一種油水分離器件的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種污水處理技術中的油水分離器件，尤其涉及一種油水分離器件的制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著現代工業技術的不斷發展，水資源的污染現象也越來越嚴重。面對越來越困難的油水分離現狀，基于不同的工作原理，針對不同的分離對象，多種油水分離技術應運而生。
[0003]油水體系按污染物(含油廢水中的油或含水油液中的水)的存在狀態劃分為:1、溶解狀態，水分子存在于烴類分子間隙，與烴類呈均相，此時油液中的含水量在飽和度以下，當含水量超過飽和度時，過量的水則以乳化狀或游離狀出現;2、乳化狀態，指水分以極小的水粒狀態分散于油中；3、游離狀態，污染物經沉降操作后，油相與水相呈上、下分層狀態。
[0004]傳統的油水分離技術主要包括物理分離法、化學分離法、電浮分離法等。
[0005]物理分離法
[0006]物理分離法是利用油水的密度差或過濾吸附等物理現象使油水分離的方法，主要特點是不改變油的化學性質而將油水分離，物理分離法由于其方法簡單、便于操作是應用最早也是應用最廣的油水分離方法。其優點是不會給油水混合物帶來新的污染和雜質，缺點是油水分離不徹底，分離所需耗時長。物理分離法主要包括重力分離法、過濾分離法、聚結分離法、氣浮分離法、吸附分離法、超濾膜分離法及反滲透分離法等。重力分離法如按其作用方式的不同，還可分為機械分離，靜置分離和離心分離3種。
[0007]機械分離法:讓含油污水流過斜板、波紋板細管和濾器等，使之產生渦流、轉折和碰撞，以促使微小油粒聚集成較大的油粒，再經密度差的作用而上浮，從而達到分離的目的。
[0008]靜置分離法:將含油污水貯存在艙柜內，在單純的重力作用下，經過沉淀使油液自然上浮以達到分離的目的。這種方法需要較長的時間和較大的裝置，同時也難以連續使用。
[0009]離心分離法:利用高速旋轉運動產生的離心力，使油、水在離心力和密度差的作用下實現分離，它的特點是油污水在分離器中的停留時間很短，所以分離器體積較小。
[0010]重力分離法的優點:結構簡單、操作方便;缺點:只能分離自由狀態的油，而不能分離乳化狀態的油。一般認為油粒直徑小于50μπι就很難分離。
[0011]化學分離法
[0012]化學分離法是向含油污水中投放絮凝劑或聚集劑，其中絮凝劑可使油凝聚成凝膠體而沉淀，而聚集劑則使油凝聚成膠體使其上浮，從而達到油水分離的一種方法。
[0013]電浮分離法
[0014]電浮分離法是把含油污水引進裝有電極的艙柜中，利用電解產生的氣泡在上浮過程中附著油滴而加以分離，從而實現油水分離的方法，實際上是一種物理化學分離方法。
[0015]與傳統的分離方法相比，使用吸附材料進行油水分離被認為是一種簡單可行的方法。迄今為止，沸石、活性炭、植物/碳素纖維等吸附材料被用作油吸附材料，但是這些材料在吸油同時還吸水，大大降低了油水分離效率，同時還存在環境二次污染、循環利用率、價格高等不利因素，從而制約了這些材料的實際應用。
[0016]自從發現了自然界植物表面的特殊浸潤性，研究人員對其表面的獨特結構產生越來越大的興趣，隨著研究的深入，利用材料特殊浸潤性對水和油的不同作用來實現油水分離的現象引起了廣泛關注。首先，這里介紹一下關于材料的特殊浸潤性。以自然界的荷葉為例，荷葉之所以能夠“出淤泥而不染”是由于其表面化學成分和微觀幾何結構共同決定的，如圖1所示，化學成分是獲得超疏水性質的基礎，而表面的微觀幾何結構則是維持超疏水性質的保障，固體表面自由能越大，就越容易被一些液體所濕潤，反則反之。
[0017]通常用靜態接觸角Θ來衡量固體表面的浸潤性，接觸角是指液滴在水平固體表面上鋪展到一定的角度而到達平衡時，從固-液-氣三相接觸點處，出固-液界面經過液體內部至液-氣界面的夾角，如圖3所示:θ = 0°，液體完全浸潤固體表面，固體表面具有超親水性；0°〈 Θ〈90°，液體部分潤濕固體表面，固體表面具有親水性;90°〈 Θ〈 180°，液體不潤濕固體表面，固體表面具有疏水性:Θ>150°的固體表面一般稱為超疏水表面。
[0018]固體表面的浸潤性一般用靜態接觸角來衡量，但是若要判斷一個表面的疏水效果，還要考慮水滴在表面上移動的難易程度。一般用滾動角來評價，它是指當固體表面緩慢傾斜時放置在表面上的水滴在重力的作用下開始移動時的臨界傾斜角。
[0019]受大自然的啟發，人們發現有層次的微納結構可以加強表面浸潤性以達到超疏水、超未水、超疏油、超未油。
[0020]Jiang研究組首次利用超疏水超親油的網狀結構進行油水分離，他們將聚四氟乙烯(PTFE)乳液在壓縮空氣下噴于孔洞直徑為115μπι的不銹鋼網的表面，然后在350°C下加熱30min以去除黏合劑、分散劑和乳化劑等。通過掃描電子顯微鏡(SEM)可以看到涂覆后不銹鋼表面有球狀和塊狀聚四氟乙烯，網的空隙處沒有涂覆材料，使得空氣可以流通，水在該表面的接觸角約為156°，滾動角僅為4°，油的接觸角為0°，說明其具有超疏水和超親油的性質，水滴可以輕易的從網表面滾落，而油滴則可迅速的浸潤并穿過網孔。
[0021 ]除此之外，Tu等人將聚苯乙烯溶解在四氫呋喃中，通過噴霧器噴在玻璃片表面，形成具有不規則分布的微米球和納米纖維的超疏水涂層，以此吸附污染物中的油；
[0022]Zhu等人在孔徑為200?400μπι聚氨酯海綿表面沉積一層銅，然后于硝酸銀和十二酸中反應，在表面生成直徑為100?200nm Cu-CllH23C00Ag納米顆粒，將修飾后的海綿放入油水混合物中，油很快吸附到海綿之中，其吸附量達到自身重量的13倍，吸附的油可通過擠壓排除。
[0023]以上油水分離方法分別存在以下缺點:
[0024]物理分離法缺點:油水分離效果不徹底，分離耗時長，設備占地面積大。
[0025]化學分離法缺點:容易引入新的雜質，造成二次污染。
[0026]電浮分離法缺點:耗電量大，分離成本高。
[0027]吸附材料法缺點:在吸油同時還吸水，大大降低了油水分離效率，同時還存在環境二次污染、循環利用率、價格高等不利因素。
[0028]不銹鋼網聚四氟乙烯噴涂法:只具有超疏水和超親油的性質，而不具有超親水和超疏油的性質。
[0029]有鑒于上述的缺陷，本設計人，積極加以研究創新，以期創設一種新型結構的油水分離器件的制備方法，使其更具有產業上的利用價值。

【發明內容】

[0030]為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種分離效率高、多次使用性能不變且超疏水超親油與超疏油超親水能互換的油水分離器件的制備方法。
[0031 ]本發明的油水分離器件的制備方法，包括步驟:
[0032](I)在第一材料的網格表面上，以第一溫度通過噴涂或燃燒的方法