CN115651695B - 一种玄武岩纤维和废油的双再生处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废油处理领域，本发明提供了一种玄武岩纤维和废油的双再生处理方法。将沉淀废油通入改性玄武岩纤维过滤器中吸附，得到再生废油和玄武岩纤维滤渣；将玄武岩纤维滤渣顺次进行浸洗、干燥和微波处理，得到再生玄武岩纤维。本发明工艺简单，将大量废油再利用的同时实现了废弃玄武岩纤维吸附材料的不断再生，经过改性玄武岩纤维过滤器处理后，废油的酸值降低至9.358mgKOH·g‑1，固体杂质去除率达到99.85％，表面张力降低至120.34mN/m，运动粘度/40℃降低至68.58mm2/s；本发明中吸附材料经过处理后能够有效再生，寿命延长周期达到30次/月。
Description
方法领域
本发明涉及废油处理领域，尤其涉及一种玄武岩纤维和废油的双再生处理方法。
背景方法
当前，食用油消费总量日益增长，大部分食用植物油在使用后都被直接废弃。因此，在宾馆、饭店附近的地沟处常常出现白色油腻污染物，俗称餐厨废弃油脂。这类废油收集困难，预处理工艺复杂，但与此同时，其具有来源广泛，回收价格低等优点，因此有望成为一个巨大的廉价生物柴油原料。大量废油的再利用不仅能够减少环境污染，同时还可以缓解柴油加工的需求，改善后续柴油的生产工艺。吸附处理技术是一种重要的废油资源化处理技术，但是吸附材料在处理废油后回用次数往往会大幅度减少，寿命会大大降低。因此，提供一种废油和吸附材料高效率双再生的处理方法，具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的问题，提供一种玄武岩纤维和废油的双再生处理方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下方法方案：
本发明提供了一种玄武岩纤维和废油的双再生处理方法，包含下列步骤：
(1)将沉淀废油通入改性玄武岩纤维过滤器中吸附，过滤得到再生废油和玄武岩纤维滤渣；
(2)将玄武岩纤维滤渣顺次进行浸洗、干燥和微波处理，得到再生玄武岩纤维。
作为优选，步骤(1)所述沉淀废油的沉淀时间为24～48h。
作为优选，步骤(1)所述吸附的搅拌温度为25～35℃，所述吸附的搅拌转速为300～500r/min，所述吸附的搅拌时间为0.8～1.2h。
作为优选，步骤(1)所述改性玄武岩纤维过滤器的纤维直径为10nm～100μm；所述沉淀废油与改性玄武岩纤维过滤器中纤维的体积质量比为900～1100mL：0.9～1.1g。
作为优选，步骤(1)所述改性玄武岩纤维过滤器中改性玄武岩纤维的制备方法，包含下列步骤：
将废弃的玄武岩纤维顺次进行清洗、碱蚀和改性，得到所述的改性玄武岩纤维；
所述清洗的溶液为丙酮；所述碱蚀的溶液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量分数为8～12％；所述改性的药剂包含淀粉和次氮基三乙酸，所述淀粉和次氮基三乙酸的质量比为1：4～6；
所述碱蚀的时间为10～15h，所述改性的时间为1～3h。
作为优选，步骤(2)所述浸洗的次数为3～5次。
作为优选，步骤(2)所述浸洗的单次时间为1.5～3min，所述浸洗的单次溶液与步骤(1)所述改性玄武岩纤维的体积质量比为900～1100mL：0.9～1.1g。
作为优选，步骤(2)所述干燥的温度为70～90℃，所述干燥的时间为11～13h。
作为优选，步骤(2)所述微波处理的功率为600～1000W，所述微波处理的频率为2000～2800MhZ。
