两段式石墨烯涡流三相含油污水超低排放技术

信息来源：“一带一路”生态产业合作工作委员会

单位简介

美斯顿公司成立于2002年，是国家高新技术企业、北京市“专精特新”中小企业、中关村瞪羚企业、北京民营企业中小百强企业。至今已完成烟气治理项目300余套，水治理60余套。
公司拥有数家子公司、四大生产基地及两大研发中心。研发中心配有专职研发人员40余人，其中，高级职称3人，中级职称12人，硕士及以上学历12人，其余人员均为本科以上学历，已取得丰硕的研发成果，包括烟气脱硫脱硝除尘技术、水污染治理技术、CCUS技术、多系列环保撬装装置、智慧环保技术、智能监测系统等已累计获得150余项自主知识产权。

技术原理

该技术采用两段式设计，分别为高效涡流三相气浮分液技术和石墨烯多孔吸附过滤器。可最大程度上满足客户对含油污水处理超低排放的要求，装置全部撬块化紧凑设计、占地面积小，自动化程度高，污油可资源化回收。
高效涡流三相气浮分液技术采用特殊结构的微气泡发生器设计，有着独特的微孔流道设计，进液、加压空气和絮凝剂进入微气泡溶气器，流经溶气器内部安装的套管的数十个与套管周向切线偏角的旋流小孔，产生微小气泡并充分分散在污水中。污油颗粒通过药剂聚集随水流进入气浮池，气液固三相压力瞬间减至0，气泡充分释放，气泡托举污油颗粒自由上浮，液面上的浮渣被挂至排渣罐。
石墨烯过滤器分卧式和立式两种，内部填充有石墨烯超亲油疏水海绵填料，由一定规格的海绵经过石墨烯表面改性制备而成，当含油污水经过海绵填料表面时，油滴被海绵吸附，吸附达到饱和后，切断进水，挤压再生后的石墨烯海绵恢复吸油能力，重复使用。

适用范围

适用于各种行业的油水分离，如各污水处理厂的除油，目前所有污水处理厂通常最前端设置两级气浮，装置占地非常大，但效率逐年降低，影响后续膜组件或生物处理，可改为本技术；如炼油厂常减压装置排放的电脱盐废水，含油量较高，需要单独处理后排放到污水处理厂；如食品加工或厨余含油废水；如机械加工的金属切削液处理等；如油田采出水等。

工艺流程及说明

废液泵送至微气泡溶气器，化学药剂自微气泡溶气器侧面进入；空气自顶部进入，在数十个螺旋微孔内快速流动形成涡流。空气随液体进出微孔变成小气泡，药剂线性展开提供活性位点，捕捉污染物更高效。经多级处理后减压进入气浮池，污油等被气泡托举到液面，被刮渣机刮至污油罐。初步净化废水排至石墨烯过滤器，自下而上进入并与石墨烯多孔材料接触，污油被吸附，净化废水从侧面排出。石墨烯材料吸油饱和后，压板挤压回收。

主要技术参数

设备处理能力为5000m³/h或12000m³/d；主体设备容积38.8m³；进水指标为含油量2000mg/L，总悬浮固体（TSS）500mg/L；出水指标为含油量20mg/L，总悬浮固体（TSS）10mg/L。

经济指标

本技术处理能力强、占地小，优势明显，单套系统价格在200~700万元，实现污水净化、污油回收，为客户带来额外的收益。而本技术具有较大的市场应用前景，不管是新建还是改造项目，数量巨大。

工程示范及应用情况

中海油某公司能量优化除油一体化设备采购项目（四套）（2022-2026年）。为客户提供设计、供货、调试、安装等。处理量1224万m³/年，处理后含油量<50mg/L、TSS<45mg/L，污油资源化回收4.8吨/年。
2022年6月，在中海油渤海某采油平台完成5000m³/d生产水油水分离测试项目，提供一套全系统处理撬块，测试服务6个月，效果达到客户要求。
2023年7月，在山东汇丰石化10m³/h的胺液除油系统，为客户提供一套石墨烯除油装置，处理前后污油含量从1700mg/L处理至25mg/L以下，满足客户要求。

推广前景

该技术从根本上解决了油水分离效率低、多级处理、设备庞大、药剂加注量大等问题，实现污水除油后超低排放（含油量低于20mg/L），且占地仅为同类溶气气浮设备的1/5，设备结构设计合理，可保证装置长周期稳定运行，可不加药剂处理，回收的油作为资源，装置不需要反吹或反冲洗，无二次污水。该技术优势显著，可替代传统的油水分离装置，适用于各个行业各种含油污水处理的新建和改造项目。装置撬块化供货，设计灵活，具有非常大的推广前景。

获奖情况

1、所获专利证书
发明专利：一种混合器及废液处理设备，专利号ZL 202111637947.X
发明专利：一种油水分离过滤器，专利号ZL202211004676.9
实用新型专利：基于石墨烯海绵的油水分离设备，专利号ZL 202220589132.2
实用新型专利：一种高能效气浮污水处理系统，专利号ZL 202220023702.1
外观专利：除油过滤器（石墨烯基），专利号ZL 202430085679.3
2、荣誉资质
2024年9月通过中华环保联合会组织的院士专家技术鉴定，被评定为达到“国际先进”水平；
获得2023年北京企业评价协会科技创新奖-科技创新产品优秀奖；
2023年荣获北京市新技术新产品（服务）证书。