一种废水填料材料改性的工艺、设备和处理废水的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种废水填料材料的改性工艺、设备和处理废水的工艺。该工艺包括以下步骤：步骤1，取纤维束或纤维球，采用碱性双氧水法处理，优选碱为氢氧化钠；步骤2，采用碱性双氧水法处理漂洗；步骤3，进行脱水和烘干。聚丙烯纤维等类型纤维通过采用碱性双氧水法处理、酸性双氧水法处理，可以使得纤维具有了不同程度的亲水特点，最终采用乙酸酐或脂肪酰氯法，亲油改性后，纤维的亲油吸附性能发生了增大100‑400％变化，材料具有十分细小的孔隙率特点，更大的比表面积，叠加后的滤层缝隙十分的微小，而叠加之后的亲油滤层很好地拦截油类杂质，是很好的废水中残油处理的过滤材料。

【技术实现步骤摘要】
一种废水填料材料改性的工艺、设备和处理废水的工艺
本专利技术涉及废水处理领域，尤其涉及一种废水填料材料的改性工艺、设备和处理废水的工艺。
技术介绍
广义的表面改性技术则是采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高材料性能或机器零件的一类热处理技术。水处理材料的表面改性是指在保持材料或制品内部原性能的前提下，赋予其表面新的性能，如亲油性、亲水性、生物相容性、抗静电性能、染色性能等。表面改性的方法有很多报道，大体上可以归结为:表面化学反应法、表面接枝法、表面复合化法等。现有技术的水处理软性填料材料主要分两种，一种是亲水性改性，另一种是亲油性改性，水处理软性填料材料一般都是有机物或其衍生物构成，其构成材料均为棉、毛、丝、麻天然纤维和合成纤维，现市场应用的主要为合成纤维，如丙纶、腈纶、锦纶、ES、绦纶、维纶、聚氯乙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯纯质纤维束或纤维球，或者复合高分子材质纤维束或纤维球，如聚酰胺、丙烯腈加丙烯酸酯复合纤维，或者聚乙烯和乙烯基吡啶的共聚体制成的复合纤维，再或者聚丙烯腈纤维和涤纶纤维交织而成的纤维素酯等复合纤维。本专利技术实用的纤维为丙纶、腈纶、锦纶、ES纤维。1.亲水性改性纤维束或纤维球填料材料的研究：改性纤维束或纤维球是一种大分子的物质，主要的作用是被用来制作水处理器的填料，经过这种处理器填料处理过的水，水质能够被很好的过滤或生化净化，通过对这种改性材料的性能研究，改性材料是目前进行水处理非常先进的废水生物填料材料和过滤材料，因此在中水回用应用前景上是十分广阔的，同时经过实践还得知，这种材料处理的废水量是十分巨大的，能够用较小的材料投入量，能够得到较大规模的水处理，是水处理应用厂家所能够要求的比较好性能的水处理材料，具有很强的市场竞争力。改性的亲水纤维束或纤维球比一般的纤维束或纤维球比重更大，而且还不粘油，相对于普通的纤维束或纤维球，拥有更多的其他性能，作为新型的废水生物填料材料和过滤材料的主要原料，它在继承了原有纤维的基础上，加大了亲水疏油的性能。2.亲油性改性纤维束或纤维球填料材料的研究：在亲油性改性纤维束或纤维球的应用方面，该材料的功能的应用更加的广泛，在除掉水中少量的含油量来说，对运行和维修人员而言，节约了大量的人力物力来去除这类残余油，该材料是比较好的材料了，不管水中含有的是纯油还是含有的杂油，由于改性纤维束或纤维球的纤维丝具有十分细小结构的特点，叠加后的滤层缝隙十分的小，而叠加之后的亲油滤层拦截油类杂质，改性纤维束或纤维球都能够在遇到含油污水时，能够在纤维表面的吸附形成一层油膜，将油彻底地从污水中分离出来，吸附饱和后利用蒸汽温度、加压或碱液的再生，改性材料可以重复利用。但是现有纤维束或纤维球的改性技术没有标准和模块化的改性工艺和设备，为具有更加合适在高酸碱、高温、高压、腐蚀介质、高油性环境下反应的改性材料工艺和设备，改变原改性材料的设备操作性能可靠性低、产品使用寿命短和质量不稳定的弊端，专利技术一种水处理填料材料标准和模块化的改性工艺和设备具有很大的技术意义和环境价值。
技术实现思路
现有水处理材料改性，基本上都是在材料共聚反应时，加入亲水或亲油改性试剂，通过嵌段共聚，改变原材料的亲水性和亲油性，通过喷融拉丝或溶液拉丝，制成相应的纤维束或纤维球，对现有的纤维束材料的表面亲水和亲油改性的系统化和标准化的方法基本未见报道。而本专利技术主要是对现有的纤维束材料，进行材料表面的碱性双氧水法、酸性双氧水法和乙酸酐或脂肪酰氯法，进行材料的亲水性和亲油性改性，取材广泛和方便，操作简便，工艺规范化和标准化，为水处理材料的功能化和实用化，提供了一条有效的途径。本专利技术的技术方案对丙纶、腈纶、锦纶、ES材质的纤维束或纤维球进行多步骤处理，碱性双氧水法处理后，纤维结构表面发生了除油剂去除、刻蚀、润湿膨胀、亲水羟基化、密度增大等变化；酸性双氧水法处理后，纤维结构表面进一步发生了润湿膨胀增大、亲水羧酸化、粗糙度增大、密度增大变化；采用乙酸酐或脂肪酰氯法进行接枝处理后，纤维结构表面发生了疏水化反应，增大了亲油性。改性后，纤维的亲油吸附性能发生了增大100-400％变化，改性材料表面具有十分细小的孔隙率特点，更大的比表面积、孔隙率，孔隙叠加后的滤层缝隙十分的微小，而孔隙叠加之后的亲油滤层很好地拦截油类杂质。由上述的三个步骤可知，首先必须对拟改性纤维进行表面除油和除杂处理，碱性双氧水法处理是首选步骤，碱性双氧水法处理后，必须亲水羧酸化，就要酸性双氧水法处理后，才能乙酸酐或脂肪酰氯法进行接枝处理亲油化，这三个处理步骤的先后顺序是不能改变的。本专利技术的第一方面在于提供一种废水填料材料改性的工艺，包括以下步骤：步骤1，取纤维束或纤维球，采用碱性双氧水法处理，优选碱为氢氧化钠；步骤2，采用碱性双氧水法处理漂洗；步骤3，进行脱水和烘干。在本专利技术的一些实施方式中，在步骤2之后、步骤3之前，还包括以下步骤：步骤21，采用酸性双氧水进行酸性双氧水法处理，优选酸为硝酸或硫酸；步骤22，采用酸性双氧水法处理漂洗。在本专利技术的一些实施方式中，在步骤22之后、步骤3之前，还包括以下步骤：步骤23，采用乙酸酐或脂肪酰氯法进行油性处理；步骤24，采用乙酸酐或脂肪酰氯法漂洗。在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤1、21、或23的碱性双氧水、酸性双氧水、乙酸酐或脂肪酰氯法分别由相应的步骤2、22、或24的完成漂洗后的漂洗液补充。在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤1中，反应时间2-20h、反应温度45-120℃、双氧水用量1.8g/L-18g/L、液固比1:1-3:1和氢氧化钠浓度0.1-5％。在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤2中，漂洗时间3-6h、漂洗温度25-50℃、液固比1:1-3:1。在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤21中，反应时间2-20h、反应温度45-120℃、双氧水用量1.8g/L-18g/L、液固比1:1-3:1和硝酸或硫酸浓度0.1-5％。在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤22中，漂洗时间3-6h、漂洗温度25-50℃、液固比1:1-3:1。在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤23中，反应时间2-24h、反应温度25-120℃、液固比1:1-3:1和乙酸酐或脂肪酰氯法浓度0.1-5％。在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤24中，漂洗时间4-6h、漂洗温度25-50℃、液固比1:1-3:1。本专利技术的第二方面在于提供一种用于第一方面所述的废水填料材料改性工艺的设备，包括：碱性双氧水反应罐、碱性双氧水漂洗罐、酸性双氧水反应罐、酸性双氧水漂洗罐、油性反应罐、油性漂洗罐、脱水装置和烘干装置。在本专利技术的一些实施方式中，所述碱性双氧水反应罐、酸性双氧水反应罐、油性反应罐内均设有带孔眼的不锈钢筐。在本专利技术的一些实施方式中，所述碱性双氧水反应罐、酸性双氧水反应罐、油性反应罐内均为带自动进料和控温系统的不锈钢罐，直径1000-2000mm，高1500-2500本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废水填料材料改性的工艺，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，取纤维束或纤维球，采用碱性双氧水法处理，优选碱为氢氧化钠；/n步骤2，采用碱性双氧水法处理漂洗；/n步骤3，进行脱水和烘干。/n

