銅基底特殊浸潤(rùn)性膜油水分離技術(shù)的研究和開發(fā)

何金華

（甘肅 金昌 737100）

1 研發(fā)背景

公司研發(fā)的超浸潤(rùn)性膜材料油水分離技術(shù)，屬于新一代納米膜材料油水分離技術(shù)，目前，公知的國(guó)內(nèi)外采用膜材料油水分離技術(shù)面臨問題是：由于膜的親油性，造成膜易污染、清洗再生困難、膜通量較低且衰減較快、不能滿足大規(guī)模工程應(yīng)用需要、膜對(duì)不同性質(zhì)含油污水的適配性差。

2 技術(shù)方案

（1）降低或消除膜的親油性；

（2）提高膜的親水性，親水性越好，抗污染性越好；

（3）利用膜表面構(gòu)筑親水聚合物或聚電解質(zhì)分子刷結(jié)構(gòu)，可起到“彈油”效果；

（4）親水膜溶脹主要采用交聯(lián)改性實(shí)現(xiàn)從而解決了膜溶脹和膜污染造成的通量衰減和再生困難的問題。

3 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）超親水性銅網(wǎng)膜的親水性；

（2）Cu(OH)2納米結(jié)構(gòu)銅網(wǎng)膜”的抗污染性；

（3）PSBMA水溶膠涂覆層級(jí)納米結(jié)構(gòu)銅網(wǎng)膜表面構(gòu)筑親水聚合物或聚電解質(zhì)分子刷結(jié)構(gòu)，可起到“彈油”效果。

4 具體實(shí)施方案

親水性膜采用納米級(jí)銅網(wǎng)材料，在油水分離前要進(jìn)行預(yù)先潤(rùn)濕，使水能夠在膜的毛細(xì)管孔道內(nèi)產(chǎn)生黏附拉拽作用而形成液橋，同時(shí)在粗糙的納米表面形成連續(xù)的水膜。在油水分離過程中，當(dāng)含油污水接觸到水膜時(shí)，水膜對(duì)油起到了隔離傳質(zhì)的作用，使油根本無法接觸到膜的表面，更無法滲透透過銅網(wǎng)膜，而含油污水中的水，基于液橋的傳質(zhì)作用使水源源不斷傳遞，非常容易擴(kuò)散和滲透過網(wǎng)膜，從而實(shí)現(xiàn)了油水分離的目的。

5 工藝流程圖

見圖1。

6 項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿?/h2>

本項(xiàng)目的研發(fā)和應(yīng)用，可以充分利用甘肅及周邊地區(qū)豐富的有色金屬（銅、鎳等）材料，實(shí)現(xiàn)資源綜合利用和就地取材的效果，可建成“超親水性銅網(wǎng)膜”、“Cu(OH)2納米結(jié)構(gòu)銅網(wǎng)膜”、“PSBMA水溶膠涂覆層級(jí)納米結(jié)構(gòu)銅網(wǎng)膜”和“超浸潤(rùn)性材料油水分離”裝置制造生產(chǎn)基地，具有非常明顯的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保意義。尤其是“PSBMA水溶膠涂覆層級(jí)納米結(jié)構(gòu)銅網(wǎng)膜”項(xiàng)目，屬于國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)技術(shù)，是我公司第一家提出經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證成功和獨(dú)立完成的技術(shù)，具有極強(qiáng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

本項(xiàng)目采用一種親水性膜材料油水分離技術(shù)方案，可以大幅度提高膜材料油水分離能力，經(jīng)測(cè)算，和現(xiàn)有親油性傳統(tǒng)膜材料油水分離技術(shù)相比較，產(chǎn)能可以提高3-5倍，項(xiàng)目的推廣應(yīng)用可以大幅度提高油水分離的效果和降低生產(chǎn)成本，同時(shí)該項(xiàng)目還有生產(chǎn)工藝流程短、除污效率高、設(shè)備投資小、市場(chǎng)需求量大等優(yōu)點(diǎn)。主要用途：產(chǎn)品主要用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防科技、居民生活等帶油污水的分離方面，屬于環(huán)境保護(hù)和水的綜合利用項(xiàng)目。

7 項(xiàng)目效益分析

按照現(xiàn)有新鮮水每噸平均3元計(jì)算，按每套裝置年處理100萬噸污水，噸處理污水成本2.1元，每噸污水處理可實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)0.9元，年處理100萬噸污水可實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)90萬元，年生產(chǎn)50套裝置，可實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)4500萬元，可實(shí)現(xiàn)就業(yè)人員100人，每套裝置年節(jié)約水100萬噸。

圖1 超浸潤(rùn)性銅網(wǎng)膜處理含油污水的工藝流程示意圖

該技術(shù)應(yīng)用于工程后，對(duì)傳統(tǒng)膜分離技術(shù)而言，其本質(zhì)分離的根本創(chuàng)新，無限的潛在價(jià)值，是對(duì)傳統(tǒng)膜分離技術(shù)顛覆性創(chuàng)新。