作为优选，步骤(2)所述微波处理的次数为3～5次，所述微波处理的单次时间为5～10min。
本发明的有益效果是：
(1)本发明提供了一种玄武岩纤维和废油的双再生处理方法，包含下列步骤：将沉淀废油通入改性玄武岩纤维过滤器中吸附，过滤得到再生废油和玄武岩纤维滤渣；将玄武岩纤维滤渣顺次进行浸洗、干燥和微波处理，得到再生玄武岩纤维。本发明提供的处理方法工艺简单，将大量废油再利用的同时实现了废弃玄武岩纤维吸附材料的不断再生，减少了环境污染，缓解了柴油加工的需求，改善了后续柴油的生产工艺。
(2)经过改性玄武岩纤维过滤器处理后，废油的酸值降低至9.358mgKOH·g-1，固体杂质去除率达到99.85％，表面张力降低至120.34mN/m，运动粘度/40℃降低至68.58mm2/s；经过再生纤维处理后，废油的酸值降低至9.998mgKOH·g-1，固体杂质去除率达到90.11％，表面张力降低至128.21mN/m，运动粘度/40℃降低至73.19mm2/s。
(3)本发明中废弃玄武岩纤维吸附材料经过处理后，能够有效再生，寿命延长周期达到30次/月。
具体实施方式
本发明提供了一种玄武岩纤维和废油的双再生处理方法，包含下列步骤：
(1)将沉淀废油通入改性玄武岩纤维过滤器中吸附，过滤得到再生废油和玄武岩纤维滤渣；
(2)将玄武岩纤维滤渣顺次进行浸洗、干燥和微波处理，得到再生玄武岩纤维。
在本发明中，将废油经过沉淀后得到沉淀废油。
在本发明中，步骤(1)所述沉淀废油的沉淀时间优选为24～48h，进一步优选为28～44h，更优选为33～39h。
在本发明中，沉淀结束后将底部的废物颗粒清除后再进行过滤。
在本发明中，步骤(1)所述吸附的搅拌温度优选为25～35℃，进一步优选为27～33℃，更优选为39～31℃；所述吸附的搅拌转速优选为300～500r/min，进一步优选为350～450r/min，更优选为370～430r/min；所述吸附的搅拌时间优选为0.8～1.2h，进一步优选为0.9～1.1h，更优选为0.95～1.05h。
在本发明中，步骤(1)所述改性玄武岩纤维过滤器的纤维直径优选为10nm～100μm，进一步优选为100nm～50μm，更优选为1μm～20μm；所述沉淀废油与改性玄武岩纤维过滤器中纤维的体积质量比优选为900～1100mL：0.9～1.1g，进一步优选为950～1050mL：0.95～1.05g，更优选为980～1020mL：0.98～1.02g。
在本发明中，步骤(1)所述改性玄武岩纤维过滤器中改性玄武岩纤维的制备方法，包含下列步骤：
将废弃的玄武岩纤维顺次进行清洗、碱蚀和改性，得到所述的改性玄武岩纤维；
所述清洗的溶液为丙酮；所述碱蚀的溶液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量分数优选为8～12％，进一步优选为9～11％，更优选为9.8～10.2％；所述改性的药剂包含淀粉和次氮基三乙酸，所述淀粉和次氮基三乙酸的质量比优选为1：4～6，进一步优选为1：4.5～5.5，更优选为1：4.9～5.1；
所述碱蚀的时间优选为10～15h，进一步优选为11～14h，更优选为11.5～12.5h；所述改性的时间优选为1～3h，进一步优选为1.5h～2.5h，更优选为1.8h～2.2h。
在本发明中，碱蚀的过程中，玄武岩纤维完全浸没在碱蚀的溶液中，进行碱蚀。
在本发明中，改性的过程中，淀粉与次氮基三乙酸的质量比发挥重要的作用，将淀粉和次氮基三乙酸溶解在水中，得到的改性溶液能够完全浸没碱蚀的玄武岩纤维即可，进行改性。
