[发明专利]壳聚糖包覆的超亲水水下超疏油硬质颗粒滤料的制备方法

说明书

本发明公开了一种壳聚糖包覆的超亲水水下超疏油硬质颗粒滤料的制备方法，属于废水处理领域。包括以下步骤：A、提供天然硬质颗粒滤料基材；B、对硬质颗粒滤料基材进行预处理；C、滤料制备：将预处理后的硬质颗粒滤料基材浸没于壳聚糖基超亲水水下超疏油浸涂液中，超声震荡，密封浸泡，烘干，得到壳聚糖包覆的超亲水水下超疏油硬质颗粒滤料。本发明具有强度高、亲水性和水下疏油性强的特征，保证含油废水处理出水的水质。

技术领域

本发明属于废水处理领域，特别是油水分离领域，具体涉及一种壳聚糖包覆的超亲水水下超疏油硬质颗粒滤料的制备方法。

背景技术

石油、化工、冶金、机械加工和纺织等工业领域广泛产生含油废水。特别是石油开采行业的油田采出水中，每生产1t原油约产生采出水2～3t。含油废水造成了严重的环境污染，对人类的生存环境构成了严重的威胁。因此，含油废水的处理一直是人们研究的一项重要技术，传统的油水分离技术如重力分离，混凝，气浮等，具有操作复杂、运行费用高等缺点。硬质颗粒滤料过滤是常用的含油废水深度处理方法，作为操作单元与其它方法联用，例如隔油—过滤—生化、隔油—粗粒化—沉淀—砂滤、自然沉降—加压气浮—过滤等。在过滤单元，滤床中油、水和滤料表面三相共存，滤料的表面润湿性对除油效率有很大的影响。过滤机理主要为疏油作用和黏附。油珠颗粒在滤层中随水流向下流动，当油珠颗粒粒径大于滤层孔隙尺寸时，在滤料表面的疏油作用下，油珠被滤料拦截，达到被去除的目的；当油珠颗粒在迁移过程中靠近滤料表面时，若受到滤料表面的亲油作用，将会黏附于滤料而被去除。

发明内容

本发明的目的是提供一种壳聚糖包覆的超亲水水下超疏油硬质颗粒滤料的制备方法，以解决现有滤料亲水性和水下疏油性不强的问题。

本发明的技术方案是：一种壳聚糖包覆的超亲水水下超疏油硬质颗粒滤料的制备方法，包括以下步骤：

A、提供天然硬质颗粒滤料基材；

B、对硬质颗粒滤料基材进行预处理；

C、滤料制备：将预处理后的硬质颗粒滤料基材浸没于壳聚糖基超亲水水下超疏油浸涂液中，超声震荡，密封浸泡，烘干，得到壳聚糖包覆的超亲水水下超疏油硬质颗粒滤料；其中壳聚糖基超亲水水下超疏油浸涂液制备步骤为：将壳聚糖溶于乙酸水溶液中，使用旋涡恒温磁力搅拌器在10-40℃温度下，以1000 -3000 r/min转速搅拌1-10h，然后加入纳米金属氧化物颗粒，使用超声波清洗器超声震荡20-60 min，最后加入戊二醛，在10-30℃下以400-1200r/min磁力搅拌2-12 h，得到超亲水水下超疏油涂液。

作为本发明的进一步改进，所述步骤C滤料制备的具体工艺条件为，在室温下超声震荡1-10 min，然后密封浸泡12-72 h，再在80-100℃烘干，最后浸入0.05-0.2 mol/L氢氧化钠水溶液中10-60 min，用去离子水清洗干净，在80-100℃以下烘干，得到壳聚糖包覆的超亲水水下超疏油硬质颗粒滤料。

作为本发明的进一步改进，所述壳聚糖、乙酸、戊二醛和纳米金属氧化物的质量比为1:3-6:0.005-0.02:0.5-2。

作为本发明的进一步改进，所述天然硬质颗粒滤料为石英砂、磁铁矿或锰砂。

作为本发明的进一步改进，所述纳米金属氧化物为纳米二氧化硅或者纳米氧化锌。

作为本发明的进一步改进，所述天然硬质颗粒滤料的粒径为0.3～2.0mm。

本发明壳聚糖包覆的超亲水水下超疏油石英砂滤料的反应机理如下：

首先，壳聚糖的—NH₂基团与戊二醛的—CH=O官能团发生交联反应，如下所示：