一種高效、連續油水分離裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種高效、連續油水分離裝置，屬于功能材料應用技術領域。所述裝置包括集油箱、機械泵和油收集裝置。所述集油箱呈立方體框架結構，所述立方體框架的五個面上固定有附載疏水薄膜的金屬基底，并且與油水混合物充分接觸，第六個面為開口。所述機械泵的入油口通過管路連接所述集油箱，機械泵的出油口通過管路連接所述的油收集裝置。本發明專利技術克服了聚合物膜處理量小、分離速度慢、只能分批處理廢水的缺點，實現了對含油廢水的連續分離。對膜分離技術在實際生活中處理含油廢水提供了一種可能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于功能材料應用
，涉及一種具有特殊浸潤性的高效、連續油水分離裝置。
技術介紹
隨著生產生活中含油污水的大量排放和海上原油泄漏事故的頻繁發生，對高性能油水分離材料及技術的探索與發展已經成為關系到人民生活、經濟發展和環境安全的重要課題。在荷葉表面結構的啟發下，Feng等人(參考文獻1：FengL,ZhangZY,MaiZH,etal.Asuper-hydrophobicandsuper-oleophiliccoatingmeshfilmfortheseparationofoilandwater.Angew.Chem.Int.Ed.,2004,43(15),2012-2014.)以不銹鋼絲網為基底，利用噴涂-干燥技術，修飾低表面能物質聚四氟乙烯，制備了具有超疏水超親油性的噴涂網膜。該分離網膜分離效果好，強度高，從此開創了特殊浸潤性材料用于油水分離的新方法。2011年,Shi等(參考文獻2：ChengMJ,GaoYF,ShiF,etal.Afunctionallyintegrateddeviceforeffectiveandfacileoilspillcleanup.Langmuir,2011,27,7371-7375.)制備了功能性處理廢水裝置。通過將Ag粒子沉積在SAMs表面來制備超疏水表面。能夠高效的、循環多次的分離多種油，但成本較高，不宜擴大生產。如今，利用膜技術及材料表面的特殊浸潤性進行油水分離的研究越來越多，這些新方法已逐漸成為清理水面浮油、實現油水分離的重要方法。它具有在常溫下運行、無相變、裝置小、能耗較低、分離過程可高度自動化、油水分離后油的回收相對簡單等優點。但目前可用于油水分離的膜材料存在通量過低、處理速度慢、抗污染能力差、只能分批處理廢水等缺點，只能用于小規模的油水分離，極大的限制了膜技術在實際廢水處理和原油泄漏事故中的應用。因此，如何將聚合物膜應用于油水分離裝置，實現膜分離技術連續分離油水混合物，是人們日益關注的課題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于以簡單、經濟的方法解決膜分離技術處理量小、分離速度慢、只能分批處理廢水的難題，實現膜分離技術在實際生活中的應用。本專利技術提供一種高效、連續油水分離裝置，所述裝置包括集油箱、機械泵和油收集裝置。所述集油箱呈立方體框架結構，所述立方體框架的五個面上固定有附載疏水薄膜的金屬基底，并且與油水混合物充分接觸，第六個面為開口。所述機械泵的入油口通過管路連接所述集油箱，機械泵的出油口通過管路連接所述的油收集裝置。在機械泵的作用下，集油箱內經過油水分離得到的油會進一步收集到所述的油收集裝置中，實現了對油水混合物的分離和收集同時進行，大大縮短了回收廢油的時間，從而實現了油水混合物的連續分離，分離效率達到97％以上。所述的疏水薄膜通過靜電紡絲法制備在所述的金屬基底上。所述的疏水薄膜為疏水親油的纖維膜，金屬基底為金屬網，因此所述的集油箱上，疏水薄膜位于集油箱的外側，金屬基底位于集油箱的內側，實現油水混合物中含有的油向集水箱內部的定向通過，而水不能透過。所述立方體框架為輕便的、耐有機溶劑的材料，可以選取材料包括輕便塑料(如聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯)、EPE珍珠棉或輕質木棒(如三合板)中的任意一種。所述金屬網為50～300目的不銹鋼網或磷銅網等機械性能高、韌性好的材料。所述的疏水薄膜厚度為30～50μm；平均纖維直徑為100nm～3.0μm。本專利技術所提供的油水分離裝置結構簡單、成本低廉、易于擴大化生產，可以長期循環使用。在工業含油廢水(油水混合物)的處理中具有廣泛的應用前景。本專利技術提供的油水分離裝置具有分離效率高、處理量大、分離速度快等特點，適用于含柴油、汽油、機油等含油廢水的快速處理。本專利技術采用靜電紡絲的方法，在金屬基底上電紡一層疏水薄膜，克服了單層聚合物膜機械性能差的缺點。同時，本專利技術制備的疏水薄膜具有疏水/親油性能，水的接觸角大于106°，油的接觸角接近0°。