CN109012228A - 一种用二氧化钛玻璃纤维网-静电纺复合纳米纤维膜处理污水的方法 - Google Patents

一种用二氧化钛玻璃纤维网-静电纺复合纳米纤维膜处理污水的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用二氧化钛玻璃纤维网‑静电纺复合纳米纤维膜处理污水的方法，将预处理过的玻璃纤维网在二氧化钛胶体中充分浸润后，垂直匀速提拉玻璃纤维网至完全离开胶体，在室温、通风环境中自然晾干，然后在箱式电阻炉中进行髙温烧结处理，自然冷却至室温后，继续涂覆、烧结，重复操作，得到二氧化硅玻璃纤维网；采用水平式静电纺丝装置进行静电纺丝，使用注射器抽取聚合物纺丝溶液，用针头与高压发生器的正极相连，施加电压，接收装置接地；将浸没式紫外灯管垂直浸入固定在装有污水溶液的储液罐中，在紫外灯管之间竖直固定所得二氧化钛玻璃纤维网和所得静电纺复合纳米纤维膜，对污水进行处理。

Description

一种用二氧化钛玻璃纤维网-静电纺复合纳米纤维膜处理污 水的方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种用二氧化钛玻璃纤维网-静电纺复合纳米纤维膜处理污水的方法。
背景技术
我国目前面临的水污染问题相当严峻，国家髙度重视，投入大量的资金和精力进行整治。水污染、大气污染和噪声污染被称为当今世界的三大公害，含油污水是水污染的一种，其对人体健康和生态环境均有很大的危害。静电纺丝技术是一种最简单易行的制备纳米纤维的方法，被广泛的应用在过滤材料、生物医用、组织工程和复合材料方面。静电纺制备的纳米纤维膜在含油污水处理方面的应用广泛且颇受关注。因此，本发明针对经常用于水处理的聚偏氟乙烯材料进行静电纺丝，制备纳米纤维，并对其进行改性处理，改性过后的纳米纤维膜对含油污水的过滤效果比普通商品膜好，旨在突出静电纺纳米纤维膜在过滤应用方面的优势，对含油污水过滤材料的研究与应用有一定的借鉴与指导意义。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种用二氧化钛玻璃纤维网-静电纺复合纳米纤维膜处理污水的方法，依照该方法处理污水能有效去除常规污染物及农药，对含油污水的过滤效果优。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用二氧化钛玻璃纤维网-静电纺复合纳米纤维膜处理污水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）二氧化钛玻璃纤维网的制备：
将预处理过的玻璃纤维网在二氧化钛胶体中充分浸润2-3min后，垂直匀速提拉玻璃纤维网至完全离开胶体，在室温、通风环境中自然晾干2-3h，然后在490-510℃箱式电阻炉中进行髙温烧结处理55-65min，自然冷却至室温后，继续涂覆、烧结，重复操作，得到二氧化硅玻璃纤维网；
（2）静电纺复合纳米纤维膜的制备：
采用水平式静电纺丝装置进行静电纺丝，使用注射器抽取聚合物纺丝溶液，用内径为0.5mm的针头与高压发生器的正极相连，施加15-17kV的电压，接收装置接地，接收距离为14-16cm；
（3）污水的处理方法：
将浸没式紫外灯管垂直浸入固定在装有污水溶液的储液罐中，在紫外灯管之间竖直固定（1）中所得二氧化钛玻璃纤维网和（2）中所得静电纺复合纳米纤维膜，对污水进行处理。
进一步的，步骤（1）中玻璃纤维网基体的预处理：将玻璃纤维网按规格裁剪，用水洗净，放入50-53℃烘箱中烘干，再放入箱式电阻炉中升温至490-510℃保持55-65min后，在室温下自然冷却；
升温速度为10℃/min，提拉速度为600mm/min。
进一步的，步骤（2）中聚合物纺丝溶液的制备：将聚偏氟乙烯粉末、聚丙烯腈粉末按质量比7:3共混，置于N-N二甲基甲酰胺中，加热至60-63℃搅拌5-6h混合均匀，配制质量分数为14%的聚合物纺丝溶液。
进一步的，步骤（3）中在紫外消毒池中设置24根功率为28kW的紫外灯管，分两组平行放置；在两两平行的4根紫外灯管正中间放置二氧化钛玻璃纤维网和静电纺复合纳米纤维膜。
本发明相比现有技术具有以下优点：
