CN109453562A - 含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法 - Google Patents

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吴广恒
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Abstract

本发明涉及一种含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法，采用氨气作为改性试剂，在高压水蒸气条件下，对普通纤维球滤料进行表面改性，通过改变纤维丝表面的微观结构而改变纤维球表面的吸附特性。本发明设计科学合理，通过改性的的纤维球滤料在处理含油污水时具有良好的再生能力，吸油后用清水反冲洗即可脱附表面的污油，制备方法具有工艺简便，原料易得，改性效果好。

Description

含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，涉及工业含油污水处理用滤料，特别涉及一种含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法。
背景技术
近年来随着环保要求越来越高，我国工业企业对水的排放也越来越重视，特别是在炼油、石油开采、钢铁冶金等行业，污水含油量高处理难度大已成为制约企业发展的难题。以往企业多采用石英砂或无烟煤作为截油滤料，但其滤油能力较差、易堵塞、装填工作量大，且含油的滤料难以处理，容易造成二次污染。近些年，随着一些新的环保型滤料相继涌现，传统滤料有逐渐被替代的趋势。
当前，以纤维球为代表的高分子滤料具有自重轻、回弹性好、孔隙率高、比表面积大、吸附性能好等特点被广泛应用。常规的纤维球以聚酯为基础原料通过抽丝得到聚酯纤维丝，这种纤维丝表面具有较强的亲油能力，对水中悬浮的油滴有较强的吸附性。这种吸附能力虽然有利于清除含油污水中的油滴，但却同时导致吸附的污油难以脱附。纤维丝无法再次使用。
通过对公开专利文献的检索，发现三篇与本专利申请相似的公开专利文献：
专利CN105148609A公开了一种亲水疏油滤料及其加工方法。本专利采用棉籽壳作为改性试剂处理纤维丝，以获得良好的脱油效果来提升纤维丝的可再生能力。
专利CN105056626A公开了一种亲水疏油滤料及其制备方法。本专利采用苎麻作为改性试剂。
专利CN105056578A公开了一种亲水疏油滤料及其制备方法。本专利采用栀子作为改性试剂对纤维丝进行处理。
以上方法均为使用天然产物的方法对纤维丝进行改性处理，处理过程复杂，个别方法甚至采用100MPa的超高压力来处理原料。这些方法均不利于规模化生产，且危险系数高。
因此寻找一种原料易得，过程简单且操作可行性高的制备方法对可再生纤维球在工业含油污水处理领域的广泛应用具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种操作简便、制造成本低且原料易得的含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法。通过该方法制备的纤维球滤料具有良好的再生能力，反冲洗效率高，除油能力强。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)活化：取纤维球适量，放置于恒温箱中进行恒温活化；
2)反应：将活化后的纤维球取出并放置于不锈钢高压反应器中，并向不锈钢高压反应器中通入预热处理过的氨气和高压水蒸气进行反应；
3)洗涤：反应一段时间后，将纤维球取出并放入常温水中，洗涤30min后甩干；
4)烘干：将甩干的纤维球置于干燥箱内烘干即可得可再生纤维球滤料。
而且，所述步骤1)中的恒温活化温度为90～120℃。
而且，所述步骤2)中氨气的预热温度为110～150℃。
而且，所述步骤2)中高压水蒸气的压力为0.15～0.5MPa。
而且，所述步骤2)中反应温度为110～150℃。
而且，所述步骤2)中反应时间为10～60min。
而且，所述步骤2)中氨气质量为纤维球质量的0.1～2倍。
而且，所述步骤2)中高压水蒸气质量为氨气质量的0.1～2倍。
而且，所述步骤4)中烘干温度为100～120℃。
本发明的优点和有益效果为：
本发明以氨气与水蒸汽为原料在气相环境中反应，能够改变纤维球原料的表面微观结构，制备过程操作简单，原料廉价易得，成本低；获得的纤维球滤料空隙率大于94％，比表面积不小于3000m2/m3，具有良好的再生能力，通过在炼钢企业中进行含油污水的处理过程实践可得本纤维球滤料可实现反冲洗50次以上，寿命在一年以上，油污去除率大于90％，具有良好的应用前景。
附图说明
图1a)为纤维球原料的表面结构图，图1b)为纤维球滤料的表面结构图；
图2为纤维球滤料去油污再生示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例一
一种含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法，其创新之处在于：包括以下步骤：