在本发明中，所述废弃的玄武岩纤维经过测试，各成分的质量百分数如下：SiO245～52％，FeO+Fe 10～15％，CaO 5～13％，MgO 6～12％，余量为未检测的微量元素。
在本发明中，SiO2的质量百分数优选为45～52％，进一步优选为47～50％，更优选为48～49％。
在本发明中，FeO+Fe的质量百分数优选为10～15％，进一步优选为11～14％，更优选为12～13％。
在本发明中，CaO的质量百分数优选为5～13％，进一步优选为6～12％，更优选为8～10％。
在本发明中，MgO的质量百分数优选为6～12％，进一步优选为7～11％，更优选为8～10％。
在本发明中，所述过滤的次数优选大于等于2次，进一步优选大于等于3次，更优选大于等于4次；过滤得到的滤液即所述的再生废油，滤渣即所述的玄武岩纤维滤渣。
在本发明中，步骤(2)所述浸洗的次数优选为3～5次，进一步优选为4次。
在本发明中，步骤(2)所述浸洗的溶液优选为石油醚。
在本发明中，步骤(2)所述浸洗的单次时间优选为1.5～3min，进一步优选为1.8～2.8min，更优选为2.1～2.5min；所述浸洗的单次溶液与步骤(1)所述改性玄武岩纤维的体积质量比优选为900～1100mL：0.9～1.1g，进一步优选为950～1050mL：0.95～1.05g，更优选为980～1020ml：0.98～1.02g。
在本发明中，浸洗的目的为去除纤维表面残留的油液。
在本发明中，步骤(2)所述干燥的温度优选为70～90℃，进一步优选为75～85℃，更优选为78～82℃；所述干燥的时间优选为11～13h，进一步优选为11.5～12.5h，更优选为11.8～12.2h。
在本发明中，干燥过程中，纤维表面的石油醚在高温下挥发，再进行后续的微波处理。
在本发明中，步骤(2)所述微波处理优选在箱式微波设备中进行，箱式微波设备根据玄武岩纤维滤渣的质量可进行扩大。
在本发明中，步骤(2)所述微波处理的功率优选为600～1000W，进一步优选为700～900W，更优选为750～850W；所述微波处理的频率优选为2000～2800MhZ，进一步优选为2100～2700MhZ，更优选为2300～2500MhZ。
在本发明中，步骤(2)所述微波处理的次数优选为3～5次，进一步优选为4次；所述微波处理的单次时间优选为5～10min，进一步优选为6～9min，更优选为7～8min。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
本发明实施例所处理的餐厨废弃油脂为六盘水市污染防治中心提供。
实施例1
将废弃的玄武岩纤维(其所含成分及质量分数分别为：SiO246％，FeO+Fe11％，CaO6％，MgO 7％以及余量未检测的微量元素)使用丙酮进行清洗，浸没在质量分数为10％的氢氧化钠溶液中，进行碱蚀12h，最后，把淀粉和次氮基三乙酸溶解在水中得到改性试剂(改性试剂中淀粉的质量浓度为1％，次氮基三乙酸的质量浓度为4.5％)，将碱蚀结束的纤维浸没在改性试剂中改性2h，得到改性玄武岩纤维；
取餐厨废弃油脂样品300mL，沉淀48h后，清除底部沉降的废物颗粒；通入改性玄武岩纤维过滤器中，在30℃下，以400r/min的转速处理1h，过滤器中纤维的直径为40μm，质量为0.3g；通过玄武岩纤维吸附完成后，进行2次过滤，得到的滤液即再生废油，滤渣即玄武岩纤维；选用300mL石油醚浸洗滤渣2min，并重复浸洗3次；然后置于恒温干燥箱中，在80℃下干燥12h；将干燥后的玄武岩纤维放于箱式微波设备中，设置微波功率为800W，微波频率为2450MhZ，处理时间为5min，结束后，反复进行微波处理3次，得到再生玄武岩纤维。
