专利名称：可吸附水中油份的改性吸附剂及制备方法和吸附装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可以吸附含油污水中油份的吸附剂。具体地说，是利用有机硅类系列物质对吸附剂类系列物质改性处理后而生成的一种可以吸附水中油份的改性吸附剂。
本文所说的有机硅系列物质，直链状分子式为 带有支链的分子式为 其中R为有机集团，n和m代表链段数。例如甲基硅酸钠、甲基硅油、苯基硅油，甲基乙基硅油、甲基含氢硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基羟基硅油，甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油、含氰硅油。可以是其中的一种，也可以是它们几种的组合。该类物质的共同特性是都能在它所处理的物质表面生成一种具有亲油憎水性质的薄膜。
本文所说的吸附剂类物质是指具有一定吸附效果的物质，包括蒙脱土、膨润土、硅藻土、粉煤灰、珍珠岩、凹凸棒土、海泡石、高岭土、沸石，可以是它们的一种，也可以是他们几种的组合，其共同特点是比表面积较大，具有一定的吸附效果，能够与有机硅类物质较好地结合。
本发明物是有机硅类系列物质的一种或几种的组合对吸附剂类系列物质的一种或几种的组合进行改性处理得到的产物。
背景技术：
在吸附法处理含油污水工艺中，活性炭一直是人们首选的吸附剂。它对油脂的亲和力很强，但吸附容量却很低。其原因是，活性炭的微孔孔径极其微小，污水中的乳化油珠堵在了活性炭微孔通道的进口处，使该微孔通道堵塞，于是使该微孔通道的内表面积就丧失了吸附能力。当所有的微孔通道都被阻塞时，宏观上就表现为吸油饱和。其实这并不是所有的活性炭内表面积都吸附饱和了，而是一种“饥饿性”的饱和，是一种假象饱和。这种假象饱和极大地降低了活性炭的吸附容量。
原始的吸附剂类物质，比如硅藻土，是一种具有蜂窝状结构的物质，具有很大的比表面积，具有一定的吸附能力。但是，它们的表面对油脂的亲和力不强，因此原始吸附剂类物质表现出来的对油脂的吸附容量就很低。所以说，直接用活性炭或原始吸附剂类物质对含油污水进行吸附处理时，处理的效果都不理想。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对原始吸附剂类物质对乳化油珠亲和力不强的缺陷，对其表面进行改性处理，在其表面生成一层对油脂亲和力很强的薄膜，这样就提高了它对油脂的吸附容量，降低了吸附出水中油脂的浓度，增强了吸附效果。
本发明所提供的制备方法，其特征在于，利用有机硅类物质对吸附剂类物质的表面进行改性处理，在其表面生成一层具有亲油憎水性质的薄膜。它包括以下几个步骤(1)配制好质量浓度为0.1％～30％的有机硅类物质乳液。(2)把吸附剂类物质和有机硅类物质的乳液在容器中混合，充分搅拌。(3)将混合物烘干或晾干。(4)干燥后，把结块物打碎，过筛，即可得到粉状的改性吸附剂。
本发明所提供的改性吸附剂，其特征在于有机硅类物质所占质量百分数为0.01-50.00％，吸附剂类物质所占质量百分数为50.00-99.99％。
吸附油脂饱和的改性吸附剂经加热即可得到再生。加热温度依据所吸附的油脂的不同而不同，关键是加热到油脂的气化温度以上。例如改性硅藻土吸附的是汽油，加入到120℃即可将吸附的汽油挥发掉。
本发明的有益结果是，使用本发明物对含油污水进行吸附处理，吸附速度快，吸附容量高，出水含油浓度低。以改性硅藻土为例，它对油脂的吸附容量达到了0.3kg/kg，脱油效率达到了98％，出水含油量可达到0.96mg/l，能够达到外排水甚至是回用水的含油标准。
利用该吸附剂处理含油污水的集成装置，如附图所示。在处理容器的内部衬一个滤布内衬，并将内衬用压圈压紧，以防漏水。通过剧烈搅拌混合含油污水和吸附剂，使二者充分接触。工作之前，先将一定量的改性吸附剂放在里面，然后开启搅拌，最后通入含油污水。污水在容器中与改性吸附剂充分接触，污水中的油份便转移到了改性吸附剂上，于是污水便得到了净化。
该装置的技术特点有两个。一是吸附反应是通过剧烈搅拌，使水中的油脂与吸附剂充分混合发生，这一点不同于吸附剂静止固定而水相动态流过的普通吸附方式。二是将滤布内衬在容器中，这样油脂的吸附过程和吸附剂的脱除过程就可在同一反应容器中完成。
该吸附装置是在本发明吸附剂与油相的吸附过程较快的基础上设计的。相对于吸附剂静止固定而水相动态流过的普通吸附方式而言，该吸附装置具有体积小，处理量大，集成效率高，造价低的特点。
图1是本发明吸附装置的示意图。它主要由1.电机2.含油污水进口3.滤布内撑圈4.内衬滤布5.搅拌6.净水出口7.本发明吸附剂8.吸附罐9.密封材料10.轴封压盖组成。
本装置应竖直放置。电机1为可调速电机，带动搅拌5旋转。搅拌即可以放在中心位置，也可以放在偏心位置。搅拌5和吸附罐8的密封连接采用轴封，在轴封处用轴封压盖10把密封材料9压紧，从而可以防止在压力下漏液。内衬滤布4的形状与吸附罐8的形状相似，它的大小略小于筒体内部体积，可以内衬在吸附罐8中。内衬滤布4与吸附罐8的固定和密封方法是，内衬滤布4的上沿用滤布内撑圈3撑紧，即可起到防止漏液的作用，同时又可在筒体内壁上将滤布固定。含油污水进口2在筒体上部，净水出口6在筒体下部，二者均与筒体直接相连。
工作的时候，先将本发明吸附剂放在内衬滤布4中，然后开启搅拌。在含油污水进口2中通入带压力的含油污水，吸附处理罐8中的空气会在水压的作用下，通过滤布的孔隙在净水出口6释放出去。当液位达到搅拌浆叶位置时，含油污水开始剧烈地旋转，并与吸附剂充分接触，这时吸附反应开始发生。油相开始从水中转移到吸附剂相，使水质得到净化。在进水压力的作用下，净水开始透过滤布4，从净水出口6中流出。
处理过程一般由两级图1所示的吸附罐串联组成。这是因为，由于剧烈搅拌的作用，乳化油珠在水中几乎是均匀分布的，所以极少一部分的乳化油珠可能还没有来得及被吸附掉就会泄露出来，因此需要第二级吸附罐来做进一步处理。理论上讲，经两级处理之后还有泄漏的乳化油珠，但其含量已经微乎其微了。串用几级吸附，主要由出水的含油标准决定。
具体实施例方式
在以下对实施例的性能测试中，均使用进口含油量70mg/l，水温20℃的含油污水，水中含油量的测试执行国家环保总局编制的《水和废水监测分析方法》中的紫外分光光度法。
