CN112426803A - 一种油田污水处理用改性纤维球及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油田污水处理用改性纤维球及其制备方法，第一步，将纤维丝进入蒸馏水中清洗，将清洗后的纤维丝浸入丙酮中除油，将除油后的纤维丝超声清洗5min，然后置入70℃的烘箱内烘干备用；第二步，将烘干后的纤维丝浸入光敏剂溶液中，浸泡30～45min，取出后置于空气中风干；第三步，将风干后的纤维丝放入装有丙烯酸溶液的紫外接枝反应器中，输入氮气使丙烯酸溶液发生鼓泡，使丙烯酸亲水基团接枝到纤维丝的表面，即得到改性纤维丝；第四步，将得到的改性纤维丝采用纵向扎结的工艺，制备成改性纤维球。本发明亲水性强，抗污染能力强；韧性好，回弹性好，长期污染后滤料的再生性能好；表面处理后，滤料的表面积增大，处理性能更好。

Description

一种油田污水处理用改性纤维球及其制备方法
技术领域
本发明涉及油田污水处理技术领域，具体涉及一种油田污水处理用改 性纤维球及其制备方法。
背景技术
原油开采过程中会产生大量的含油污水，这就需要对这些含油污水进 行有效处理使其达到排放标准或回注标准，以实现对水资源的有限保护， 实现污水的回收利用，在获得良好经济效益的同时，实现对环境的有效保 护。随着石油开采难度加大，含油废水水质日益复杂，水处理难度也日渐 增大。
纤维球过滤器是替代传统的石英过滤器、核桃壳过滤器的新产品，是 一种能对污水进行精细处理的压力式过滤器，广泛应用在电力、化工、石 油、煤炭、纺织、机械等行业的水处理环境中，但是现有的纤维球过滤器 基本上是污水经过配水分流板后直接接触纤维球填料层，由于油田污水中 存在大量的悬浮颗粒物和油状悬浮物，这些悬浮物随着污水进入纤维球填 料层，一方面会附着在纤维球的表面，另一方面会破坏纤维球填料层之间 的表层或在纤维球之间，时间久了如果得不到有效地反洗，纤维球滤料出 现以下问题：
(1)悬浮颗粒和油渍黏附在纤维球上，或者表层纤维球填料层被砸坏， 降低过滤精度；
(2)抗污染能力降低，易发生板结。
有鉴于此，急需对现有的油田污水处理用的纤维球滤料进行改进，以 便于提高纤维球滤料的抗污染性、亲水性，提高再生性能，提高过滤精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的油田污水处理用的纤维球滤料， 在长时间使用后，悬浮颗粒和油渍黏附在纤维球上，或者表层纤维球填料 层被砸坏，降低过滤精度，抗污染能力降低，易发生板结的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种油田污 水处理用改性纤维球的制备方法，所述改性纤维球的制备方法包括以下步 骤：
第一步，将纤维丝进入蒸馏水中清洗，烘干，将清洗后的纤维丝浸入 丙酮中除油，将除油后的纤维丝超声清洗5min，然后置入70℃的烘箱内烘 干备用；
第二步，将烘干后的纤维丝浸入光敏剂溶液中，浸泡30～45min，取出 后置于空气中风干；
第三步，将风干后的纤维丝放入装有丙烯酸溶液的紫外接枝反应器中， 输入氮气使丙烯酸溶液发生鼓泡，使丙烯酸亲水基团接枝到纤维丝的表面， 即得到改性纤维丝；
第四步，将得到的改性纤维丝采用纵向扎结的工艺，制备成改性纤维 球。
上述方案中，所述光敏剂溶液为二苯甲酮丙酮溶液。
上述方案中，所述丙烯酸溶液接枝到纤维丝的表面的时间为10～20min。
上述方案中，所述二苯甲酮溶液浓度为0.9～1.5g/L。
上述方案中，所述丙烯酸溶液浓度为50％～70％。
上述方案中，所述紫外接枝反应器中的紫外光灯的主波长选在 240nm～270nm。
上述方案中，所述紫外接枝反应器中的纤维丝采用气相接枝法。
根据上述方法制备得到油田污水处理用改性纤维球。
本发明所提供的所述改性纤维球可用于油田污水处理。
与现有技术相比，本发明提供的改性纤维丝的制备方法，相比于传统 纤维丝改性方法，本发明具有环保、高效、丙烯酸可重复利用的优势，改 性后的纤维丝具有以下优势：