采用905titrando酸值电位滴定仪分别测定初始餐厨废弃油脂(记为原样)、改性玄武岩纤维过滤器处理后餐厨废弃油脂(记为A1)以及再生玄武岩纤维处理后餐厨废弃油脂(记为A2)的酸值，同时分别测试处理前后油液的表面张力和40℃下的运动粘度以及处理后的固体杂质去除率，得到的结果如表1所示；此外，对本实施例中纤维再生后的寿命进行测试，得到本实施例中废弃玄武岩纤维吸附材料经过处理后，能够有效再生，寿命延长周期达到30次/月。
表1实施例1餐厨废弃油脂原样与处理后餐厨废弃油脂的性质比较表
实施例2
将废弃的玄武岩纤维(其所含成分及质量分数分别为：SiO248％，FeO+Fe13％，CaO8％，MgO 9％以及余量未检测的微量元素)使用丙酮进行清洗，浸没在质量分数为11％的氢氧化钠溶液中，进行碱蚀11h，最后，把淀粉和次氮基三乙酸溶解在水中得到改性试剂(改性试剂中淀粉的质量浓度为1％，次氮基三乙酸的质量浓度为5％)，将碱蚀结束的纤维浸没在改性试剂中改性2.5h，得到改性玄武岩纤维；
取餐厨废弃油脂样品290mL，沉淀30h后，清除底部沉降的废物颗粒；通入改性玄武岩纤维过滤器中，在34℃下，以480r/min的转速处理0.9h，过滤器中纤维的直径为20μm，质量为0.31g；通过玄武岩纤维吸附完成后，进行3次过滤，得到的滤液即被再生废油，滤渣即玄武岩纤维；将滤液在清液罐中进行二次过滤，得到再生废油；选用290mL石油醚浸洗滤渣2.5min，并重复浸洗3次；然后置于恒温干燥箱中，在85℃下干燥11.5h；将干燥后的玄武岩纤维放于箱式微波设备中，设置微波功率为700W，微波频率为2200MhZ，处理时间为8min，结束后，反复进行微波处理2次，得到再生玄武岩纤维。
采用和实施例1相同的方法分别测定本实施例中初始餐厨废弃油脂(记为原样)、改性玄武岩纤维过滤器处理后餐厨废弃油脂(记为B1)以及再生玄武岩纤维处理后餐厨废弃油脂(记为B2)的性质，得到的结果如表2所示；此外，对本实施例中纤维再生后的寿命进行测试，得到本实施例中废弃玄武岩纤维吸附材料经过处理后，能够有效再生，寿命延长周期达到28次/月。
表2实施例2餐厨废弃油脂原样与处理后餐厨废弃油脂的性质比较表
实施例3
将废弃的玄武岩纤维(其所含成分及质量分数分别为：SiO250％，FeO+Fe14％，CaO11％，MgO 12％以及余量未检测的微量元素)使用丙酮进行清洗，浸没在质量分数为9％的氢氧化钠溶液中，进行碱蚀13h，最后，把淀粉和次氮基三乙酸溶解在水中得到改性试剂(改性试剂中淀粉的质量浓度为1％，次氮基三乙酸的质量浓度为5.5％)，将碱蚀结束的纤维浸没在改性试剂中改性1.5h，得到改性玄武岩纤维；
取餐厨废弃油脂样品310mL，沉淀40h后，清除底部沉降的废物颗粒；通入改性玄武岩纤维过滤器中，在28℃下，以350r/min的转速处理1.1h，过滤器中纤维的直径为80μm，质量为0.32g；通过玄武岩纤维吸附完成后，进行2次过滤，得到的滤液即再生废油，滤渣即玄武岩纤维；将滤液在清液罐中进行二次过滤，得到再生废油；选用310mL石油醚浸洗滤渣1.9min，并重复浸洗4次；然后置于恒温干燥箱中，在75℃下干燥12.5h；将干燥后的玄武岩纤维放于箱式微波设备中，设置微波功率为950W，微波频率为2700MhZ，处理时间为7min，结束后，反复进行微波处理3次，得到再生玄武岩纤维。
采用和实施例1相同的方法分别测定本实施例中初始餐厨废弃油脂(记为原样)、改性玄武岩纤维过滤器处理后餐厨废弃油脂(记为C1)以及再生玄武岩纤维处理后餐厨废弃油脂(记为C2)的性质，得到的结果如表3所示；此外，对本实施例中纤维再生后的寿命进行测试，得到本实施例中废弃玄武岩纤维吸附材料经过处理后，能够有效再生，寿命延长周期达到26次/月。