1.首先配制好质量浓度为0.01％的二甲基硅油乳液1000g，然后把999.9g硅藻土和二甲基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性硅藻土吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，结果见表。
2.首先配制好质量浓度为10％的二甲基硅油乳液1000g，然后把900g硅藻土和二甲基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性硅藻土吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，结果见表。
3.首先配制好质量浓度为30％的二甲基硅油乳液1000g，然后把300g硅藻土和二甲基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性硅藻土吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，结果见表。
4.首先配制好质量浓度为10％的二甲基硅油乳液500g，然后把950g膨润土和二甲基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性膨润土吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，结果见表。
5.首先配制好质量浓度为10％的二甲基硅油乳液500g，然后把950g粉煤灰和二甲基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性粉煤灰吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
6.首先配制好质量浓度为10％的二甲基硅油乳液500g，然后把950g蒙脱土和二甲基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性蒙脱土吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
7.首先配制好质量浓度为10％的二甲基硅油乳液500g，然后把950g珍珠岩和二甲基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性珍珠岩吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
8.首先配制好质量浓度为10％的二甲基硅油乳液500g，然后把950g凹凸棒土和二甲基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性凹凸棒土吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
9.首先配制好质量浓度为10％的二甲基硅油乳液500g，然后把950g海泡石和二甲基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性海泡石吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
10.首先配制好质量浓度为10％的二甲基硅油乳液500g，然后把950g高岭土和二甲基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性高岭土吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
11.首先配制好质量浓度为10％的甲基含氢硅油乳液500g，然后把950g珍珠岩和甲基含氢硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性珍珠岩吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
12.首先配制好质量浓度为10％的二乙基硅油乳液500g，然后把950g珍珠岩和二乙基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性珍珠岩吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
13.首先配制好质量浓度为10％的甲基乙基硅油乳液500g，然后把950g珍珠岩和甲基乙基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性珍珠岩吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
14.首先配制好质量浓度为10％的二苯基硅油乳液500g，然后把950g珍珠岩和二苯基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性珍珠岩吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
15.首先配制好质量浓度为10％的甲基苯基硅油乳液500g，然后把950g珍珠岩和甲基苯基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性珍珠岩吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
16.首先配制好质量浓度为10％的甲基氯苯基硅油乳液500g，然后把950g珍珠岩和甲基氯苯基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性珍珠岩吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
17.首先配制好质量浓度为10％的甲基乙氧基硅油乳液500g，然后把950g珍珠岩和甲基乙氧基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性珍珠岩吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
18.首先配制好质量浓度为10％的甲基羟基硅油乳液500g，然后把950g珍珠岩和甲基羟基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性珍珠岩吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