1)亲水性强，抗污染能力强；
2)韧性好，回弹性好，长期污染后滤料的再生性能好；
3)表面处理后，滤料的表面积增大，处理性能更好。
附图说明
图1为改性纤维球的制备方法的流程图；
图2为原纤维丝微观形貌SEM示意图；
图3为改进后纤维丝微观形貌SEM示意图；；
图4为原纤维丝接触角示意图；
图5为改进后纤维丝接触角示意图；
图6为紫外接枝反应器示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种油田污水处理用改性纤维丝及其制备方法，提高纤 维球滤料的抗污染性，亲水性好，提高再生性能，提高过滤精度。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详细说明。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂、溶液等，如无特殊说明，均可从商 业途径得到。
如图1所示，改性纤维球的制备方法包括以下步骤：
步骤S10、将纤维丝进入蒸馏水中清洗，烘干，将清洗后的纤维丝浸入 丙酮中除油，将除油后的纤维丝超声清洗5min，然后置入70℃的烘箱内烘 干备用；
步骤S20、将烘干后的纤维丝浸入光敏剂溶液中，浸泡30～45min，取 出后置于空气中风干；
步骤S30、将风干后的纤维丝放入装有丙烯酸溶液的紫外接枝反应器中， 输入氮气使丙烯酸溶液发生鼓泡，使丙烯酸亲水基团接枝到纤维丝的表面， 即得到改性纤维丝；
步骤S40、将得到的改性纤维丝采用纵向扎结的工艺，制备成改性纤维 球。
光敏剂也称光引发剂，在光照下受激发产生自由基，进而引发单体聚 合，形成高分子。本发明中采用的是紫外接枝法，因此用光敏剂来引发接 枝发生。本发明中的光敏剂溶液为二苯甲酮丙酮溶液。
改性纤维丝2将原有的横向扎结工艺改为纵向扎结。制备成纤维球， 提高纤维丝2的回弹性及再生性。
相比于传统纤维丝改性方法，丙烯酸溶液可重复利用的优势，本发明 具有环保、高效。
上述方案中，丙烯酸溶液接枝到纤维丝2的表面的时间为10～20min。
上述方案中，二苯甲酮丙酮溶液浓度为0.9～1.5g/L。
上述方案中，丙烯酸溶液浓度为50％～70％。
上述方案中，紫外接枝反应器1中的紫外光灯3的主波长选在240nm～ 270nm。
上述方案中，紫外接枝反应器1中的纤维丝2采用气相接枝法。
以下根据二苯甲酮溶液浓度和丙烯酸溶液浓度的不同，结合多个具体 实施例进行说明。
具体实施例一：制备改性纤维球的方法，二苯甲酮丙酮溶液为0.9g/L， 丙烯酸溶液为50％。
将纤维丝2放入蒸馏水中清洗干净，烘干，将清洗后的纤维丝2浸入 丙酮中12h除油，将除油后的纤维丝2超声清洗5min，然后置入70℃烘箱 内烘干备用；
将烘干后的纤维丝2浸入0.9g/L二苯甲酮丙酮溶液中，浸泡30～45min， 取出后置于空气中风干；
将风干后的纤维丝2放入装有含有浓度为50％丙烯酸溶液的紫外接枝反 应器1中，采用气相接枝法，通入氮气4使丙烯酸溶液发生鼓泡，接枝时 间10～20min，使丙烯酸亲水基团接枝到纤维丝2的表面，即得到改性纤维 丝2；
将得到的改性纤维丝2采用纵向扎结的工艺，制备成改性纤维球。
具体实施例二：制备改性纤维球的方法，二苯甲酮丙酮溶液为1.2g/L， 丙烯酸溶液为50％。
将纤维丝2放入蒸馏水中清洗干净，烘干，将清洗后的纤维丝2浸入 丙酮中12h除油，将除油后的纤维丝2超声清洗5min，然后置入70℃烘箱 内烘干备用；
将烘干后的纤维丝2浸入1.2g/L二苯甲酮丙酮溶液中，浸泡30～45min， 取出后置于空气中风干；
将风干后的纤维丝2放入装有含有浓度为50％丙烯酸溶液的紫外接枝反 应器1中，采用气相接枝法，通入氮气4使丙烯酸溶液发生鼓泡，接枝时 间10～20min，使丙烯酸亲水基团接枝到纤维丝2的表面，即得到改性纤维 丝2；
将得到的改性纤维丝2采用纵向扎结的工艺，制备成改性纤维球。
具体实施例三：制备改性纤维球的方法，二苯甲酮丙酮溶液为1.5g/L， 丙烯酸溶液为50％。
