用于非溶解油去除的聚结材料及其制备和应用方法技术

用于非溶解油去除的聚结材料及其制备和应用方法，属于含油废水或料液除油技术领域。所述聚结材料为非极性材料，粒径0.45~0.75mm，骨架密度0.65~0.85g/cm

【技术实现步骤摘要】
用于非溶解油去除的聚结材料及其制备和应用方法
本专利技术属于含油废水或料液除油
，涉及一种用于非溶解油去除的聚结材料及其制备和应用方法。
技术介绍
废水或料液中携带的油类物质按存在形态分为悬浮油、分散油、乳化油和溶解油。悬浮油粒径大于100μm，短时间可上浮结成大油滴，静置分层可去除；分散油粒径介于10～100μm之间，分散于水中，需更长时间才能上浮结成较大油滴，加入絮凝药剂可缩短凝结时间，用纤维球、果壳等滤料过滤或改性纤维等材料聚结可去除；乳化油粒径小于10μm，通常介于0.1～2μm之间，性质稳定，需药剂混凝、树脂聚结、超声、微波等办法先行破乳，然后再油水分离；相较于悬浮、分散和乳化等非溶解油，溶解油以化学溶解的方式分散在水相中，常规方法很难去除，需要用吸附、膜分离和氧化降解等办法才能去除。溶解油的去除是废水或料液深度除油的主要技术难点，最有效且不会向体系中引入杂质的技术是吸附除溶解油技术。为了减轻吸附除油的负荷，最佳的除油工艺为预除油技术与吸附除油技术的组合工艺，其中预除油主要是去除悬浮、分散和乳化态等非溶解油。改性纤维、纤维球、核桃果壳等滤料去除分散油时再生困难，有危废，运行成本高；气浮、药剂凝聚或混凝破乳等乳化油破乳方法需要向料液中加入药剂，会向体系中引入杂质，不适合于产品料液除油；树脂聚结除油的原理是利用聚结树脂的亲油疏水性从水中分离分散油分子和乳化油分子，并自行进行“破乳”、“捕捉”、“富集”，及时将废水中油分子吸附在聚结树脂表面上。当吸附在树脂的油分子达到饱和状态后，受水的流动冲击，富集的油以大油滴的形式自动分离，分离后的大油滴进入油水分离器自行分离。脱油后的聚结树脂重新开始进行“破乳”、“捕捉”、“富集”过程。基于这一原理，树脂聚结技术在使用过程中，不需要添加任何药剂，不会向料液中引入杂质，不需要药剂再生，只有泵等设备电耗，运行成本非常低。综上所述，树脂聚结除油技术不需要任何化学药剂再生，不会向体系中引入杂质，运行成本低，是废水或料液中非溶解油去除最经济、操作最简单、产品品质最能保证的技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于含油废水或料液中非溶解油去除的聚结材料，具体技术方案如下。用于非溶解油去除的聚结材料，其特征在于，所述聚结材料的结构式如下：其中，n＝29～115。进一步地，所述聚结材料为非极性材料，粒径0.45～0.75mm，骨架密度0.65～0.85g/cm3，比表面积1020～1500m2/g，平均孔容1～1.5mL/g，含水率为40～55％，膨胀率为1～10％。本专利技术提供的聚结材料具有非常优异的非溶解油去除性能，适用于所有含油废水或料液中非溶解油的去除，在正确使用的前提下非溶解油去除率可达100％，改性纤维、石墨烯等现有聚结材料对于乳化油的破乳性能较差，非溶解油去除率仅能达到50～60％。本专利技术的另一目的是提供上述聚结材料的制备方法，具体技术方案如下。用于非溶解油去除的聚结材料的制备方法，其特征在于，合成的总反应式如下：其中，n＝29～115。进一步地，所述制备方法包括以下步骤：(1)将苯乙烯、二乙烯苯、致孔剂、引发剂按比例混合配制为油相，将分散剂加入去离子水中混合配制为水相，将油相加入水相，搅拌使油相悬浮于水相，调节搅拌速度，使水相中的油珠主要分布在0.27～0.83mm，得到混合液；(2)将步骤(1)得到的混合液升温进行悬浮聚合反应，聚合反应过程中，先将混合液温度升至65～75℃，维持4～6h；再将混合液温度升至80～90℃，维持2～4h；聚合反应结束后，将反应产生的水相悬浮聚合物过滤，固相用热水洗涤，得到乳白色球状颗粒；(3)将步骤(2)得到的乳白色球状颗粒移入洗脱柱中，通入水蒸气蒸馏，将球状颗粒内残留的致孔剂蒸出，形成孔道；(4)将步骤(3)得到的乳白色球形颗粒烘干，然后筛分，得到粒径范围为0.3～1.25mm的树脂颗粒(树脂Ⅰ)；(5)将步骤(4)得到的树脂Ⅰ颗粒悬浮于氯甲醚中溶胀4～6h，然后加入催化剂，催化剂为ZnCl2、FeCl2中的一种，优选ZnCl2，升温至36～40℃，反应9～11h；反应结束后移除母液，用有机溶剂洗涤，干燥得到氯甲基树脂(树脂Ⅱ)；(6)将步骤(5)得到的树脂Ⅱ与二氯乙烷混合，溶胀30～90min后加入浓硫酸，在30～50℃下反应9～11h；反应结束后移除母液，用有机溶剂洗涤，然后用热水洗至中性，干燥得到磺化后树脂(树脂Ⅲ)；(7)将步骤(6)得到的树脂Ⅲ悬浮于有机溶剂中，用碱调节pH值为9～11，加入正己烷，70～90℃下反应9～11h；反应结束后移除母液，得到烷基化树脂(树脂Ⅳ)；(8)用有机溶剂去除树脂Ⅳ颗粒内残留的有机杂质；(9)用纯水清洗掉树脂中残留的有机溶剂，然后去除游离水，得到聚结材料成品。本专利技术提供的聚结材料的制备方法，概况而言：先用原料聚合反应合成白球，即得到材料的主体骨架。然后将白球氯甲基化，目的为提高材料的亲油性能，接着负载亲水基团和亲油基团，最后用有机溶剂将材料骨架中残留的有机残留杂质清洗干净，并用水将有机溶剂清洗干净即得到成品。进一步地，步骤(1)中所述致孔剂为甲苯、异辛烷、航空汽油、正庚烷、液体石蜡中的一种，所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种，所述分散剂为聚乙烯醇、明胶中的一种,优选为聚乙烯醇。进一步地，步骤(1)中各物质的比例为：以苯乙烯为100份计，则二乙烯苯为10～14份、致孔剂为50～60份、引发剂为0.5～1份、分散剂为3～6份，去离子水为600～730份。本专利技术中除另有说明的以外，比例、浓度、百分比均以质量为基准。进一步地，步骤(5)中各物质的比例为：以树脂Ⅰ为100份计，则氯甲醚为600～800份、催化剂为70～100份。进一步地，步骤(6)中各物质的比例为：以树脂Ⅱ为100份计，则二氯乙烷为80～120份、浓硫酸为200～300份。进一步地，步骤(7)中各物质的比例为：以树脂Ⅲ为100份计，则正己烷为40～60份。进一步地，步骤(7)中所述碱选自NaOH、KOH、氨水中的一种或多种。进一步地，步骤(5)～(9)中所述有机溶剂为乙醇、甲醇或其混合物。本专利技术的另一目的是提供上述聚结材料的应用方法，具体技术方案如下。用于非溶解油去除的聚结材料的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将含油废水或料液过滤去除悬浮物，使过滤出水悬浮物含量在5mg/L以下；(2)将本专利技术的聚结材料装入聚结器，聚结器内聚结材料床层高径比为1.2～3，床层上部预留反冲膨胀空间体积为床层的10～20％；(3)将步骤(1)去除悬浮物后的含油废水或料液，以1～6BV/h的流速自下而上进入步骤(2)的聚结器，聚结器顶部出水进入油水分离器。进一步地，还包括步骤(4)：(4)当聚结器内床层因固体杂质堵塞后，用油水分离器出水以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于非溶解油去除的聚结材料，其特征在于，所述聚结材料的结构式如下：/n

