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表面改性网膜和制备方法及应用和含油污水的处理装置和处理方法

文献发布时间:2023-06-19 19:30:30


表面改性网膜和制备方法及应用和含油污水的处理装置和处理方法

技术领域

本发明涉及改性材料领域,具体涉及一种表面改性网膜和制备方法及应用和含油污水的处理装置和处理方法。

背景技术

含油污水处理起来极为困难,效率低、成本高,是当今难处理的工业废水之一,伴随着三次采油、注聚开采、边缘油田的开采等,国内的油田、炼化企业的含油污水乳化问题将更加严重、处理过程将更加困难,现有的含油污水处理技术存在时间长、设备体积大、设备腐蚀速率快、使用大量化学药剂等缺点,因此需要开发新型技术来处理。

膜分离技术处理含油污水是基于膜的微孔筛分作用和膜的特殊润湿性能进行分离的,该方法具有简单高效、操作灵活简单、环境污染小、通用性强等优点,是油水分离膜未来的重要发展方向。但传统的二维多孔聚合物分离膜在处理含油污水特别是进行油水乳液分离时通量和选择性存在Trade-off效应难以兼具高渗透性和高选择性,通量衰减较快、分离效率不高、需要外界驱动压力、易产生污损、处理含油污水的类型有限等。为克服传统二维结构聚合物膜的不足,有研究人员采用丝网、有机微滤膜等作为基材,在上面浸涂、涂装超亲水物质构筑微纳结构形成网膜,可有效克服二维对称膜不耐压、通量衰减较快、分离效率不高等弱点,但该类网膜制备方法复杂,使用寿命短,耐膨胀、耐化学品性能差,无法适应复杂的化学环境下的油水混合物的分离,难以实现大规模工业应用。

因此,需要开发一种具有较高的分离效率、高通量、低能耗的油水分离材料,并且使用该材料进行油水分离时,操作简单,运行成本低,不会造成二次污染,长期运行也能保证出水指标稳定达标。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题,提供一种表面改性网膜和制备方法及应用和含油污水的处理装置和处理方法,所述表面改性网膜具有高除油率、高通量、低能耗的特点,使用该材料进行油水分离时,操作简单,能耗低、运行成本低,不会造成二次污染,长期运行也能保证出水指标稳定达标。

为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种表面改性网膜,所述表面改性网膜具有三维网状结构,所述表面改性网膜的材质为表面缔合有表面活性剂的聚丙烯;

其中,所述表面改性网膜的克重不小于100g/m

本发明第二方面提供一种表面改性网膜的制备方法,该方法包括:

(1)将聚丙烯和任选的抗氧剂进行熔融,得到纺丝液,将所述纺丝液进行纺丝,得到聚丙烯纤维;

(2)将所述聚丙烯纤维浸入表面活性剂溶液,进行表面改性,得到表面改性聚丙烯纤维;

(3)将表面改性聚丙烯纤维进行成网处理,得到具有三维网状结构的表面改性网膜。

本发明第三方面提供如上所述的方法制备的表面改性网膜。

本发明第四方面提供如本发明第一方面或第三方面提供的表面改性网膜在处理含油污水中的应用。

本发明第五方面提供一种含油污水的处理装置,按照物料的走向,该处理装置依次包括:贮液罐和油水分离器;

其中,所述贮液罐用于贮存含油污水;所述油水分离器内装填有如本发明第一方面或第三方面提供的表面改性网膜,用于进行油水分离;

其中,所述油水分离器还分别与产水罐和集油罐相连,所述产水罐用于接收来自油水分离器的水相,所述集油罐用于接收来自油水分离器的油相。

本发明第六方面提供一种含油污水的处理方法,所述方法在如上所述的装置中进行,该方法包括:将贮液罐中的含油污水引入油水分离器中,进行油水分离。

通过上述技术方案,本发明可以取得如下的有益效果:

