CN105056626A - 亲水疏油滤料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了亲水疏油滤料及其制备方法，本发明通过高效的技术上对制作的纤维丝进行了化学改进，加入了植物成分，使其处理性能发生了改变。本发明得到的亲水疏油滤料，纤维球经过改性处理，对油及有机物的吸附能力增强；运行时滤层孔隙率沿水流方向逐渐减小，形成了比较理想的滤料上大下小的孔隙分布状态，过滤效果更好；滤速高，可达30-35m/h，滤料只需每年补5％左右，无需更换。
Description
技术领域
本发明属于滤料技术领域，具体涉及亲水疏油滤料及其制备方法。
背景技术
纤维球滤料是由纤维丝扎结而成的。纤维球可有效地去除水中的悬浮物，并对水中的有机物、胶体、铁、锰等有明显的去除作用。纤维球滤料自80年代投入市场以来，在国内已有多年的应用历史，它以比表面积大、孔隙率高，截污量大、阻力损失小、滤速高、出水水质好而受到水处理业内人士的推荐。
纤维球广泛应用于循环水旁流过滤、生活水深度处理、锅炉给水处理、反渗透前置过滤，污水回用过滤。纤维球适用于油田含油污水回注的粗、中、精细过滤及油田、炼油厂污水的外排处理；纤维球适用于钢铁、热电、造船、造纸、化工、纺织，游泳池等各种工业用循环水和生活用水及其废水的回收利用过滤处理。纤维球过滤器适用于纯净水、海水、苦咸水淡化及集中供水工程、城市污水处理工程等水处理。
纤维球过滤器利用纤维球的特点可以过滤水中的各种杂质，达到干净水的目的，但是当水中含有大量的油污的时候，普通的纤维球滤料却不能起到理想的作用，由于普通纤维球滤料表面容易吸附油污，最终粘结在一起则达不到目的。虽然，在含油污水的处理中，纤维球滤料具有较好的除油能力。但由于纤维球滤料表面极强的亲油性，使其吸附油后不能冲洗干净，阻碍了纤维球滤料在含油污水过滤处理中的推广应用。于是，出现了改性纤维球滤料。对纤维球表面进行亲水疏油改性可解决此问题。改性后的纤维球滤料与含油污水接触时，先与水分子进行接触，在纤维球滤料表面形成一层水的保护膜，反冲洗时很容易被水冲洗下来。
植物纤维(plantfibre)是广泛分布在种子植物中的一种厚壁组织。它的细胞细长，两端尖锐，具有较厚的次生壁，壁上常有单纹孔，成熟时一般没有活的原生质体。植物纤维在植物体中主要起机械支持作用。苎麻的植物茎杆中，具特别发达的韧皮纤维束，可用制各种纺织品。这些纤维没有或很少木质化，称软纤维。初生纤维在器官延伸之前便已发生，在周围的细胞仍在分裂的时候，它们还能继续引伸到相当的长度。苎麻的韧皮纤维可以继续伸长几个月，最后增加的长度为原来的4、5万倍，最长可达55厘米。这种细胞的伸长，除与周围细胞一起增长(协同生长)以外；还有细胞顶端可伸入到周围细胞之间的生长(侵入生长)。苎麻的纤维停止伸长以后，在发生次生壁的沉积时，纤维的基部可能也有厚的次生壁。但顶端仍有生活的内容物和薄的细胞壁，因此，细胞顶端还可以继续伸长。
加入植物成分的改性纤维球滤料可以在过滤含油水质中起到了举足轻重的作用，同时也发挥了普通纤维球滤料高效无二次污染的作用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供亲水疏油滤料及其制备方法。
为达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的，亲水疏油滤料的制备方法，包括如下步骤：
1)原料准备：准备90-95重量份的纤维丝、5-10重量份的苎麻；
2)苎麻的处理：
①将苎麻粉碎，加入相当于原料2-3倍重量的纯净水，加热至50-60℃维持5-10分钟，得到膏状浆液；
