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【行恒科技设备助力科研】微气泡在多孔介质中清洗性能的研究,石油烃污染核桃壳的高效清洗机制!

华东理工大学团队在
《Journal of Water Process Engineering》发表重要研究成果,
采用行恒科技的LF-1500微纳米气泡发生器,
系统比较了微气泡、超声波和传统水洗技术对石油烃污染多孔介质的清洗效能。本研究通过多尺度实验表征和机理分析,揭示了微气泡技术在轻油污染清洗中的显著优势,为油田废水处理中过滤材料的再生利用提供了创新解决方案。

研究背景与意义

工业废水处理过程中,核桃壳过滤器作为关键设备,其过滤材料的有效清洗对设备长期高效运行至关重要。传统反冲洗技术难以去除紧密结合的石油烃污染物,导致过滤材料需频繁更换,产生大量危险废物。微气泡技术凭借其高比表面积、长停留时间和界面效应,为多孔介质清洗提供了新思路。

石油烃污染颗粒的形貌特征:

实验系统设计

构建三种清洗系统对比研究,包括传统水洗、超声波清洗和微气泡清洗系统。

实验装置示意图展示研究平台:

微气泡特性表征

采用水力空化法生成微气泡,气泡尺寸主要集中在20-60μm范围,平均尺寸约40μm。

微气泡的尺寸分布特征:

结果与讨论

轻油污染清洗效能

微气泡清洗表现最佳效率。在25分钟清洗时间内,微气泡清洗效率达54.78%,显著高于其他方法。

轻油污染清洗效率对比结果:

组分去除特性

微气泡对轻组分去除更具优势。GC/MS分析显示组分分布特征:

表面形貌分析

SEM揭示微观清洗机制。不同清洗方法后的表面形貌对比如下:

表面性质变化

接触角证实清洗效果。不同清洗方法后的表面润湿性变化:

重油污染清洗效能

超声波在长期清洗中更具优势。重油污染下的清洗效率对比:

重油组分分析

组分分布影响清洗效果。重油污染下碳数分布特征:

超声波清洗特性

清洗效率的碳数依赖性如图所示:

重油污染形貌分析

SEM显示污染程度差异。重油污染下的表面形貌变化:

表面性质验证

接触角支持清洗效果评估。重油污染清洗后表面性质:

机理阐释

微气泡清洗机制

多孔介质中的清洗机理如图所示:

经济性分析

成本效益比较

不同清洗方法的经济性分析结果:

研究结论

  • 轻油污染:微气泡清洗效率最高(54.78%),优于超声波(48.66%)和水洗(44.1%)
  • 重油污染:超声波长期清洗效果最佳(64.05%),微气泡在初期表现良好
  • 机理差异:微气泡通过碰撞和液射流效应清洗,超声波依靠能量传递削弱污染物粘附
  • 经济性:微气泡在轻油清洗中成本效益最佳
  • 创新点

  • 首次系统比较三种清洗技术在多孔介质中的效能
  • 揭示粘度对清洗技术选择的影响规律
  • 阐明微气泡在多孔介质中的深层清洗机制
  • 提供基于成本效益的技术选择指南

  • 文献来源:Journal of Water Process Engineering 58(2024) 104761

    (原文献链接:: https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2023.104761)

    产品官网:nanoscientific.cn/ 查看更多行恒科技设备的详细技术参数与产品手册

    公司官网:http://www.xhtec.cn 了解行恒科技完整产品线、行业解决方案与最新案例

    #微气泡清洗#多孔介质#LF-1500#石油烃污染#超声波技术#行恒科技

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