1、本发明提供的表面改性网膜,呈三维网状结构,具有导水截油的功能。本发明的表面改性网膜,提高了油的临界穿透压力,当含油污水通过网膜时,水能够顺利通过且具有较高的分离通量,相对于传统的二维聚合物膜,本发明的表面改性网膜具有高分离效率、高通量、低能耗的特点。

2、本发明的提供的表面改性网膜,不影响本体材料的物理强度、化学稳定性、抗辐射等固有特性,制备工艺简单,改性过程与改性条件容易控制,经浸渍、干燥处理后亲水活性物质牢固吸附于纤维表面,不易流失和挥发,能够实现长期有效,在除油过程中若发现网膜的选择性截留能力下降,可对网膜清洗后再次使用上述浸渍/干燥的方法恢复其功能。整个改性过程中不会产生大量的有害废液,环保无污染,节能高效,亲水性长久保持,适于工业化生产。

3、本发明提供的含油污水的处理装置,结构紧凑,体积小,全封闭;将其用于含油污水的处理时,处理过程安全防爆,压降小,能耗低、运行成本低,回收的污油可资源化再利用,不产生任何废渣,并且长期运行也能保证出水指标稳定达标。

附图说明

图1是本发明提供的一种含油污水的处理装置。

附图标记说明

1-贮液罐;2-污水泵;3-污水罐;4-流量调节阀;5-流量计;6-进料泵;7-油水分离器;8-产水罐;9-集油罐。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明中,述及的“孔隙率”指的是,材料中孔隙的体积占材料总体积的百分数。

本发明第一方面提供了一种表面改性网膜,所述表面改性网膜具有三维网状结构,所述表面改性网膜的材质为表面缔合有表面活性剂的聚丙烯;

其中,所述表面改性网膜的克重不小于100g/m

例如,所述网膜的克重可以为150-650g/m

根据本发明,为了进一步提高表面改性网膜的除油率,优选的,所述表面改性网膜的克重为200-500g/m

根据本发明,为了进一步提高表面改性效果,使得所述表面改性网膜的具有更高的除油率,并进一步保证长期有效,优选的,按重量计,所述表面改性网膜中,聚丙烯和表面活性剂的含量比为100:1-30。

根据本发明,为了进一步提高表面改性网膜的除油率,优选的,根据ASTMD1238-13方法,所述聚丙烯在温度为230℃、负载砝码为2.16公斤时的熔融指数为100-1000g/10min,更优选为400-800g/10min。本发明的发明人在研究中发现,此熔融指数范围的聚丙烯流动性、加工性及制备得到的表面改性网膜机械性能较好,能够在聚丙烯本体材料不受明显影响的情况下,还能获得较好的改性效果,使得制备得到的表面改性网膜的除油率更高。

根据本发明,为了进一步提高表面改性网膜的除油率,并进一步保证长期有效,优选的,所述表面活性剂的分子量为100-1000g/mol(例如,可以为100g/mol,200g/mol,300g/mol,400g/mol,500g/mol,600g/mol,700g/mol,800g/mol,900g/mol,1000g/mol及以上任意两个数值形成的范围内的数值)。

根据本发明,为了进一步提高表面改性网膜的除油率,并进一步保证长期有效,优选的,所述表面活性剂选自碳氢表面活性剂和氟碳表面活性剂中的至少一种。能够理解的是,所述氟碳表面活性剂,指的是碳氢表面活性剂的碳氢链中的氢原子全部或部分被氟原子取代,即分子结构中氟碳链代替了碳氢链后得到的表面活性剂,所述氟碳表面活性剂中的非极性基团具有疏油的性能,通过这种表面活性剂改性得到的表面改性网膜,亲水、疏油性能增强,即选择性截留能力、除油率增强。

能够理解的是,如上所述的表面活性剂分子量较低,不易挥发,且具有较好的亲水性,采用如上所述的表面活性剂和聚丙烯制备得到的表面改性网膜,能够在进一步保证长期有效的情况下,提高除油率。

根据本发明,为了进一步提高表面改性网膜的除油率,并进一步保证长期有效,优选的,所述碳氢表面活性剂选自磺基丁二酸二异丁酯硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和丁二酸二异辛酯磺酸钠中的至少一种。