（1）将二氧化钛牢固负载于玻璃纤维网上，制备负载型二氧化钛玻璃纤维网，具有光催化效应，并具有良好的稳定性和抗菌性能；光催化装置安装运行后污水处理对不同污染物的去除效率增大，负载型二氧化钛光催化技术能够有效地加强污水处理对常规污染物及农药的去除效果，达到水质标准。
（2）配制聚偏氟乙烯粉末、聚丙烯腈粉末共混溶液，制备静电纺复合纳米纤维膜，亲水性改善效果明显，共混膜的平均孔径范围为0.784-2.070µm，测得共混膜的纯水通量为4019-5340L/（m2·h），对乳化油的截留率最高达到95.31%，对含油污水的过滤效果优。
具体实施方式
实施例1
一种用二氧化钛玻璃纤维网-静电纺复合纳米纤维膜处理污水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）二氧化钛玻璃纤维网的制备：
将预处理过的玻璃纤维网在二氧化钛胶体中充分浸润2min后，垂直匀速提拉玻璃纤维网至完全离开胶体，在室温、通风环境中自然晾干2h，然后在490-510℃箱式电阻炉中进行髙温烧结处理55min，自然冷却至室温后，继续涂覆、烧结，重复操作，得到二氧化硅玻璃纤维网；
（2）静电纺复合纳米纤维膜的制备：
采用水平式静电纺丝装置进行静电纺丝，使用注射器抽取聚合物纺丝溶液，用内径为0.5mm的针头与高压发生器的正极相连，施加15kV的电压，接收装置接地，接收距离为14cm；
（3）污水的处理方法：
将浸没式紫外灯管垂直浸入固定在装有污水溶液的储液罐中，在紫外灯管之间竖直固定（1）中所得二氧化钛玻璃纤维网和（2）中所得静电纺复合纳米纤维膜，对污水进行处理。
进一步的，步骤（1）中玻璃纤维网基体的预处理：将玻璃纤维网按规格裁剪，用水洗净，放入50-53℃烘箱中烘干，再放入箱式电阻炉中升温至490-510℃保持55min后，在室温下自然冷却；
升温速度为10℃/min，提拉速度为600mm/min。
进一步的，步骤（2）中聚合物纺丝溶液的制备：将聚偏氟乙烯粉末、聚丙烯腈粉末按质量比7:3共混，置于N-N二甲基甲酰胺中，加热至60-63℃搅拌5h混合均匀，配制质量分数为14%的聚合物纺丝溶液。
进一步的，步骤（3）中在紫外消毒池中设置24根功率为28kW的紫外灯管，分两组平行放置；在两两平行的4根紫外灯管正中间放置二氧化钛玻璃纤维网和静电纺复合纳米纤维膜。
实施例2
一种用二氧化钛玻璃纤维网-静电纺复合纳米纤维膜处理污水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）二氧化钛玻璃纤维网的制备：
将预处理过的玻璃纤维网在二氧化钛胶体中充分浸润3min后，垂直匀速提拉玻璃纤维网至完全离开胶体，在室温、通风环境中自然晾干3h，然后在490-510℃箱式电阻炉中进行髙温烧结处理65min，自然冷却至室温后，继续涂覆、烧结，重复操作，得到二氧化硅玻璃纤维网；
（2）静电纺复合纳米纤维膜的制备：
采用水平式静电纺丝装置进行静电纺丝，使用注射器抽取聚合物纺丝溶液，用内径为0.5mm的针头与高压发生器的正极相连，施加17kV的电压，接收装置接地，接收距离为16cm；
（3）污水的处理方法：
将浸没式紫外灯管垂直浸入固定在装有污水溶液的储液罐中，在紫外灯管之间竖直固定（1）中所得二氧化钛玻璃纤维网和（2）中所得静电纺复合纳米纤维膜，对污水进行处理。
进一步的，步骤（1）中玻璃纤维网基体的预处理：将玻璃纤维网按规格裁剪，用水洗净，放入50-53℃烘箱中烘干，再放入箱式电阻炉中升温至490-510℃保持65min后，在室温下自然冷却；
升温速度为10℃/min，提拉速度为600mm/min。
进一步的，步骤（2）中聚合物纺丝溶液的制备：将聚偏氟乙烯粉末、聚丙烯腈粉末按质量比7:3共混，置于N-N二甲基甲酰胺中，加热至60-63℃搅拌6h混合均匀，配制质量分数为14%的聚合物纺丝溶液。
进一步的，步骤（3）中在紫外消毒池中设置24根功率为28kW的紫外灯管，分两组平行放置；在两两平行的4根紫外灯管正中间放置二氧化钛玻璃纤维网和静电纺复合纳米纤维膜。
按照本发明方法处理污水能有效去除常规污染物及农药，对含油污水的过滤效果优；COD、NH3-N、TN、TP的去除率增大到95%、99%、66%、70%；农药阿特拉津、乙氧基喹啉、避蚊胺、戊唑醇、异丙隆、异丙甲草胺、抗蚜威的去除率增大到89%、73%、80%、84%、20%、83%、74%。