1)活化：取10公斤纤维球原料，如图1a)所示，放置于恒温箱中进行90℃恒温活化；
2)反应：将活化后的纤维球取出并放置于1000L不锈钢高压反应器中，并向不锈钢高压反应器中通入温度120℃、流量1kg/min的氨气和压力0.2MPa、流量1kg/min的水蒸气进行反应，控制不锈钢容器内的反应温度为120℃，持续反应20min后结束；
3)洗涤：将纤维球取出并浸没在离子水中，800～1000r/min低速搅拌洗涤30min，然后离心甩干；
4)烘干：将甩干的纤维球置于干燥箱内，在105℃温度条件下烘干1.5h，即得可再生纤维球滤料，如图1b)所示。
经检测，该纤维球滤料的空隙率为95％，比表面积为3500m2/m3。
将吸附有油污的纤维球滤料放入到水中后，可观察到油污自动从纤维球滤料表面脱离，水中可看到脱离的油污层，如图2所示，且该纤维球滤料可实现反冲洗50次以上，使用寿命长。
实施例二
一种含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法，其创新之处在于：包括以下步骤：
1)活化：取10公斤纤维球原料，放置于恒温箱中进行110℃恒温活化；
2)反应：将活化后的纤维球取出并放置于500L不锈钢高压反应器中，并向不锈钢高压反应器中通入温度110℃、流量0.1kg/min的氨气和压力0.15MPa、流量0.01kg/min的水蒸气进行反应，控制不锈钢容器内的反应温度为130℃，持续反应60min后结束；
3)洗涤：将纤维球取出并浸没在离子水中，800～1000r/min低速搅拌洗涤30min，然后离心甩干；
4)烘干：将甩干的纤维球置于干燥箱内，在100℃温度条件下烘干3h，即得可再生纤维球滤料。
经检测，该纤维球滤料的空隙率为94％，比表面积为3000m2/m3。
实施例三
一种含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法，其创新之处在于：包括以下步骤：
1)活化：取10公斤纤维球原料，放置于恒温箱中进行120℃恒温活化；
2)反应：将活化后的纤维球取出并放置于500L不锈钢高压反应器中，并向不锈钢高压反应器中通入温度150℃、流量0.1kg/min的氨气和压力0.5MPa、流量0.1kg/min的水蒸气进行反应，控制不锈钢容器内的反应温度为150℃，持续反应10min后结束；
3)洗涤：将纤维球取出并浸没在离子水中，800～1000r/min低速搅拌洗涤30min，然后离心甩干；
4)烘干：将甩干的纤维球置于干燥箱内，在110℃温度条件下烘干1.5h，即得可再生纤维球滤料。
经检测，该纤维球滤料的空隙率为95％，比表面积为3200m2/m3。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (9)

1.一种含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)活化：取纤维球适量，放置于恒温箱中进行恒温活化；
2)反应：将活化后的纤维球取出并放置于不锈钢高压反应器中，并向不锈钢高压反应器中通入预热处理过的氨气和高压水蒸气进行反应；
3)洗涤：反应一段时间后，将纤维球取出并放入常温水中，洗涤30min后甩干；
4)烘干：将甩干的纤维球置于干燥箱内烘干即可得可再生纤维球滤料。
2.根据权利要求1所述的含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中的恒温活化温度为90～120℃。
3.根据权利要求1所述的含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中氨气的预热温度为110～150℃。
4.根据权利要求1所述的含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中高压水蒸气的压力为0.15～0.5MPa。
5.根据权利要求1所述的含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中反应温度为110～150℃。
6.根据权利要求1所述的含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中反应时间为10～60min。
7.根据权利要求1所述的含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中氨气质量为纤维球质量的0.1～2倍。
8.根据权利要求1所述的含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中高压水蒸气质量为氨气质量的0.1～2倍。
9.根据权利要求1所述的含油污水处理用可再生纤维球滤料的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中烘干温度为100～120℃。
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