根据本发明,为了进一步提高表面改性网膜的除油率,并进一步保证长期有效,优选的,所述氟碳表面活性剂选自十二氟碳烷基琥珀酸酯磺酸盐、全氟丁基磺酸钾和四乙基全氟辛基磺酸铵中的至少一种。如上的氟碳表面活性剂的价格较为便宜,将所述氟碳表面活性剂和碳氢表面活性剂复配使用时,能够在降低生产成本的情况下,还能提高除油率。

根据本发明,为了进一步保证所述表面改性网膜能够保持长期有效,优选的,所述表面改性网膜还含有抗氧剂。

根据本发明,为了进一步保证所述表面改性网膜能够保持长期有效,优选的,所述抗氧剂选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(可以为市售的抗氧剂1010)、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(可以为市售的抗氧剂168)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(可以为市售的抗氧剂1076)和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(可以为市售的抗氧剂264)中的至少一种。

根据本发明,优选的,按重量计,所述聚丙烯和抗氧剂的含量比为9-99:1。

第二方面,本发明提供了一种表面改性网膜的制备方法,该方法包括:

(1)将聚丙烯和任选的抗氧剂进行熔融,得到纺丝液,将所述纺丝液进行纺丝,得到聚丙烯纤维;

(2)将所述聚丙烯纤维浸入表面活性剂溶液,进行表面改性,得到表面改性聚丙烯纤维;

(3)将表面改性聚丙烯纤维进行成网处理,得到具有三维网状结构的表面改性网膜。

根据本发明,为了进一步提高表面改性网膜的除油率,优选的,步骤(1)中,根据ASTMD1238-13方法,所述聚丙烯在温度为230℃、负载砝码为2.16公斤时的熔融指数为100-1000g/10min,优选为400-800g/10min。

根据本发明,为了进一步保证所述表面改性网膜能够保持长期有效,优选的,所述抗氧剂选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(可以为市售的抗氧剂1010)、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(可以为市售的抗氧剂168)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(可以为市售的抗氧剂1076)和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(可以为市售的抗氧剂264)中的至少一种。

根据本发明,为了进一步保证所述表面改性网膜能够保持长期有效,优选的,按重量计,所述聚丙烯和抗氧剂的用量比为9-99:1。

根据本发明,优选的,所述熔融的温度为175-200℃(例如,可以为175℃,180℃,185℃,190℃,195℃,200℃)。能够理解的是,所述熔融的时间不受特别的限制,只要能够保证聚丙烯和任选的抗氧剂能够尽可能熔融即可。

根据本发明,为了能够使得纺丝液更加均一,使得制备得到的表面改性网膜具有更高的除油率,优选的,所述方法还包括:熔融后进行搅拌和脱泡。

根据本发明,优选的,所述搅拌的条件包括:在非活性气体氛围中,搅拌1-4h。所述非活性气体的具体成分不受特别的限制,例如可以为氮气等不会与熔融后的物料发生反应的气体。

根据本发明,优选的,所述脱泡的条件包括:温度为175-200℃,静置0.5-2h以脱泡。所述脱泡的温度可以与熔融的温度相同。

根据本发明,优选的,在纺丝前,该方法还包括:对所述纺丝液进行固液分离。能够理解的是,通过固液分离,可以从纺丝液中除去未熔融的固相。其中,所述固液分离的具体方式不受特别的限制,优选为过滤。

根据本发明,优选的,所述纺丝的方法还包括:对所述纺丝液依次进行挤出、喷丝、拉伸和冷却。

根据本发明,为了进一步提高表面改性网膜的除油率,优选的,所述纺丝的条件使得所述聚丙烯纤维的直径为10-40μm(例如,可以为10μm,20μm,30μm,40μm及以上任意两个数值形成的范围内的数值)。