Claims (4)

1.一种用二氧化钛玻璃纤维网-静电纺复合纳米纤维膜处理污水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）二氧化钛玻璃纤维网的制备：
将预处理过的玻璃纤维网在二氧化钛胶体中充分浸润2-3min后，垂直匀速提拉玻璃纤维网至完全离开胶体，在室温、通风环境中自然晾干2-3h，然后在490-510℃箱式电阻炉中进行髙温烧结处理55-65min，自然冷却至室温后，继续涂覆、烧结，重复操作，得到二氧化硅玻璃纤维网；
（2）静电纺复合纳米纤维膜的制备：
采用水平式静电纺丝装置进行静电纺丝，使用注射器抽取聚合物纺丝溶液，用内径为0.5mm的针头与高压发生器的正极相连，施加15-17kV的电压，接收装置接地，接收距离为14-16cm；
（3）污水的处理方法：
将浸没式紫外灯管垂直浸入固定在装有污水溶液的储液罐中，在紫外灯管之间竖直固定（1）中所得二氧化钛玻璃纤维网和（2）中所得静电纺复合纳米纤维膜，对污水进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种用二氧化钛玻璃纤维网-静电纺复合纳米纤维膜处理污水的方法，其特征在于，步骤（1）中玻璃纤维网基体的预处理：
将玻璃纤维网按规格裁剪，用水洗净，放入50-53℃烘箱中烘干，再放入箱式电阻炉中升温至490-510℃保持55-65min后，在室温下自然冷却；
升温速度为10℃/min，提拉速度为600mm/min。
3.根据权利要求1所述的一种用二氧化钛玻璃纤维网-静电纺复合纳米纤维膜处理污水的方法，其特征在于，步骤（2）中聚合物纺丝溶液的制备：
将聚偏氟乙烯粉末、聚丙烯腈粉末按质量比7:3共混，置于N-N二甲基甲酰胺中，加热至60-63℃搅拌5-6h混合均匀，配制质量分数为14%的聚合物纺丝溶液。
4.根据权利要求1所述的一种用二氧化钛玻璃纤维网-静电纺复合纳米纤维膜处理污水的方法，其特征在于，步骤（3）中在紫外消毒池中设置24根功率为28kW的紫外灯管，分两组平行放置；在两两平行的4根紫外灯管正中间放置二氧化钛玻璃纤维网和静电纺复合纳米纤维膜。
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