将纤维丝2放入蒸馏水中清洗干净，烘干，将清洗后的纤维丝2浸入 丙酮中12h除油，将除油后的纤维丝2超声清洗5min，然后置入70℃烘箱 内烘干备用；
将烘干后的纤维丝2浸入1.5g/L二苯甲酮丙酮溶液中，浸泡30～45min， 取出后置于空气中风干；
将风干后的纤维丝2放入装有含有浓度为50％丙烯酸溶液的紫外接枝反 应器1中，采用气相接枝法，通入氮气4使丙烯酸溶液发生鼓泡，接枝时 间10～20min，使丙烯酸亲水基团接枝到纤维丝2的表面，即得到改性纤维 丝2；
将得到的改性纤维丝2采用纵向扎结的工艺，制备成改性纤维球。
具体实施例四：制备改性纤维球的方法，二苯甲酮丙酮溶液为0.9g/L， 丙烯酸溶液为60％。
将纤维丝2放入蒸馏水中清洗干净，烘干，将清洗后的纤维丝2浸入 丙酮中12h除油，将除油后的纤维丝2超声清洗5min，然后置入70℃烘箱 内烘干备用；
将烘干后的纤维丝2浸入0.9g/L二苯甲酮丙酮溶液中，浸泡30～45min， 取出后置于空气中风干；
将风干后的纤维丝2放入装有含有浓度为60％丙烯酸溶液的紫外接枝反 应器1中，采用气相接枝法，通入氮气4使丙烯酸溶液发生鼓泡，接枝时 间10～20min，使丙烯酸亲水基团接枝到纤维丝2的表面，即得到改性纤维 丝2；
将得到的改性纤维丝2采用纵向扎结的工艺，制备成改性纤维球。
具体实施例五：制备改性纤维球的方法，二苯甲酮丙酮溶液为1.2g/L， 丙烯酸溶液为60％。
将纤维丝2放入蒸馏水中清洗干净，烘干，将清洗后的纤维丝2浸入 丙酮中12h除油，将除油后的纤维丝2超声清洗5min，然后置入70℃烘箱 内烘干备用；
将烘干后的纤维丝2浸入1.2g/L二苯甲酮丙酮溶液中，浸泡30～45min， 取出后置于空气中风干；
将风干后的纤维丝2放入装有含有浓度为60％丙烯酸溶液的紫外接枝反 应器1中，采用气相接枝法，通入氮气4使丙烯酸溶液发生鼓泡，接枝时 间10～20min，使丙烯酸亲水基团接枝到纤维丝2的表面，即得到改性纤维 丝2；
将得到的改性纤维丝2采用纵向扎结的工艺，制备成改性纤维球。
具体实施例六：制备改性纤维球的方法，二苯甲酮丙酮溶液为1.5g/L， 丙烯酸溶液为60％。
将纤维丝2放入蒸馏水中清洗干净，烘干，将清洗后的纤维丝2浸入 丙酮中12h除油，将除油后的纤维丝2超声清洗5min，然后置入70℃烘箱 内烘干备用；
将烘干后的纤维丝2浸入1.5g/L二苯甲酮丙酮溶液中，浸泡30～45min， 取出后置于空气中风干；
将风干后的纤维丝2放入装有含有浓度为60％丙烯酸溶液的紫外接枝反 应器1中，采用气相接枝法，通入氮气4使丙烯酸溶液发生鼓泡，接枝时 间10～20min，使丙烯酸亲水基团接枝到纤维丝2的表面，即得到改性纤维 丝2；
将得到的改性纤维丝2采用纵向扎结的工艺，制备成改性纤维球。
具体实施例七：制备改性纤维球的方法，二苯甲酮丙酮溶液为0.9g/L， 丙烯酸溶液为70％。
将纤维丝2放入蒸馏水中清洗干净，烘干，将清洗后的纤维丝2浸入 丙酮中12h除油，将除油后的纤维丝2超声清洗5min，然后置入70℃烘箱 内烘干备用；
将烘干后的纤维丝2浸入0.9g/L二苯甲酮丙酮溶液中，浸泡30～45min， 取出后置于空气中风干；
将风干后的纤维丝2放入装有含有浓度为70％丙烯酸溶液的紫外接枝反 应器1中，采用气相接枝法，通入氮气4使丙烯酸溶液发生鼓泡，接枝时 间10～20min，使丙烯酸亲水基团接枝到纤维丝2的表面，即得到改性纤维 丝2；
将得到的改性纤维丝2采用纵向扎结的工艺，制备成改性纤维球。
具体实施例八：制备改性纤维球的方法，二苯甲酮丙酮溶液为1.2g/L， 丙烯酸溶液为70％。
将纤维丝2放入蒸馏水中清洗干净，烘干，将清洗后的纤维丝2浸入 丙酮中12h除油，将除油后的纤维丝2超声清洗5min，然后置入70℃烘箱 内烘干备用；
将烘干后的纤维丝2浸入1.2g/L二苯甲酮丙酮溶液中，浸泡30～45min， 取出后置于空气中风干；
将风干后的纤维丝2放入装有含有浓度为70％丙烯酸溶液的紫外接枝反 应器1中，采用气相接枝法，通入氮气4使丙烯酸溶液发生鼓泡，接枝时 间10～20min，使丙烯酸亲水基团接枝到纤维丝2的表面，即得到改性纤维 丝2；
