[发明专利]一种用于油水分离的纤维材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种用于油水分离的纤维材料的制备方法及由该方法制备的纤维材料，包括以下步骤：S1.对包含聚丙烯、聚偏氟乙烯和稀释剂的混合物进行纺丝处理，得到初生纤维；S2.使所述初生纤维经过10‑100mm的空气纺程；S3.对步骤S2得到的初生纤维进行冷却处理，得到纤维长丝；S4.对所述纤维长丝进行萃取处理，得到所述纤维材料。本发明方法工艺简便，生产路径短，根据本发明的方法制备的纤维材料孔径适中、机械强度高、分离性能优良，应用于油水分离中，分离效率高。本发明还提供了一种用于油水分离的装置，结构简单，消耗动力少，无需投加任何药剂，就能对污水中的油污起到较好的去除效果，且污染较低，在含油污水处理领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种用于油水分离的纤维材料的制备方法，由该方法制备的纤维材料，以及其在油水分离中的应用，还涉及一种用于油水分离的装置，属于水处理技术领域。

背景技术

石油开采、石油炼制、石油化工、油品贮运等过程中均会产生含油污水，我国含油污水产量极高，仅油田、炼油行业每年就产生30亿吨以上的含油污水，含油污水也是当今难处理的工业废水之一，随着环保要求和节能降耗的日趋严格化，污水综合排放标准(GB8978-1996)和石油炼制工业污染物排放标准中规定外排污水的含油浓度应小于10ppm，这对于污水的处理能力和分离效率提出了更高的要求。

聚结分离法作为一种物理除油方法，将重力分离和聚结技术融为一体，利用油水密度差的特性，实现分离过程。聚结分离器具有动力能耗低，分离效率高，操作弹性大等优点，当含油污水通过聚结分离器时，油滴与聚结材料相互作用，由于材料表面的亲油性，油滴与材料表面形成一定厚度的连续油膜，后续的油滴通过该表面时，液滴与层膜间形成夹液层，液滴在排液过程中，液膜逐渐变形、减薄，当液膜达到临界值时发生破裂，两液滴实现融合而聚并长大，小油滴逐渐聚并为大油滴，随着水流的牵引力，大油滴摆脱聚结材料的吸附，实现脱落，在浮力的作用下进入油层而分离。聚结法除油其技术关键是聚结材料，聚结材料可分为多孔材、纤维材和粒状材等，其中纤维材能制成直径较细、表面积较大的材料，可具有显著的除油效能。聚结过程主要靠阻截、扩散作用，只有当油滴移动到靠近材料的表面时才能由范德华引力作用而被材质所捕获，所以起作用的仅系外表面，故外表面越大时油滴靠近材料、附着的机率就越高，材料的表面积对油滴聚结效果有较为显著的影响，对光滑表面的纤维材料可采用减小直径的办法来提高表面积，但聚结材料直径过小会给实际运行造成极大的困难，因此较为理想的办法是增加材料表面的粗糙度以达到提高表面积的目的。

利用TIPS法可制备具有发达微孔粗糙表面的聚结纤维材料，即将聚合物与高沸点的小分子化合物(稀释剂)在高温下(高于结晶聚合物的熔点)形成均相溶液，在降温过程中会出现固-液或液-液相分离，脱除稀释剂后，即可获得具有微孔结构的聚合物多孔纤维材料，TIPS法制备多孔纤维的重点和难点在于小分子化合物(稀释剂)的选择，要求稀释剂在高温下与聚合物有良好的相溶性，低挥发性、热稳定性好，此外，还要求稀释剂具有低毒性、对健康和环境的负面影响较小。已有报道使用的邻苯二甲酸酯类中的邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛脂，以及含二苯醚体系具有生物微毒性，可通过胃肠道、呼吸道和皮肤吸收而进入机体，在多孔纤维制备过程中容易影响劳动环境产生危害，被欧盟REACH法规限制使用，因此，随着环境保护法律日益严格，对环境友好的绿色稀释剂或低毒、低害溶剂的需求将越来越强烈。

发明内容

本发明的目的是根据现有技术中存在的缺陷，提供一种用于油水分离的纤维材料的制备方法，将亲油树脂通过热致相分离法(TIPS)制成表面聚结的纤维材料，增加表面的粗糙度和表面积，本发明方法工艺简便，生产路径短，根据本发明的方法制备的纤维材料孔径适中、机械强度高、分离性能优良，应用于油水分离中，分离效果较好，本发明还提供了一种用于油水分离的装置，结构简单，消耗动力少，无需投加任何药剂，就能对污水中的油污起到较好的去除效果，且污染较低，在含油污水处理领域具有良好的应用前景。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于油水分离的纤维材料的制备方法，包括以下步骤：