【技术特征摘要】
1.一种废水填料材料改性的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，取纤维束或纤维球，采用碱性双氧水法处理，优选碱为氢氧化钠；
步骤2，采用碱性双氧水法处理漂洗；
步骤3，进行脱水和烘干。


2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，在步骤2之后、步骤3之前，还包括以下步骤：
步骤21，采用酸性双氧水进行酸性双氧水法处理，优选酸为硝酸或硫酸；
步骤22，采用酸性双氧水法处理漂洗。


3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，在步骤22之后、步骤3之前，还包括以下步骤：
步骤23，采用乙酸酐或脂肪酰氯法进行油性处理；
步骤24，采用乙酸酐或脂肪酰氯法漂洗。


4.根据权利要求1-3任一所述的工艺，其特征在于，所述步骤1、21、或23的碱性双氧水、酸性双氧水、乙酸酐或脂肪酰氯法分别由相应的步骤2、22、或24的完成漂洗后的漂洗液补充。


5.根据权利要求1-4任一所述的工艺，其特征在于，
所述步骤1中，反应时间2-20h、反应温度45-120℃、双氧水用量1.8g/L-18g/L、液固比1:1-3:1和氢氧化钠浓度0.1-5％；
和/或，所述步骤2中，漂洗时间3-6h、漂洗温度25-50℃、液固比1:1-3:1；
和/或，所述步骤21中，反应时间2-20h、反应温度45-120℃、双氧水用量1.8g/L-18g/L、液固比1:1-3:1和硝酸或硫酸浓度0.1-5％；
和/或，所述步骤22中，漂洗时间3-6h、漂洗温度25-50℃、液固比1:1-3:1；
和/或，所述步骤23中，反应时间2-24h、反应温度25-120℃、液固比1:1-3:1和乙酸酐或脂肪酰氯法浓度0.1-5％；
和/或，所述步骤24中，漂洗时间4-6h、漂洗温度25-50℃、液固比1:1-3:1。


6.一种用于根据权利要求1-5任一所述的工艺的设备，其特征在于，包括：
碱性双氧水反应罐、碱性双氧水漂洗罐、酸性双氧水反应罐、酸性双氧水漂洗罐、油性反应罐、油性漂洗罐、脱水装置和烘干装置。


7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述碱性双氧水反应罐、酸性双氧水反应罐、油性反应罐内均设有带孔眼的不锈钢筐。


8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘景明，刘婉婷，
申请(专利权)人：苏州汇博龙环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32