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
创新点
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)
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