[实用新型]一种用于地下水非水相污染修复的分离装置

说明书

一种用于地下水非水相污染修复的分离装置，其特征在于：所述卧式罐容积为1‑100m³，端盖可采用平端盖或碟形端盖，用于存放膜组件。所述膜组件如图2所示，包括1密封垫圈、2出油通道、3出水通道、4油收集流道、5膜片、6进料流道、7膜外壳、8膜片、9进料流道、10中央集油管。所述膜片为3D打印制成，采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为3D打印材料。所述膜片有若干个凸起点的三维点阵阵列，凸起点形状为三角形、四边形、四角形或五角形。本实用新型所述疏水膜组件具有整体式结构，采用3D打印一次成型，具有制备过程简单快速、成本低、适用规模化生产等优点，且针对地下水非水相液体分离效率高，具有很好的推广和实用价值。

技术领域

本实用新型涉及一种用于地下水非水相污染修复的分离装置，具体包括膜组件、卧式罐。

背景技术

地下水非水相液体(NAPLs)污染治理是世界性难题之一。多相抽提技术是一种常用的地下水非水相液体修复技术。NAPLs经抽提井抽出后，需要进行油水分离，以实现污染地下水修复。疏水性膜组件可有效分离地下水非水相液体，从而达到油水分离的目的。目前，通常采用相分离等传统的方式进行疏水膜组件的制备，所制备的膜具有结构简单等不足。3D打印技术作为一种新型的材料快速成型技术，适用于具有复杂结构的疏水膜组件制备。

目前，仅有少量实用新型专利涉及基于3D打印的膜组件。例如，实用新型专利CN206364024U报道了一种基于3D打印纳米金刚石透明薄膜电池的家用玻璃；实用新型专利CN207088636U报道了一种带3D打印层的多功能防静电手机膜；实用新型专利CN206840703U报道了一种3D打印的微型膜过滤器。基于3D打印的疏水分离膜组件未见报道。特别地，基于多个膜组件放在卧式罐用于地下水非水相液体的分离装置未见报道。

本实用新型专利提供了一种用于地下水非水相污染修复的分离装置。以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为材料，采用3D打印技术实现分离膜组件的快速成型，根据三维结构模型图制备超疏水膜组件，具有疏水性能优异、制备过程简单等优点，适合规模化生产。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于地下水非水相污染修复的分离装置，解决传统技术过程复杂、结构简单的不足。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种用于地下水非水相污染修复的分离装置，其特征在于：所述分离装置包括膜组件、卧式罐；所述卧式罐容积为1-100m³，端盖可采用平端盖或碟形端盖，用于存放膜组件；所述膜组件由膜外壳、流道、密封垫圈和膜片组成；所述膜片为3D打印制成，采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为3D打印材料；所述膜片的三维点阵阵列凸起点的x-y尺寸为2-32μm，凸起点之间的间距为2倍的凸起点尺寸，即4-64μm，点阵阵列高度为20-80μm。

进一步地，所述膜片有若干个凸起点的三维点阵阵列，凸起点形状为三角形、四角形或五角形。

更加优选地，所述膜片为三角形柱阵列分离膜，四角形柱阵分离膜，五角形柱阵列分离膜中的同种膜或异种膜组合。

进一步地，所述的一种用于地下水非水相污染修复的分离装置，其特征在于：3D打印分离膜组件可用于地下水非水相液体分离中，所述地下水非水相液体为正己烷、石油醚、甲苯或四氯化碳。

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：

本实用新型所述疏水膜组件具有整体式结构，采用3D打印一次成型，制备过程简单，适用于规模化制备。

本实用新型所述疏水膜组件具有优异的疏水特性，静态水接触角达140°-160°，地下水非水相液体分离效果明显，分离效率达到97％-99％。

本实用新型所述的3D打印材料为PDMS，具有成本低，化学惰性良好、安全无毒等优点。同时，PDMS具有良好的弹性，适用于制作膜组件。