CN113058568B - 吸油拒水型硅藻土助滤剂及其制备方法、应用方法 - Google Patents

吸油拒水型硅藻土助滤剂及其制备方法、应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种吸油拒水型硅藻土助滤剂，其包括以下重量份的组分：硅藻土60‑80份，白油5‑20份，EVA 5‑20份；所述硅藻土、白油、EVA的重量份之和为100份。本发明还公开了上述吸油拒水型硅藻土助滤剂的制备方法和应用方法。本发明的吸油拒水型硅藻土助滤剂，其可在水中漂浮不沉底，且长时间浸泡不分散，可直接抛洒至待处理介质中，吸附待处理介质中的油污等杂质。本发明中的助滤剂尤其适合处理含油量较低的港口污水。

Description

吸油拒水型硅藻土助滤剂及其制备方法、应用方法
技术领域
本发明涉及水处理助剂技术领域，具体涉及一种吸油拒水型硅藻土助滤剂及其制备方法、应用方法。
背景技术
硅藻土是一种非金属矿物质，它是由单细胞藻类遗骸为主要组成的硅质生物沉积岩，其具有孔隙率高，比表面积大，吸附性强等优良特点，被广泛应用在饮料、酿酒、水处理等行业中。在常规应用中，一般是将硅藻土作为填料装载在过滤装置中，进而对待处理的污水等进行过滤，待硅藻土填料被堵塞后，更换硅藻土。这种填料往往对于填料颗粒强度的要求较低，对其孔隙率的要求较高。
另一方面，在各种港口往往会产生一些含油污水，其主要来源于压舱水、洗舱水、船底水以及发生事故产生的含油废水等。这些含油污水分布广泛，常见的方法是将含有含油污水的海水整体收集后进行水处理，这种方法需要耗费大量的能量。因此，亟需一种简单直接的处理方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种吸油拒水型硅藻土助滤剂，其有效去除港口污油，且可直接抛洒在港口污水中，操作简单。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种吸油拒水型硅藻土助滤剂的制备方法。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种吸油拒水型硅藻土助滤剂的应用方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种吸油拒水型硅藻土助滤剂，其包括以下重量份的组分：
硅藻土60-80份，白油5-20份，EVA 5-20份；
所述硅藻土、白油、EVA的重量份之和为100份。
作为上述技术方案的改进，所述硅藻土的粒度为20-40目，堆积密度为 0.5-0.8g/mL。
作为上述技术方案的改进，所述白油选用15号白油或32号白油。
作为上述技术方案的改进，所述EVA中醋酸乙烯的含量为35-43wt％，其软化温度为100-130℃。
作为上述技术方案的改进，所述硅藻土中SiO2含量为45-70wt％，RO与R2O 总含量为3.0-4.5wt％。
作为上述技术方案的改进，所述硅藻土中SiO2含量为50-55wt％，RO含量为1.0-1.5wt％，R2O含量为2.2-2.5wt％
相应的，本发明还提供了一种如上述的吸油拒水型硅藻土助滤剂的制备方法，其包括：
(1)将硅藻土在900-1200℃煅烧，得到煅烧硅藻土；
(2)将煅烧硅藻土、白油和EVA混合均匀，即得到吸油拒水型硅藻土助滤剂成品。
作为上述技术方案的改进，步骤(2)包括：
(1)将EVA与白油混合，边搅拌边升温至120-160℃，得到第一混合物；
(2)将煅烧硅藻土加热至100-130℃，然后加入所述第一混合物中，搅拌混合0.5-1h，降低至常温，即得到吸油拒水型硅藻土助滤剂成品。
相应的，本发明还提供了一种上述的吸油拒水型硅藻土助滤剂的应用方法，其包括，将所述吸油拒水型硅藻土助滤剂直接抛洒至待处理介质中，吸收预设时间后将所述吸油拒水型硅藻土助滤剂清除。
作为上述技术方案的改进，所述待处理介质为港***油污水，其含油量≤50000ppm。
实施本发明，具有以下有益效果：