将得到的改性纤维丝2采用纵向扎结的工艺，制备成改性纤维球。
具体实施例九：制备改性纤维球的方法，二苯甲酮丙酮溶液为1.5g/L， 丙烯酸溶液为70％。
将纤维丝2放入蒸馏水中清洗干净，烘干，将清洗后的纤维丝2浸入 丙酮中12h除油，将除油后的纤维丝2超声清洗5min，然后置入70℃烘箱 内烘干备用；
将烘干后的纤维丝2浸入1.5g/L二苯甲酮丙酮溶液中，浸泡30～45min， 取出后置于空气中风干；
将风干后的纤维丝2放入装有含有浓度为70％丙烯酸溶液的紫外接枝反 应器1中，采用气相接枝法，通入氮气4使丙烯酸溶液发生鼓泡，接枝时 间10～20min，使丙烯酸亲水基团接枝到纤维丝2的表面，即得到改性纤维 丝2；
将得到的改性纤维丝2采用纵向扎结的工艺，制备成改性纤维球。
将上述改性后的亲水纤维丝2采用纵向扎结工艺，增强其韧性及其反 洗再生能力。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益 效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体 实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做 的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
与现有技术相比，相比传统纤维丝改性后的纤维丝具有以下优势：
1)亲水性强，抗污染能力强；
2)韧性好，回弹性好，长期污染后滤料的再生性能好；
3)表面处理后，滤料的表面积增大，处理性能更好。
本发明并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启 示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入 本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种油田污水处理用改性纤维球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将纤维丝进入蒸馏水中清洗，烘干，将清洗后的纤维丝浸入丙酮中除油，将除油后的纤维丝超声清洗5min，然后置入70℃的烘箱内烘干备用；
第二步，将烘干后的纤维丝浸入光敏剂溶液中，浸泡30～45min，取出后置于空气中风干；
第三步，将风干后的纤维丝放入装有丙烯酸溶液的紫外接枝反应器中，输入氮气使丙烯酸溶液发生鼓泡，使丙烯酸亲水基团接枝到纤维丝的表面，即得到改性纤维丝；
第四步，将得到的改性纤维丝采用纵向扎结的工艺，制备成改性纤维球。
2.根据权利要求1所述油田污水处理用改性纤维球的制备方法，所述光敏剂溶液为二苯甲酮丙酮溶液。
3.根据权利要求1所述油田污水处理用改性纤维球的制备方法，所述丙烯酸溶液接枝到纤维丝的表面的时间为10～20min。
4.根据权利要求1所述油田污水处理用改性纤维球的制备方法，其特征在于，所述二苯甲酮丙酮溶液浓度为0.9～1.5g/L。
5.根据权利要求1所述油田污水处理用改性纤维球的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸溶液浓度为50％～70％。
6.根据权利要求1所述油田污水处理用改性纤维球的制备方法，其特征在于，所述紫外接枝反应器中的紫外光灯的主波长选在240nm～270nm。
7.根据权利要求1所述油田污水处理用改性纤维球的制备方法，其特征在于，所述紫外接枝反应器中的纤维丝采用气相接枝法。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法制备得到油田污水处理用改性纤维球。
9.根据权利要求7所述改性纤维球在油田污水处理中的应用。
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