表3实施例3餐厨废弃油脂原样与处理后餐厨废弃油脂的性质比较表
由以上实施例可知，本发明提供了一种玄武岩纤维和废油的双再生处理方法，经过改性玄武岩纤维过滤器处理后，废油的酸值降低至9.358mgKOH·g-1，固体杂质去除率达到99.85％，表面张力降低至120.34mN/m，运动粘度/40℃降低至68.58mm2/s；经过再生纤维处理后，废油的酸值降低至9.998mgKOH·g-1，固体杂质去除率达到90.11％，表面张力降低至128.21mN/m，运动粘度/40℃降低至73.19mm2/s；废弃玄武岩纤维吸附材料经过处理后，能够有效再生，寿命延长周期达到30次/月；将大量废油再利用的同时实现了废弃玄武岩纤维吸附材料的不断再生，减少了环境污染，缓解了柴油加工的需求，改善了后续柴油的生产工艺。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本方法领域的普通方法人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种玄武岩纤维和废油的双再生处理方法，其特征在于，包含下列步骤：
(1)将沉淀废油通入改性玄武岩纤维过滤器中吸附，过滤得到再生废油和玄武岩纤维滤渣；
(2)将玄武岩纤维滤渣顺次进行浸洗、干燥和微波处理，得到再生玄武岩纤维；
步骤(1)所述改性玄武岩纤维过滤器中改性玄武岩纤维的制备方法，包含下列步骤：
将废弃的玄武岩纤维顺次进行清洗、碱蚀和改性，得到所述的改性玄武岩纤维；
所述废弃的玄武岩纤维经过测试，各成分的质量百分数如下：SiO245～52％，FeO+Fe 10～15％，CaO 5～13％，MgO 6～12％，余量为未检测的微量元素；
所述碱蚀的溶液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量分数为8～12％；所述碱蚀的时间为10～15h；所述改性的药剂包含淀粉和次氮基三乙酸，所述淀粉和次氮基三乙酸的质量比为1：4～6；所述改性的时间为1～3h；
步骤(1)所述吸附的搅拌温度为25～35℃，所述吸附的搅拌时间为0.8～1.2h，所述改性玄武岩纤维过滤器的纤维直径为20～100μm；所述沉淀废油与改性玄武岩纤维过滤器中纤维的体积质量比为900～1100mL：0.9～1.1g；
步骤(2)所述微波处理的功率为600～1000W，所述微波处理的次数为3～5次，所述微波处理的单次时间为5～10min。
2.如权利要求1所述的双再生处理方法，其特征在于，步骤(1)所述沉淀废油的沉淀时间为24～48h。
3.如权利要求1或2所述的双再生处理方法，其特征在于，步骤(1)所述吸附的搅拌转速为300～500r/min。
4.如权利要求3所述的双再生处理方法，其特征在于，所述清洗的溶液为丙酮。
5.如权利要求4所述的双再生处理方法，其特征在于，步骤(2)所述浸洗的次数为3～5次。
6.如权利要求5所述的双再生处理方法，其特征在于，步骤(2)所述浸洗的单次时间为1.5～3min，所述浸洗的单次溶液与步骤(1)所述改性玄武岩纤维的体积质量比为900～1100mL：0.9～1.1g。
7.如权利要求6所述的双再生处理方法，其特征在于，步骤(2)所述干燥的温度为70～90℃，所述干燥的时间为11～13h。
8.如权利要求6或7所述的双再生处理方法，其特征在于，步骤(2)所述微波处理的频率为2000～2800MHz。
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