根据本发明,优选的,所述挤出的条件包括:温度为145-180℃(例如,可以为145℃,150℃,160℃,170℃,180℃)。其中,所述挤出的装置不受特别的限制,优选通过管道输入螺杆挤出机进行挤出。例如,将纺丝液通过管道输入螺杆挤出机并挤出,其中管道温度即挤出温度为145-180℃。

根据本发明,优选的,所述喷丝的条件包括:喷丝头孔径为0.1-2mm,喷丝的温度为100-150℃。

根据本发明,优选的,所述拉伸的条件包括:采用气流拉伸,所述气流的温度为120-150℃,拉伸的纺丝速度为100-400m/min。能够理解的是,所述纺丝速度指的是在用气流拉伸过程中形成纤维的速度。

根据本发明,优选的,所述冷却的条件包括:采用空气冷却,所述空气温度为5-20℃。

根据本发明,为了进一步提高表面改性效果,优选的,在表面改性之前,该方法还包括:将聚丙烯纤维依次进行洗涤和干燥。能够理解的是,所述洗涤是为了除去聚丙烯纤维上面附着的杂质,所述干燥是为了除去洗涤后聚丙烯纤维吸附的水分。更优选的,所述洗涤的方式为先采用乙醇浸泡12小时以上,再用去离子水清洗至少3次。更优选的,所述干燥为在65-75℃的条件下,烘干24小时以上。

根据本发明,为了进一步提高表面改性效果,使得所述表面改性网膜的具有更高的除油率,并进一步保证长期有效,优选的,步骤(2)中,所述表面活性剂的分子量为100-1000g/mol。

根据本发明,为了进一步提高表面改性效果,使得所述表面改性网膜的具有更高的除油率,并进一步保证长期有效,优选的,所述表面活性剂选自碳氢表面活性剂和氟碳表面活性剂中的至少一种。

根据本发明,为了进一步提高表面改性效果,使得所述表面改性网膜的具有更高的除油率,并进一步保证长期有效,优选的,所述碳氢表面活性剂选自磺基丁二酸二异丁酯硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和丁二酸二异辛酯磺酸钠中的至少一种。

根据本发明,为了进一步提高表面改性效果,使得所述表面改性网膜的具有更高的除油率,并进一步保证长期有效,优选的,所述氟碳表面活性剂选自十二氟碳烷基琥珀酸酯磺酸盐、全氟丁基磺酸钾和四乙基全氟辛基磺酸铵中的至少一种。

根据本发明,为了进一步提高表面改性效果,使得所述表面改性网膜的具有更高的除油率,并进一步保证长期有效,优选的,所述聚丙烯纤维和表面活性剂溶液中表面活性剂的质量比为100:0.4-50。能够理解的是,当表面活性剂在如上的范围内时,能够在充分利用物料的情况下,获得更好的表面改性效果。

能够理解的是,将所述聚丙烯纤维浸浸渍在低分子量的不挥发的表面活性剂溶液后,表面活性剂会在聚丙烯纤维表面发生吸附-解吸,直至达到吸附-解吸平衡时,吸附量达到最大。一般情况下,吸附量更大时,能够获得更好的改性效果,并使得所述表面改性网膜的具有更高的除油率。

根据本发明,所述表面改性的的温度、时间等条件不受特别的限制,只要能够使得表面活性剂在聚丙烯纤维表面的吸附-解吸尽快达到平衡,获得最大的吸附量即可。优选的,所述表面改性的条件包括:时间为20-60min(例如,可以为20min,30min,40min,50min,60min),温度为20-80℃(例如,可以为20℃,30℃,40℃,50℃,60℃,70℃,80℃)。

根据本发明,优选的,在成网处理前,该方法还包括:对所述表面改性聚丙烯纤维进行干燥。所述干燥的具体方法不受特别的限制,优选的,所述干燥的方法为在55-65℃的条件下,烘干12小时以上。

根据本发明,为了进一步提高表面改性网膜的除油率,优选的,所述成网处理的方法包括:依次进行梳理成网、针刺、热合加固。能够理解的是,

所述梳理成网即为使用梳理机对纤维进行梳理,使其排列整齐成型;所述针刺即为使用针刺机对成型的纤维进行针刺,使纤维之间相互交缠联结成网;所述热合加固即为使用热熔粘合机进一步使纤维固定成型制成网膜。