【技术特征摘要】
1.用于非溶解油去除的聚结材料，其特征在于，所述聚结材料的结构式如下：



其中，n＝29～115。


2.根据权利要求1所述的聚结材料，其特征在于，所述聚结材料为非极性材料，粒径0.45～0.75mm，骨架密度0.65～0.85g/cm3，比表面积1020～1500m2/g，平均孔容1～1.5mL/g，含水率为40～55％，膨胀率为1～10％。


3.根据权利要求1或2所述的聚结材料的制备方法，其特征在于，合成的总反应式如下：



其中，n＝29～115。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将苯乙烯、二乙烯苯、致孔剂、引发剂按比例混合配制为油相，将分散剂加入去离子水中混合配制为水相，将油相加入水相，搅拌使油相悬浮于水相，调节搅拌速度，使水相中的油珠主要分布在0.27～0.83mm，得到混合液；
(2)将步骤(1)得到的混合液升温进行悬浮聚合反应，聚合反应过程中，先将混合液温度升至65～75℃，维持4～6h；再将混合液温度升至80～90℃，维持2～4h；聚合反应结束后，将反应产生的水相悬浮聚合物过滤，固相用热水洗涤，得到乳白色球状颗粒；
(3)将步骤(2)得到的乳白色球状颗粒移入洗脱柱中，通入水蒸气蒸馏，将球状颗粒内残留的致孔剂蒸出，形成孔道；
(4)将步骤(3)得到的乳白色球形颗粒烘干，然后筛分，得到粒径范围为0.3～1.25mm的树脂Ⅰ；
(5)将步骤(4)得到的树脂Ⅰ颗粒悬浮于氯甲醚中溶胀4～6h，然后加入催化剂，催化剂为ZnCl2、FeCl2中的一种，优选ZnCl2，升温至36～40℃，反应9～11h；反应结束后移除母液，用有机溶剂洗涤，干燥得到树脂Ⅱ；
(6)将步骤(5)得到的树脂Ⅱ与二氯乙烷混合，溶胀30～90min后加入浓硫酸，在30～50℃下反应9～11h；反应结束后移除母液，用有机溶剂洗涤，然后用热水洗至中性，干燥得到树脂Ⅲ；
(7)将步骤(6)得到的树脂Ⅲ悬浮于有机溶剂中，用碱调节pH值为9～11，加入正己烷，70～90℃下反应9～11h；反应结束后移除母液，得到树脂Ⅳ；
(8)用有机溶剂去除树脂Ⅳ颗粒内残留的有机杂质；
(9)用纯水清洗掉树脂中残留...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志强，王启伟，赵宇婧，李金涛，李雅，
申请(专利权)人：北京赛科康仑环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11