本发明采用硅藻土、白油和EVA作为原料，制备得到了吸油拒水型硅藻土助滤剂，其可在水中漂浮不沉底，且长时间浸泡不分散，可直接抛洒至待处理介质中，吸附待处理介质中的油污等杂质。本发明中的助滤剂尤其适合处理含油量较低的港口污水。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
本发明提供一种吸油拒水型硅藻土助滤剂，其由以下重量份的原料制成：
硅藻土60-80份，白油5-20份，EVA 5-20份；
其中，硅藻土是主要的吸附介质，其孔隙率较高，可有效地吸附待处理介质中的各种杂质。本发明中的硅藻土为煅烧硅藻土，通过煅烧，可改善其渗透性能。
硅藻土的粒径为20-40目，当其粒径＜40目时，其比表面积过大，容易吸附水，容易在水中沉没；当其粒径＞20目时，其比表面积较小，难以有效吸附油污。示例性的，硅藻土的粒径为20-25目、25-30目、25-32目、32-38目，但不限于此。硅藻土的堆积密度为0.5-0.8g/mL，示例性的可为0.5g/mL、0.6g/mL、 0.8g/mL，但不限于此。
具体的，在本发明的硅藻土中，SiO2含量为45-70wt％；硅藻土中SiO2含量越高，其纯度越高，孔隙率越高，吸附性越强，改性所需要药剂量越多，改性难度越高。但当SiO2含量＜45wt％时，硅藻土中杂质含量过多，吸附性差。示例性的，SiO2的含量为45wt％、48wt％、52wt％、54wt％、65wt％、75wt％，但不限于此。优选的，SiO2含量为50-55wt％，这种硅藻土在焙烧过程中可小范围地相互结合，形成强度相对较大的整体颗粒，不会在泡水后快速分解。
具体的，在本发明中，硅藻土中碱土金属氧化物RO(如CaO、MgO等) 和碱金属氧化物R2O(如K2O、Na2O等)的总含量为3-4.5wt％。碱土金属和碱金属主要可起到助熔的作用，可使得硅藻土在煅烧过程中小范围地结合，形成强度相对较大的整体颗粒。优选的，在本发明的硅藻土中，碱土金属氧化物RO 的含量为1-1.5wt％，示例性的为1.1wt％、1.3wt％、1.4wt％，但不限于此。碱金属氧化物R2O的含量为2.2-2.5wt％，示例性的为2.2wt％、2.3wt％、2.4wt％，但不限于此。若RO的含量＞1.5wt％，则硅藻土颗粒在煅烧过程中容易相互粘附，大幅度降低助滤剂的孔隙率，弱化其吸附性能，降低吸油量，若RO的含量＜ 1wt％，则助滤剂的强度较差，容易遇水分解。
具体的，在本发明中，硅藻土的用量为60-80份，示例性的为62份、65份、70份、74份、78份、80份，但不限于此。优选的，硅藻土的用量为70-80份。
其中，EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)具有不吸水、耐水性能良好的优点，同时，其可耐海水腐蚀；本发明通过特定的混合工艺将EVA结合在煅烧硅藻土颗粒表面，赋予了其助滤剂拒水功能，也使得助滤剂在海水中不散开，为助滤剂充分分散并吸收海水中的油污赋予了良好的条件。
具体的，本发明中的EVA中醋酸乙烯的含量为35-43wt％，这种EVA的软化点相对较低(为100-130℃)，且其拉伸强度、耐环境应力均较高，可延长助滤剂的使用寿命。示例性的，EVA中醋酸乙烯的含量为35wt％、37wt％、38wt％、 41wt％，但不限于此。
具体的，在本发明中，EVA的用量为5-20份，示例性的为5份、7份、11 份、14份、18份、20份，但不限于此。优选的，EVA的用量为5-10份。
其中，白油是指石油精炼后得到的液态烃的混合物，其可增强硅藻土助滤剂的吸附性能。优选的，在本发明，选用15号白油或32号白油；更优选的，选用15号白油。
具体的，在本发明中，白油的用量为5-20份，示例性的为5份、8份、11 份、15份、18份、20份，但不限于此。
本发明的硅藻土助滤剂配方之中还可加入一些常用的助剂，如表面活性剂等，但不限于此。优选的，本发明中硅藻土助滤剂仅由硅藻土(煅烧)、EVA和白油三种物质组成。