根据本发明,为了进一步提高表面改性网膜的除油率,优选的,所述成网处理的条件使得所述表面改性网膜的克重不小于100g/m

第三方面,本发明提供了一种如上所述的方法制备的表面改性网膜。

第四方面,本发明提供了如第一方面和第三方面提供的表面改性网膜在处理含油污水中的应用。

第五方面,本发明提供了一种含油污水的处理装置,按照物料的走向,该处理装置依次包括:贮液罐和油水分离器;

其中,所述贮液罐用于贮存含油污水;所述油水分离器内装填有如本发明第一方面或第三方面提供的表面改性网膜,用于进行油水分离;

其中,所述油水分离器还分别与产水罐和集油罐相连,所述产水罐用于接收来自油水分离器的水相,所述集油罐用于接收来自油水分离器的油相。

根据本发明,优选的,所述含油污水的处理装置还包括位于所述贮液罐和油水分离器之间的污水罐,所述污水罐用于接收来自于贮液罐的含油污水并输送至油水分离器。其中,所述污水罐设有污水罐进口、污水罐出口;其中,所述污水罐进口通过管道与所述贮液罐连通,所述污水罐出口通过管道与所述油水分离器连通。

根据本发明,优选的,所述含油污水的处理装置还包括位于所述贮液罐和污水罐之间的管道上的污水泵,用于将贮液罐内的污水泵入污水罐内。

根据本发明,优选的,按照物料走向,所述含油污水的处理装置还包括所述污水罐与油水分离器之间的管道上依次设置的流量调节阀、流量计和进料泵。

根据本发明,优选的,所述油水分离器上设置有污水进口,水相出口和油相出口。所述污水进口位于油水分离器的上部。其中,所述污水进口用于把来自贮液罐的含油污水引入油水分离器,所述水相出口用于把通过表面改性网膜分离后得到的水相引出油水分离器并引入产水罐,所述油相出口用于把通过表面改性网膜分离后得到的油相引出油水分离器并引入集油罐。

能够理解的是,将含油污水通过所述油水分离器进行分离时,其中装填的表面改性网膜具有亲水疏油的功能,在选择性截留和聚结分离的共同作用下,水相将通过表面改性网膜,进入油水分离器下部,油相将被截留,留在油水分离器顶部。优选的,所述油相出口位于所述油水分离器的顶部,所述水相出口位于所述油水分离器的下部。

根据本发明,优选的,所述产水罐通过管道与所述油水分离器的水相出口连通,所述集油罐通过管道与所述油水分离器的油相出口连通。

第六方面,本发明提供了一种含油污水的处理方法,所述方法在如上所述的装置中进行,该方法包括:将贮液罐中的含油污水引入油水分离器中,进行油水分离。

根据本发明,优选的,所述油水分离器中,所述表面改性网膜的装填体积与油水分离器的体积比为1:2-4。

根据本发明,优选的,所述油水分离器中,相对于装填体积为300L的表面改性网膜,含油污水的进速为0.1-0.5m

根据本发明,优选的,所述含油污水的温度为40-60℃。

其中,所述装填体积可以为在本领域常规的装填操作下,装填的网膜的体积。例如,可以为在0.2MPa下,分层压实装填到油水分离器床层的网膜的体积。

根据本发明一种特别优选的实施方式,按照如下的方法进行表面改性网膜的制备和含油污水的处理:

(1)取熔融指数为450-550g/10min的聚丙烯和抗氧剂1010加入到带有搅拌装置的纺丝釜中混合,其中,按重量计,聚丙烯和抗氧剂1010的用量比为20-26:1;在183-187℃条件下进行熔融,然后在通氮气条件下搅拌1.8-2.2h,停止搅拌后在183-187℃静置脱泡1.3-1.6h,得到纺丝液;