②酶解：将步骤①得到的膏状浆液，调pH为4-5，加入膏状浆液0.05-0.1％重量份的果胶-纤维素复合酶和0.001重量份的甘露醇进行酶解40-60分钟，得到酶解液；
③去油：将步骤②得到的酶解液，加入2-3倍重量的纯净水，加热至60-70℃浸提60-120分钟，得上层浮油液与下层液、渣混合物，分离；
④干燥：将步骤③得到的下层液、渣混合物，烘干，过100目筛，得粉末；
3)将纤维丝成束，使纤维束夹紧拉直；
4)用超声波焊接头将纤维束间隔熔化形成熔结点，熔化的同时加入步骤2)得到的苎麻粉末，把熔结好的纤维束由传动装置输送；
5)用刀片进行切割形成相同规格的纤维滤料，以纤维滤料的熔结点为束缚点展开纤维束形成不同形状的纤维球，得到亲水疏油滤料。
本发明步骤2)所述的果胶-纤维素复合酶，优选活性是1-3万活性单位/克的果胶-纤维复合酶。
本发明还涉及采用上述制备方法得到的亲水疏油滤料。
相比现有技术，本发明的优点在于：
1、苎麻的纤维，根据在植物体中分布位置的不同，大致可分为木质部外纤维与木质部纤维两大类。木纤维类型结构木质部外纤维，包括韧皮纤维，皮层纤维和围绕维管束的纤维。这类纤维一般为长纺锤形，两端尖锐，有的两端成为钝形成分叉。细胞壁较厚，相对细胞腔较小。细胞壁具不同程度木质化或完全没有木质化，初生纤维通常要比次生纤维长。木质部纤维又称木纤维，大都有木质化的次生壁，细胞形状通常也是两端尖锐，但有各种形状与纹孔上的变化。这类纤维是木材的重要组成分子之一。
木纤维又可分为两种类型：①纤维管胞，由管胞(见木质部)逐渐演化而来，其细胞壁上有明显的具缘纹孔。②韧型纤维，由纤维管胞进一步演化的结果，细胞壁更为增厚，壁上的纹孔退化为单纹孔，也有人称之为木纤维。纤维管胞与韧型纤维，都可能具有横向隔壁，特称为分隔纤维。这些分隔纤维可长期保留有原生质体，并有贮藏淀粉、油类和树脂的作用。
本发明采用酶分离植物油脂，利用非油成分对油和水的亲和力差异及油水比重不同而将油和非油成分分离，用得到的苎麻成分加入纤维丝中，对纤维球滤料改性，具有很好的效果。
2、本发明通过高效的技术上对制作的纤维丝进行了化学改进，使其具有了亲水疏油的特性。不管改性纤维丝粘上纯油还是含油污水，遇水时水分子都能渗透到改性纤维丝表面，形成一层水膜，将纤维丝和油隔开；反洗时能将粘附在其表面的原油清洗干净，反洗再生性能特别好。
3、本发明得到的亲水疏油滤料，去除油及有机物的机理为：直接拦截、惯性拦截和电化吸附，滤前水质含油≤15mg/L、悬浮物≤10mg/L，滤后水质含油≤3mg/L，悬浮物≤1mg/L。
4、本发明得到的亲水疏油滤料，纤维球经过改性处理，对油及有机物的吸附能力增强；运行时滤层孔隙率沿水流方向逐渐减小，形成了比较理想的滤料上大下小的孔隙分布状态，过滤效果更好；滤速高，可达30-35m/h，滤料只需每年补5％左右，无需更换。
具体实施方式
下面以实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1：
亲水疏油滤料的制备方法，包括如下步骤：
1)原料准备：准备90kg纤维丝、10kg苎麻；
2)苎麻的处理：
①将苎麻粉碎，加入相当于原料2倍重量的纯净水，加热至60℃维持5分钟，得到膏状浆液；
②酶解：将步骤①得到的膏状浆液，调pH为4，加入膏状浆液0.05％重量份的活性是1-3万活性单位/克的果胶-纤维素复合酶和0.001重量份的甘露醇进行酶解60分钟，得到酶解液；
③去油：将步骤②得到的酶解液，加入2倍重量的纯净水，加热至70℃浸提60分钟，得上层浮油液与下层液、渣混合物，分离；
④干燥：将步骤③得到的下层液、渣混合物，烘干，过100目筛，得粉末；
3)将纤维丝成束，使纤维束夹紧拉直；
4)用超声波焊接头将纤维束间隔熔化形成熔结点，熔化的同时加入步骤2)得到的苎麻粉末，把熔结好的纤维束由传动装置输送；
