CN101596379A - 一种荷正电荷过滤材料的制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种荷正电荷过滤材料的制备方法及其应用；所述荷正电荷过滤材料的制备方法包括选料粉碎、膨化处理、浸泡荷电、脱水干燥步骤；制备完成的过滤材料可制造成棒状结构、颗粒结构、板状结构、管状结构，插入过滤装置中使用。本发明由于采用天然有机纤维物质为制备原料，容易再生，成本低廉，废水处理的成本也很低，然后通过在制备出的过滤材料上涂覆带有正电荷的涂覆材料，利用正电荷的特性，可以有效去除各种工业、生活废水中的油类等碳氢化合物，如苯、甲苯、乙苯、二甲苯混合物，和其它负离子悬浮物质，吸收饱后，只需将滤芯和污染物清除即可重复使用，饱和的滤芯可以粉碎做有机肥料，具有极大的经济效益和社会效益。

Description

一种荷正电荷过滤材料的制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及一种过滤材料，具体地说是一种荷正电荷过滤材料的制备方法及其应用。

背景技术

随着社会发展及工业化程度的提高，很多行业在日常的生产生活中都会产生大量的废水，如油田回注水、汽车洗涤水、表面工程行业的脱脂清洗水、石油炼化、五金加工行业、船舶行业、环保行业的油水、城市生活污水等，这些污水都需要进行处理，不然会给环境带来极大的伤害。采用过滤材料过滤是现阶段废水处理中常用的处理工艺，现有技术中的过滤材料一般为：1、表面积网状态的目数来进行对液体进行筛分，去除大于孔径的固体颗粒；2、三维空间过滤、分离，按照三维空间分离的技术特点，可以使整个分离和过滤工艺，在三维空间的过滤的不规则孔径中达到精密分离的目的，过滤精度可以进一步提高，但是存在着缺点，如三维空间一旦堵塞无法清洗，同时过滤材料表面对废水中的物质有亲缘粘接关系，产生滤料表面污染而堵塞过滤效果，而且对废水的处理能力及过滤性能取决于过滤孔径的大小，为提高过滤精度，就必须选用高密度、细孔径的三维空间过滤材料，这种材料制造成本高，而且废弃后还需要另行处理，成本更大，不适合广泛的应用。

许多化学中间体物质都含有正电荷，而正电荷具有亲水疏油的特性，将带有正电荷的物质，采用中间体交联，热处理固定、光合作用等方法，涂覆在过滤材料上，能够显著增加脱水量；化合物的亲水基团使滤材具有化学破乳的功能，破坏了乳液的亲水亲油平衡，乳液颗粒经过破乳、凝聚、粗粒化，通过不同比重上浮，达到油水分离分层的目的。另外，正电荷具有比较强正电荷电磁作用，能够使水中的负离子悬浮物聚集，使其结构改变，在相同孔径的过滤材料下，分离过滤效果更好；正电荷的强正电荷电磁作用还可以击破和置换水中的负离子物质成为分子结构，如细菌和孢子的细胞壁，杀死细菌和抑制细菌繁殖、SS、软金属等负离子物质。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处，提供一种有效利用天然有机纤维物质，过滤效率高、运行成本低、容易再生的荷正电荷过滤材料的制备方法及其应用。

本发明的目的之一通过以下的技术方案实现：所述荷正电荷过滤材料的制备方法包括如下步骤：

选料粉碎：选取不含有脂肪、糖、强染色体且容易粉碎的天然有机纤维物质，进行粉碎处理，控制处理原材料长度不超过70cm；

膨化处理：将上述经过粉碎处理的天然有机纤维物质在150℃～350℃左右，压力2.5～5.0mpa左右的条件下膨化处理15～20分钟，经过膨化以后的物质，然后进行粗粒化粉碎筛分，尺寸控制在0.5～10毫米左右，备用；

浸泡荷电：将膨化处理好的过滤材料浸泡在正电荷涂覆液中，涂覆液液面超过过滤材料上表面5cm左右，加入0～2％的交联剂，浸泡2～3分钟后取出；

脱水干燥：对浸泡处理后的过滤材料高速离心脱水，然后采用晒干、风干或在40～90℃的条件下微温烘干。

所述天然有机纤维物质可选用木、乔木、果壳、粮食壳、棉花壳、花生壳、竹、芦苇、秸秆中的一种或几种。

作为本发明的进一步改进，当所述涂覆液选用的高分子化合物的分子量大于40万时，可以不加交联剂。

所述交联剂可选用三氨基交联剂、季铵盐交联剂等，合成季铵盐分子结构状态，交联剂可以是一种或几种。

所述的正电荷涂覆液制备方法为：

(1)按高分子化合物，3％～5％；水，95％～97％的比例称取各组分；所述的高分子化合物是含有亲水基团的醇类、酰类、醚类或甲壳素类化合物，所述水的电导率控制在200～300μs之间，温度控制在40～90℃之间；