因其具有特殊浸潤性，可以使油順利通過疏水薄膜而水完全不透過，從而實現高效、連續的油水分離。附圖說明圖1是本專利技術中附載疏水薄膜的金屬基底結構示意圖。圖2是實施例1所述的疏水薄膜(PVDF-HFP,16wt％)表面放大10000倍形貌掃描電鏡圖片。圖3是實施例1所述的水滴(2μL)在PVDF-HFP疏水薄膜(16wt％)的接觸角照片，水的接觸角為132°。圖4是本專利技術中集油箱的立方體框架示意圖。圖5是本專利技術的油水分離裝置中集油箱的結構示意圖。圖6是本專利技術的油水分離裝置的連接示意圖。圖中：1.疏水薄膜；2.金屬基底；3.立方體框架；4.集油箱；5.機械泵；6.油收集裝置。具體實施方式下面將結合附圖和實施例，對本專利技術的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本專利技術提供一種高效、連續油水分離裝置，所述裝置包括集油箱4、機械泵5和油收集裝置6。如圖4所示，所述集油箱4呈立方體框架結構，如圖5，所述立方體框架3的五個面上固定有附載疏水薄膜的金屬基底，頂面開口。所述機械泵5的入油口通過管路連接所述集油箱4，機械泵5的出油口通過管路連接所述的油收集裝置6。所述集油箱4的五個具有疏水薄膜1的表面置于待處理的油水混合物中，開口向上，油水混合物中的油單向通過疏水薄膜1進入集油箱4內部，在機械泵5的作用下，集油箱4內經過油水分離得到的油會進一步收集到所述的油收集裝置6中，實現了對油水混合物的分離和收集同時進行，大大縮短了回收廢油的時間，從而實現了油水混合物的連續分離，分離效率達到97％以上。所述的疏水薄膜1通過靜電紡絲法制備在所述的金屬基底2上。所述的附載疏水薄膜的金屬基底，疏水薄膜1為疏水親油的纖維膜，金屬基底2為金屬網，因此所述的集油箱4上，如圖5所示，疏水薄膜1位于集油箱4的外側，金屬基底2位于集油箱4的內側。所述立方體框架3為輕便的、耐有機溶劑的材料，可以選取材料包括輕便塑料(如聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯)、EPE珍珠棉或輕質木棒(如三合板)中的一種。所述金屬基底2采用的金屬網為網孔尺寸50～300目的不銹鋼網或磷銅網等機械性能高、韌性好的材料。所述的疏水薄膜1厚度為30～50μm；平均纖維直徑為100nm～3.0μm，通過以下步驟方法得到：室溫下，將聚合物A溶于溶劑B中并連續攪拌3～12h至聚合物A完全溶解，得到的聚合物溶液作為紡絲溶液裝入注射器中。注射器針頭與高壓直流電源的正極相連；以金屬網為接收基底，與高壓直流電源的負極相連，進行靜電紡絲，即在金屬基底上得到疏水薄膜。所述的聚合物A為疏水性聚合物，具體選擇為聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)、尼龍6(PA6)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚己內酯(PCL)或聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)中的一種。所述的溶劑B為N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、1,4-二氧六環、四氫呋喃(THF)、氯仿、甲苯、三氯乙烯、環己酮、丙酮(acetone)中一種或兩種的混合溶液。所述的聚合物溶本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高效、連續油水分離裝置,其特征在于：所述裝置包括集油箱、機械泵和油收集裝置；所述集油箱呈立方體框架結構，所述立方體框架的五個面上固定有附載疏水薄膜的金屬基底，一個面開口；所述機械泵的入油口通過管路連接所述集油箱，機械泵的出油口通過管路連接所述的油收集裝置。

【技術特征摘要】
1.一種高效、連續油水分離裝置,其特征在于：所述裝置包括集油箱、機械泵和油收集裝置；所述集油箱呈立方體框架結構，所述立方體框架的五個面上固定有附載疏水薄膜的金屬基底，一個面開口；所述機械泵的入油口通過管路連接所述集油箱，機械泵的出油口通過管路連接所述的油收集裝置。2.根據權利要求1所述的一種高效、連續油水分離裝置,其特征在于：所述的疏水薄膜通過靜電紡絲法制備在金屬基底上。3.根據權利要求1所述的一種高效、連續油水分離裝置,其特征在于：所述的附載疏水薄膜的金屬基底，疏水薄膜為疏水親油的纖維膜，金屬基底為金屬網，所述的集油箱上，疏水薄膜位于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王女，趙勇，邱珊珊，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：北京;11