5)用刀片进行切割形成相同规格的纤维滤料，以纤维滤料的熔结点为束缚点展开纤维束形成不同形状的纤维球，得到亲水疏油滤料。
实施例2：
亲水疏油滤料的制备方法，包括如下步骤：
1)原料准备：准备95kg纤维丝、5kg苎麻；
2)苎麻的处理：
①将苎麻粉碎，加入相当于原料3倍重量的纯净水，加热至50℃维持10分钟，得到膏状浆液；
②酶解：将步骤①得到的膏状浆液，调pH为5，加入膏状浆液0.1％重量份的活性是1-3万活性单位/克的果胶-纤维素复合酶和0.001重量份的甘露醇进行酶解40分钟，得到酶解液；
③去油：将步骤②得到的酶解液，加入3倍重量的纯净水，加热至60℃浸提60分钟，得上层浮油液与下层液、渣混合物，分离；
④干燥：将步骤③得到的下层液、渣混合物，烘干，过100目筛，得粉末；
3)将纤维丝成束，使纤维束夹紧拉直；
4)用超声波焊接头将纤维束间隔熔化形成熔结点，熔化的同时加入步骤2)得到的苎麻粉末，把熔结好的纤维束由传动装置输送；
5)用刀片进行切割形成相同规格的纤维滤料，以纤维滤料的熔结点为束缚点展开纤维束形成不同形状的纤维球，得到亲水疏油滤料。
实施例3：
亲水疏油滤料的制备方法，包括如下步骤：
1)原料准备：准备92kg纤维丝、8kg苎麻；
2)苎麻的处理：
①将苎麻粉碎，加入相当于原料3倍重量的纯净水，加热至55℃维持5-10分钟，得到膏状浆液；
②酶解：将步骤①得到的膏状浆液，调pH为4，加入膏状浆液0.1％重量份的活性是1-3万活性单位/克的果胶-纤维素复合酶和0.001重量份的甘露醇进行酶解60分钟，得到酶解液；
③去油：将步骤②得到的酶解液，加入3倍重量的纯净水，加热至65℃浸提100分钟，得上层浮油液与下层液、渣混合物，分离；
④干燥：将步骤③得到的下层液、渣混合物，烘干，过100目筛，得粉末；
3)将纤维丝成束，使纤维束夹紧拉直；
4)用超声波焊接头将纤维束间隔熔化形成熔结点，熔化的同时加入步骤2)得到的苎麻粉末，把熔结好的纤维束由传动装置输送；
5)用刀片进行切割形成相同规格的纤维滤料，以纤维滤料的熔结点为束缚点展开纤维束形成不同形状的纤维球，得到亲水疏油滤料。
Claims (3)
1.亲水疏油滤料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)原料准备：准备90-95重量份的纤维丝、5-10重量份的苎麻；
2)苎麻的处理：
①将苎麻粉碎，加入相当于原料2-3倍重量的纯净水，加热至50-60℃维持5-10分钟，得到膏状浆液；
②酶解：将步骤①得到的膏状浆液，调pH为4-5，加入膏状浆液0.05-0.1％重量份的果胶-纤维素复合酶和0.001重量份的甘露醇进行酶解40-60分钟，得到酶解液；
③去油：将步骤②得到的酶解液，加入2-3倍重量的纯净水，加热至60-70℃浸提60-120分钟，得上层浮油液与下层液、渣混合物，分离；
④干燥：将步骤③得到的下层液、渣混合物，烘干，过100目筛，得粉末；
3)将纤维丝成束，使纤维束夹紧拉直；
4)用超声波焊接头将纤维束间隔熔化形成熔结点，熔化的同时加入步骤2)得到的苎麻粉末，把熔结好的纤维束由传动装置输送；
5)用刀片进行切割形成相同规格的纤维滤料，以纤维滤料的熔结点为束缚点展开纤维束形成不同形状的纤维球，得到亲水疏油滤料。
2.根据权利要求1所述的亲水疏油滤料的制备方法，其特征在于：步骤2)所述的果胶-纤维素复合酶，是指活性是1-3万活性单位/克的果胶-纤维复合酶。
3.权利要求1或2中任一项所述的方法得到的亲水疏油滤料。
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