(2)先将水放入容器内，然后边搅拌边缓慢放入已经合成好的高分子化合物，继续搅拌10分钟左右，制得正电荷涂覆液。

上述制备完成的过滤材料可制造成棒状结构型、颗粒结构型、板状结构型、管状结构型，插入特殊结构的过滤单元，将这些过滤单元组合使用。

本发明与现有技术相比，由于采用天然有机纤维物质为制备原料，容易再生，成本低廉，废水处理的成本也很低，然后通过在制备出的过滤材料上涂覆带有正电荷的涂覆材料，利用正电荷的特性，可以有效去除各种工业、生活废水中的油类等碳氢化合物、脂、乳化液、苯、甲苯、乙苯、二甲苯等混合物，和其它负离子悬浮物质，吸收饱后，只需将滤芯和污染物清除即可重复使用，饱和的滤芯可以粉碎做有机肥料，具有极大的经济效益和社会效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

配制正电荷涂覆液：

(1)称取聚乙烯醇氨基盐，3g；水，97g；调节用水的电导率在300μs左右，温度在90℃左右；

(2)将水放入容器内，然后边搅拌边缓慢放入称取好的聚乙烯醇氨基盐，继续搅拌10分钟，制得正电荷涂覆液。

所述荷正电荷过滤材料的制备方法包括如下步骤：

选料粉碎：选取不含有脂肪、糖、强染色体且容易粉碎的天然乔木，进行粉碎处理，控制材料长度不超过70cm；

膨化处理：将上述经过粉碎处理的乔木在350℃，压力2.5mpa的条件下膨化处理18分钟，然后进行粗粒化粉碎筛分，尺寸控制在0.5～10毫米左右，备用；

浸泡荷电：将膨化处理好的乔木颗粒浸泡在上述制备好的正电荷涂覆液中，涂覆液液面超过乔木粉上表面5cm左右，加入1％的三胺基交联剂，浸泡3分钟后取出；

脱水干燥：对浸泡处理后的乔木粉采用高速离心机离心脱水，然后自然风干。

将上述制备完成的过滤材料用于过滤30000ppm的油田回注废水，过滤后水质量达到了2.5ppm，效果显著。

实施例二

配制正电荷涂覆液：

(1)称取分子量大于40万水解壳聚糖，5g；水，95g；所述水的电导率为小于200μs左右，温度为40℃左右；

(2)将水放入容器内，然后边搅拌边缓慢放入配套好的水解壳聚糖，继续搅拌10分钟，制得正电荷涂覆液。

所述荷正电荷过滤材料的制备方法包括如下步骤：

选料粉碎：选取不含有脂肪、糖、强染色体且容易粉碎的芦苇，进行粉碎处理，控制材料长度不超过70cm；

膨化处理：将上述经过粉碎处理的乔木在350℃，压力2.5mpa的条件下膨化处理18分钟，然后进行粗粒化粉碎筛分，尺寸控制在0.5～10毫米左右，备用；

浸泡荷电：将膨化处理好的芦苇颗粒浸泡在上述制备好的正电荷涂覆液中，涂覆液液面超过乔木粉上表面5公分左右，浸泡3分钟后取出；由于正电荷涂覆液中的水解壳聚糖分子量大于40万，所以可以不加入交联剂；

脱水干燥：对浸泡处理后的芦苇颗粒采用高速离心机离心脱水，然后采用自然风干。

将上述制备完成的过滤材料用于过滤25000ppm的表面工程清洗液废水，过滤后的水质量达到3ppm。

Claims (6)

1、一种荷正电荷过滤材料的制备方法，包括如下步骤：

选料粉碎：选取不含有脂肪、糖、强染色体且容易粉碎的天然有机纤维物质，进行粉碎处理，控制材料长度不超过70cm；

膨化处理：将上述经过粉碎处理的天然有机纤维物质在350℃左右，压力2.5mpa左右的条件下膨化处理15～20分钟，然后进行粗粒化粉碎筛分，尺寸控制在0.5～10毫米左右，备用；

浸泡荷电：将膨化处理好的过滤材料浸泡在正电荷涂覆液中，涂覆液液面超过过滤材料上表面5cm左右，加入0～2％的交联剂，浸泡2～3分钟后取出；

脱水干燥：对浸泡处理后的过滤材料高速离心脱水，然后采用晒干、风干或在40℃～90℃的条件下微温烘干。

2、根据权利要求1所述的荷正电荷过滤材料的制备方法，其特征还在于：所述天然有机纤维物质可选用木、乔木、果壳、粮食壳、棉花壳、花生壳、竹、芦苇、秸秆中的一种或几种。

3、根据权利要求1所述的荷正电荷过滤材料的制备方法，其特征还在于：当所述涂覆液选用的高分子化合物的分子量大于40万时，可不加交联剂。

4、根据权利要求1所述的荷正电荷过滤材料的制备方法，其特征还在于：所述交联剂选用三氨基交联剂、季铵盐交联剂中的一种或几种。

5、根据权利要求1所述的荷正电荷过滤材料的制备方法，其特征还在于：所述的正电荷涂覆液采用如下方法制备：

(1)按高分子化合物，3％～5％；水，95％～97％的比例称取各组分；所述的高分子化合物是含有亲水基团的醇类、酰类、醚类或甲壳素类化合物，所述水的电导率控制在200～300μs之间，温度控制在40～90℃之间；

(2)先将水放入容器内，然后边搅拌边缓慢放入称取好的高分子化合物，继续搅拌10分钟左右，制得正电荷涂覆液。

6、根据权利要求1所述方法制备的荷正电荷过滤材料，其特征还在于：所述制备的过滤材料可制造成棒状结构、颗粒结构、板状结构或管状结构。