相应的，本发明还公开了一种上述吸油拒水型硅藻土助滤剂的制备方法，其包括以下步骤：
S1：将硅藻土在900-1200℃煅烧，得到煅烧硅藻土；
具体的，煅烧温度可为900℃、950℃、1000℃、1100℃，但不限于此。优选的，煅烧温度为1000-1100℃。
S2：将煅烧硅藻土、白油和EVA混合均匀，即得到吸油拒水型硅藻土助滤剂成品。
具体的，步骤S2包括：
S21：将EVA与白油混合，边搅拌边升温至120-160℃，得到第一混合物；
通过将EVA和白油加热，可使得其粘度降低，便于与煅烧硅藻土混合。具体的，加热温度可为125℃、130℃、140℃、150℃，但不限于此。
S22：将煅烧硅藻土加热至100-130℃，然后加入所述第一混合物中，搅拌混合0.5-1h，降低至常温，即得到吸油拒水型硅藻土助滤剂成品。
相应的，本发明还公开了一种上述吸油拒水型硅藻土助滤剂的实用方法，其包括：将上述的吸油拒水型硅藻土助滤剂直接抛洒至待处理介质中，吸收预设时间后直接将其收集清除即可，由于其漂浮在水面，且呈20-40目颗粒，故容易清除。优选的，本发明中的待处理介质为港***油污水，其含油量≤50000ppm，这种含油污水含油量低，采用常规的方法处理难度大，处理成本高；而采用本发明的硅藻土助滤剂则可快速有效的清除，大幅降低了处理成本。
下面以具体实施例对本发明进行说明：
实施例1
本实施例提供一种吸油拒水型硅藻土助滤剂，其配方如下：
硅藻土60份，白油20份，EVA 20份；
其中，硅藻土的粒度为20-30目，其SiO2含量为85wt％，CaO含量为2.1wt％， MgO含量为0.4wt％，K2O含量为1.3wt％，Na2O含量为0.2wt％；
白油为25号白油，EVA中醋酸乙烯含量为35wt％；
其制备方法为：
(1)将硅藻土在1200℃下煅烧，得到煅烧硅藻土；
(2)将煅烧硅藻土、白油和EVA混合均匀，即得到吸油拒水型硅藻土助滤剂成品。
实施例2
本实施例提供一种吸油拒水型硅藻土助滤剂，其配方如下：
硅藻土72份，白油12份，EVA 16份；
其中，硅藻土的粒度为25-30目，其SiO2含量为68.65wt％，CaO含量为 0.46wt％，MgO含量为0.9wt％，K2O含量为2.25wt％，Na2O含量为0.52wt％；
白油为32号白油，EVA中醋酸乙烯含量为40wt％；
其制备方法为：
(1)将硅藻土在1000℃下煅烧，得到煅烧硅藻土；
(2)将EVA与白油混合，边搅拌边升温至140℃，得到第一混合物；
(3)将煅烧硅藻土加热至100℃，然后加入所述第一混合物中，搅拌混合1h，降低至常温，即得到吸油拒水型硅藻土助滤剂成品。
实施例3
本实施例提供一种吸油拒水型硅藻土助滤剂，其配方如下：
硅藻土68份，白油16份，EVA 16份；
其中，硅藻土的粒度为30-35目，其SiO2含量为68.65wt％，CaO含量为 0.46wt％，MgO含量为0.9wt％，K2O含量为2.25wt％，Na2O含量为0.52wt％；
白油为32号白油，EVA中醋酸乙烯含量为40wt％；
其制备方法为：
(1)将硅藻土在1000℃下煅烧，得到煅烧硅藻土；
(2)将EVA与白油混合，边搅拌边升温至140℃，得到第一混合物；
(3)将煅烧硅藻土加热至100℃，然后加入所述第一混合物中，搅拌混合 1h，降低至常温，即得到吸油拒水型硅藻土助滤剂成品。
实施例4
本实施例提供一种吸油拒水型硅藻土助滤剂，其配方如下：
硅藻土72份，白油12份，EVA 16份；
其中，硅藻土的粒度为25-30目，其SiO2含量为52.42wt％，CaO含量为 0.32wt％，MgO含量为0.76wt％，K2O含量为1.71wt％，Na2O含量为0.33wt％；
白油为15号白油，EVA中醋酸乙烯含量为41wt％；
其制备方法为：
(1)将硅藻土在1000℃下煅烧，得到煅烧硅藻土；
(2)将EVA与白油混合，边搅拌边升温至130℃，得到第一混合物；
(3)将煅烧硅藻土加热至110℃，然后加入所述第一混合物中，搅拌混合 0.8h，降低至常温，即得到吸油拒水型硅藻土助滤剂成品。