将纺丝液经过滤网过滤后,通过管道输入螺杆挤出机,在挤出温度为168-173℃条件下进行挤出;再经计量泵通过纺丝组件的喷丝头进行喷丝,喷丝头的孔径为0.3-0.8mm,温度为127-132℃;然后经气流拉伸后形成初生纤维,气流的温度为138-142℃,纺丝速度为260-290m/min;再采用冷却空气对初生纤维进行冷却,冷却空气的温度为9-11℃,得到聚丙烯纤维。

将所述聚丙烯纤维经乙醇浸泡12小时以上,然后用去离子水清洗3次,去除吸附在聚丙烯纤维表面的杂质,然后置于烘箱中干燥,除去表面吸附的水分。

将干燥后的聚丙烯纤维浸入表面活性剂溶液,进行表面改性,得到表面改性聚丙烯纤维。表面活性剂溶液中,表面活性剂为十二氟碳烷基琥珀酸酯磺酸盐和十二烷基硫酸钠,所述聚丙烯纤维和表面活性剂的的质量比为100:11-18;表面改性的温度为48-54℃,表面改性的时间为28-33min。

然后对表面改性聚丙烯纤维,在55-65℃的条件下,烘干12小时以上。取干燥后的表面改性聚丙烯纤维,经梳理成网、针刺、热合加固后,得到具有三维网状结构的表面改性网膜。

(2)将表面改性网膜分层压实装填到油水分离器的床层中,所述表面改性网膜的装填体积与油水分离器的体积比为1:2.5-3.5;

(3)将贮液罐内温度为40-60℃的含油污水通过污水泵泵入污水罐中;

(4)开启流量调节阀、流量计,经由进料泵将污水罐内的液体泵入油水分离器内,通过调节流量调节阀,控制进水流量在0.1-0.2m

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例和测试例中:

抗氧剂1010,成分为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇;

抗氧剂168,成分为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯;

抗氧剂1076,成分为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯;

抗氧剂264,成分为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚;

十二烷基硫酸钠,分子量为288.38g/mol;

磺基丁二酸二异丁酯硫酸钠,分子量为332.35g/mol;

丁二酸二异辛酯磺酸钠,分子量为445.57g/mol;

十二烷基苯磺酸钠,分子量为348.48g/mol;

十二氟碳烷基琥珀酸酯磺酸盐,分子量为556.19g/mol;

全氟丁基磺酸钾,分子量为338.2g/mol;

四乙基全氟辛基磺酸铵,分子量为629.37g/mol;

聚丙烯熔融指数的测定,均通过ASTMD1238-13方法,在温度为230℃、负载砝码为2.16公斤时进行测定。

所述克重的测试方法为:先用克重测试器取样,然后用天平称重,得到的克数除以面积就是克重(g/m

采用压汞法使用Autopore IV-9500全自动压汞仪测量孔隙率。

拉伸强度采用美国INSTRON公司的3342万能材料试验机测试,试样的总长为40mm,测试温度为25℃,载入速度为40mm/min。

含油污水中的含油量照国家标准《GB/T 16488-1996水质石油类和动植物油的测定》进行测定。

除油率计算方法为:

其中,C

C表示产水罐中水相的含油量,单位为mg/L。

并且,如无特别指明,所述材料均为市售。

如图1所示,本发明的含油污水的处理装置,按照物料的走向,依次包括贮液罐1、污水泵2、污水罐3、流量调节阀4、流量计5、进料泵6、油水分离器7、产水罐8和集油罐9。其中,贮液罐1用于贮存含油污水,其中的污水温度40-60℃,其通过管道与污水泵2相连;污水泵2通过管道与污水罐3的污水罐进口相连,用于将贮液罐1内的含油污水泵入污水罐3中。污水罐3的污水罐出口通过管道与进料泵6相连,在该管道上依次设有流量调节阀4和流量计5,进料泵通过管道与油水分离器7的污水进口相连,用于将污水罐3中的污水泵入油水分离器7中进行处理。油水分离器7内装填表面改性网膜,以对含油污水进行处理,即将油相和水相分离。油水分离器包括油相出口和水相出口,油相出口通过管道与集油罐9相连,水相出口通过管道与产水罐8相连。

