能的浪费。

此外，部分研究人员直接采用铁、铝等金属作为破乳电极，进行了电场破乳的相关工艺研究，证明了低压电场对于高乳化含油污水的破乳有效性。但直接采用铁、铝等金属电极材料，极易产生电极溶解、钝化等问题，难以长期有效保持电极的破乳效能，该问题始终未能得到有效的解决。