19.首先配制好质量浓度为10％的乙基含氢硅油乳液500g，然后把950g珍珠岩和乙基含氢硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性珍珠岩吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
20.首先配制好质量浓度为10％的羟基含氢硅油乳液500g，然后把950g珍珠岩和羟基含氢硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性珍珠岩吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
21.首先配制好质量浓度为10％的甲基硅酸钠溶液500g，然后把950g珍珠岩和羟基含氢硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性珍珠岩吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
22.首先配制好质量浓度为10％的甲基含氢硅油乳液250g，然后再配制好质量浓度为10％的二甲基硅油乳液250g，将二者混合均匀。把950g珍珠岩和混合硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性珍珠岩吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
23.首先配制好质量浓度为10％的甲基含氢硅油乳液250g，然后再配制好质量浓度为10％的二甲基硅油乳液250g，将二者混合均匀。把950g硅藻土和混合硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性硅藻土吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
24.首先配制好质量浓度为10％的甲基含氢硅油乳液250g，然后再配制好质量浓度为10％的甲基乙基硅油乳液250g，将二者混合均匀。把600g珍珠岩和350g硅藻土与混合硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性硅藻土珍珠岩吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
25.首先配制好质量浓度为10％的甲基含氢硅油乳液250g，然后再配制好质量浓度为10％的二乙基硅油乳液250g，将二者混合均匀。把400g珍珠岩和550g硅藻土与混合硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中，摊开后，放入烘箱，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性硅藻土珍珠岩吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
26.首先配制好质量浓度为10％的二甲基硅油乳液500g，然后把950g沸石和二甲基硅油乳液在容器中混合，充分搅拌。将混合物盛在托盘中摊开后，于50℃下烘24小时。烘干后，将其取出，把结块物打碎，过40目筛，即可得到粉状的改性高岭土吸附剂。利用本吸附装置两级串联测试，测试结果见表。
测试结果表
权利要求
1.一种可以吸附水中油份的改性吸附剂。其特征在于，利用有机硅类系列物质对吸附剂类物质进行改性处理，在其表面生成一层具有亲油性质的薄膜，使硅藻土表现出强烈的吸油性。提高了对油脂的吸附容量，降低了吸附出水中油脂的浓度，增强了吸附效果。
2.根据权利要求1所述的改性吸附剂，其特征在于其所述的有机硅类系列物质为甲基硅酸钠、甲基硅油、苯基硅油，甲基乙基硅油、甲基含氢硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基羟基硅油，甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油、含氰硅油。可以是其中的一种，也可以是它们几种的组合。
3.根据权利要求1所述的改性吸附剂，其特征在于所述吸附剂类物质为蒙脱土、膨润土、硅藻土、粉煤灰、珍珠岩、凹凸棒土、海泡石、高岭土、沸石，可以是它们的一种，也可以是他们几种的组合。
4.根据权利要求1所述的改性吸附剂，其特征在于有机硅类物质所占质量百分数为0.01-50.00％，吸附剂类物质所占质量百分数为50.00-99.99％。
5.根据权利要求1所述的吸附剂，其特征在于它包括以下几个步骤(1)配制好质量浓度为0.1％～30％的有机硅乳液，待用。(2)把吸附剂类物质和有机硅乳液在容器中混合，充分搅拌。(3)将混合物烘干或晾干。(4)干燥后，把结块物打碎，过筛，即可得到粉状的改性吸附剂。
6.根据权利要求1所述的吸附剂，吸附装置的技术特点有两个。一是吸附反应是通过剧烈搅拌，使水中的油脂与吸附剂充分混合发生，这一点不同于吸附剂相静止固定而水相动态流过的普通吸附方式。二是将滤布内衬在容器中，这样油脂的吸附过程和吸附剂的脱除过程就可在同一反应容器中完成。
全文摘要
一种可以吸附水中油份的改性吸附剂。其特征在于，利用有机硅类系列物质(例如甲基硅酸钠、甲基硅油、苯基硅油，甲基乙基硅油、甲基含氢硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基羟基硅油，甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油、含氰硅油。可以是其中的一种，也可以是它们几种的组合)。对吸附剂类物质(例如蒙脱土、膨润土、硅藻土、粉煤灰、珍珠岩、凹凸棒土、海泡石、高岭土、沸石，可以是它们的一种，也可以是他们几种的组合)的表面进行改性处理，在其表面生成一层具有亲油性质的薄膜，使硅藻土表现出强烈的吸油性。提高了对油脂的吸附容量，降低了吸附出水中油脂的浓度，增强了吸附效果。以改性硅藻土为例，对含油污水中油脂的吸附容量可达0.3kg/kg，脱油效率可达98％，出水含油量可达0.96mg/l，能够达到外排水甚至是回用水的含油标准。
文档编号B01D17/02GK1853770SQ200510066298
公开日2006年11月1日 申请日期2005年4月27日 优先权日2005年4月27日
发明者李兆辉 申请人:李兆辉