对比例1
本对比例提供一种硅藻土助滤剂，其与实施例4的区别在于，不对硅藻土进行煅烧。
对比例2
本对比例提供一种硅藻土助滤剂，其将25-30目的硅藻土在1000℃下煅烧而得。
对比例3
本对比例提供一种硅藻土助滤剂，其配方如下：
硅藻土55份，15号白油20份，EVA 25份；
对比例4
本对比例提供一种硅藻土助滤剂，其与实施例4的区别在于，硅藻土的粒度为10-20目，其SiO2含量为94wt％，RO+R2O含量为1.8wt％。
对实施例1-4，对比例1-4的助滤剂进行实验，具体的实验方法如下：
1、海水浸泡实验，ASTM D1141:1998的方法配置人造海水。取100g助滤剂产品浸泡在1L人造海水中，浸泡5天，每日观察助滤剂产品的悬浮、破裂情况。浸泡结束后晾干，取40目筛筛分，计算筛余量。
2、吸水性实验：取适量助滤剂(根据布氏漏斗大小而定)，放置在滤纸上，并将滤纸放置在布氏漏斗中，然后在布氏漏斗中倒入人造海水适量(2-5L)，真空抽滤至全部滤干；对滤饼质量进行称重，计算吸水率。
3、吸油量测试：参照GB/T 3780.2的方法进行。
具体的测试结果如下表所示：
由以上实验数据可以看出，本发明中的硅藻土助滤剂可较长时间地稳定存在于海水环境中，并对海水油污保持相对合理的吸收量，从而达到高效净化港口污水的效果。
从实施例4与对比例1的对比可以看出，若改变本发明中的制备方法，则会导致助滤剂难以长期稳定赋存在海水环境中，难以达到有效净化港口污水的效果。
从实施例4与对比例2-4的对比可以看出，若改变本发明中各原料的配比、化学成分或粒度，则会导致硅藻土助滤剂性能较差，难以有效净化港口污水。
以上所述是发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种吸油拒水型硅藻土助滤剂，其特征在于，其包括以下重量份的组分：
硅藻土 60-80份，白油 5-20份，EVA 5-20份；
所述硅藻土中SiO2含量为45-70wt%，RO与R2O总含量为3.0-4.5wt%，粒度为20-40目；所述硅藻土在900-1200℃煅烧；其中，RO为碱土金属氧化物，R2O为碱金属氧化物；
所述硅藻土、白油、EVA的重量份之和为100份。
2.如权利要求1所述的吸油拒水型硅藻土助滤剂，其特征在于，所述硅藻土的堆积密度为0.5-0.8g/mL。
3.如权利要求1所述的吸油拒水型硅藻土助滤剂，其特征在于，所述白油选用15号白油或32号白油。
4.如权利要求1所述的吸油拒水型硅藻土助滤剂，其特征在于，所述EVA中醋酸乙烯的含量为35-43wt%，其软化温度为100-130℃。
5.如权利要求1或4所述的吸油拒水型硅藻土助滤剂，其特征在于，所述硅藻土中SiO2含量为50-55wt%，RO含量为1.0-1.5wt%，R2O含量为2.2-2.5wt%。
6.如权利要求1-5任一项所述的吸油拒水型硅藻土助滤剂的制备方法，其特征在于，包括：
（1）将硅藻土在900-1200℃煅烧，得到煅烧硅藻土；
（2）将煅烧硅藻土、白油和EVA混合均匀，即得到吸油拒水型硅藻土助滤剂成品。
7.如权利要求6所述的吸油拒水型硅藻土助滤剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）包括：
（1）将EVA与白油混合，边搅拌边升温至120-160℃，得到第一混合物；
（2）将煅烧硅藻土加热至100-130℃，然后加入所述第一混合物中，搅拌混合0.5-1h，降低至常温，即得到吸油拒水型硅藻土助滤剂成品。
8.如权利要求1-5任一项所述的吸油拒水型硅藻土助滤剂的应用方法，其特征在于，将所述吸油拒水型硅藻土助滤剂直接抛洒至待处理介质中，吸收预设时间后将所述吸油拒水型硅藻土助滤剂清除。
9.如权利要求8所述的吸油拒水型硅藻土助滤剂的应用方法，其特征在于，所述待处理介质为港***油污水，其含油量≤50000ppm。
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