实施例1-10和对比例1-2

(1)取聚丙烯、抗氧剂加入到带有搅拌装置的纺丝釜中混合,并进行熔融,然后在通氮气条件下搅拌一段时间,停止搅拌后静置脱泡,得到纺丝液;

将纺丝液经过滤网过滤后,通过管道输入螺杆挤出机进行挤出,再经计量泵通过纺丝组件的喷丝头进行喷丝,然后经气流拉伸后形成初生纤维,采用冷却空气对初生纤维进行冷却,得到粗细均匀的聚丙烯纤维。

(3)将所述聚丙烯纤维经乙醇浸泡12小时以上,然后用去离子水清洗3次,去除吸附在聚丙烯纤维表面的杂质,然后置于70℃的烘箱中干燥24小时以上,除去表面吸附的水分。将干燥后的聚丙烯纤维浸入表面活性剂溶液,进行表面改性,得到表面改性聚丙烯纤维,然后对其在60℃的条件下进行烘干12小时;称干燥后的表面改性聚丙烯纤维,经梳理成网、针刺、热合加固后制得具有一定克重的选择性截留网膜。

实施例1-10和对比例1-2各步骤条件参数和各物料参数,以及网膜的克重、厚度、孔隙率见表1-3。

表1

表2

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表3

其中,对比例1按照实施例5的方法进行,不同的是,不将聚丙烯纤维浸入表面活性剂溶液,即不进行表面改性,直接将纺丝得到的聚丙烯纤维进行成网处理;对比例2按照实施例5的方法进行,不同的是,表面改性后得到的表面改性聚丙烯纤维不进行成网处理。m(聚丙烯树脂:抗氧剂)指的是,按重量计,所述聚丙烯和抗氧剂的用量比。

测试例

取实施例1-10和对比例1-2中制备得到的改性网膜,分别测定其拉伸强度,结果见表4。

取某炼化企业的含油废水,经测定,该废水的pH为7.5,含油量为7386mg/L。

取实施例1-10和对比例1-2中制备得到的表面改性网膜,所述网膜在进行本测试之前均已使用5个月以上,分别在如图1所示的含油污水的处理装置中进行含油污水的处理。

具体方法为:

(1)将实施例1-10和对比例1-2制备的产品分别分层压实装填到油水分离器的床层中。

(2)将贮液罐内温度为40-60℃的含油污水通过污水泵泵入污水罐中;

(3)开启流量调节阀、流量计,经由进料泵将污水罐内的液体泵入油水分离器内,通过调节流量调节阀,控制使得,相对于300L的改性网膜的装填体积,含油污水的进速为0.1-0.5m

运行稳定后取产水罐中的水,测定其中的含油量,并计算得到出除油率。结果如表4所示。其中,所述装填比为表面改性网膜的装填体积与油水分离器的体积比,所述进速即为相对于装填体积为300L的表面改性网膜的进速。

表4

通过以上结果可以看出,采用本发明技术方案的制备得到的网膜,在运行5个月后,仍然能够在油水分离时,获得较高的除油率,可见本发明的技术方案制备得到的网膜能够保持较长时间的高效除油功能。对比例1-2没有采用本发明的技术方案,效果较差。并且,和没有进行改性的对比例1的产品相比,实施例1-10制备得到的网膜,具有较高的拉伸强度,即采用本发明的方法进行改性,不会降低本体聚丙烯纤维的物理强度。

此外,采用本发明的技术方案制备所述网膜时,制备简单,适合工业推广。并且若经过较长时间的使用,网膜除油功能有下降,可对网膜清洗后再次使用上述浸渍/干燥的方法即可恢复其功能,操作也比较简单。而且,采用本发明的技术方案进行油水分离时,能耗较低,不会产生废渣,不造成二次污染,处理过程安全防爆,分离速度快,通量较高,依靠液柱静压力等作用低能耗就可实现导水截油。

以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。

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