一种处理含油废水的无机陶瓷膜的制备及其使用方法与流程

本发明属于陶瓷膜制备和应用
技术领域：
，具体涉及一种处理含油废水的无机陶瓷膜的制备及其使用方法。
背景技术：
：在膜
技术领域：
中开发较早的膜材料为有机膜，有机膜具有良好的韧性、易加工成型、制备工艺简单、价格便宜等优势，因此，它的应用很快扩展到各个领域之中。随着膜技术的不断发展和人们对膜材料要求的不断提高，有机膜的热稳定性能差、易腐蚀、寿命短、不易清洗等缺点不断暴露出来，从而限制了其的应用。因此，以陶瓷、金属、玻璃及无机高分子等无机材料已成为近三十年来膜材料研究和开发的热点。制备无机陶瓷膜的方法有许多种，如固体粒子烧结法、薄膜沉积法、阳极氧化法、水热法、溶胶凝胶法等。溶胶凝胶法由于反应温度低、工艺简单、过程容易控制等优势被广泛应用于电子、复合材料、生物、陶瓷、光学、电磁学、热学、环境处理等诸多领域。它是制备材料的湿化学方法中一种崭新方法。该法利用液体化学试剂或将粉末溶于溶剂为原料，在液相下将其混合均匀；经过水解、缩聚反应后形成稳定透明溶胶体系；溶胶经过陈化、干燥、烧结制备出所需材料，其工艺如附图1所示。溶胶凝胶法制备技术具有许多优点，主要如下：工艺简单，设备低廉即可得到比表面积大的凝胶或粉末，与熔融法或化学气相沉积法相比，热处理温度较低，并且材料的强度韧性较高；增进了多元组分体系的化学均匀性，这对控制材料的物理性能及化学性能是非常重要的；反应过程易于控制，可调控凝胶的微观结构；该法制备的材料组分均匀、产物纯度高；与其他薄膜制备工艺相比，溶胶凝胶工艺不需真空条件和太高温度，且可在大面积或任意形状的基体上进行涂膜；该法制备材料掺杂范围宽，化学计量准确且易于改性。机械加工过程中使用的润滑机油，冷却和传动用的乳化油，清洗零件产生的含油废水，设备滴漏引起的含油废水，机加工车间冲洗容器、设备、地面等排出的废水，是机械加工含油废水的主要来源。在机械加工过程中，使用切(磨)削液可以明显增大切削效率，增加工件的精密度、减小工件表面粗糙度、减少刀具的锈蚀、延长刀具使用寿命、达到最佳的经济效果，减少刀具与工件、刀具与切屑之间的磨擦，及时带走切削区内因材料变形而产生的热量。由于乳化液具有一定的润滑作用、冷却作用、清洗作用、防锈作用和有利于工人的卫生安全等特点，近几年来，乳化液已成为生产中使用最广泛的一种切削液。机械加工和清洗过程中，乳化液受细菌、微生物、高温、机械杂质等的污染产生大量的乳化废液。最终乳化液失效作为乳化废液排放，乳化液的主要成分是表面活性剂，表面活性剂与在水中高度分散的机械油结合，形成了性质稳定的乳化油，处理难度大，处理不当，会造成严重的污染。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明提供一种处理含油废水的无机陶瓷膜的制备及其使用方法。本发明是通过以下技术方案实现的。一种处理含油废水的无机陶瓷膜的制备方法，包括以下操作步骤：(1)将去离子水和无水乙醇混合均匀后，加热至88-92℃后，制得溶剂，然后向溶剂中加入其重量8-12％的异丙醇铝，搅拌均匀后，继续向其中加入溶剂质量2-4％浓度为1mol/l的盐酸溶液，回流搅拌处理5-8小时后，室温下陈化处理50-60小时，制得氧化铝溶胶；(2)按重量份计，将38-44份氯化铈、13-19份氯化镝溶于180-220份水中，混合搅拌均匀后，向其中继续加入55-60份氨水、10-20份碳酸氢铵，然后将混合物加热至70-75℃后，保温处理2-3小时后，制得稀土溶胶；(3)将清洗好的微孔陶瓷基体放入氧化铝溶胶中，静置处理40-50min后，垂直向上提拉微孔陶瓷基体，将其干燥处理后，放入稀土溶胶中，静置处理2-3小时后，垂直向上提拉，将其干燥处理后，再次放入氧化铝溶胶，静置处理100-120min后，垂直向上提拉，将其干燥处理后，高温焙烧，制得无机陶瓷膜。进一步地，上述步骤(1)中，去离子水和无水乙醇的体积比为2-4:1。进一步地，上述步骤(1)中，异丙醇铝的平均粒径大小为150-200目。进一步地，上述步骤(2)中，氨水的质量分数为27-32％,碳酸氢铵的纯度为99％。进一步地，上述步骤(3)中，微孔陶瓷基体的膜管外径为φ30mm，通道内径φ4.0mm，管长为500mm，其材质为氧化铝、氧化硅、堇青石、氧化锆、氧化钛或它们的混合物。进一步地，上述步骤(3)中，垂直向上提拉的速度均为4-6mm/s。进一步地，上述步骤(3)中，干燥处理的温度均为110-120℃，干燥处理的时间为2-3小时。进一步地，高温焙烧处理的温度为850-900℃，处理的时间为2-3小时。本发明还提供一种处理含油废水的无机陶瓷膜的使用方法，包括以下操作步骤：(1)将含油废水经过隔油池、纸袋过滤预处理；(2)将预处理过的废水排入原料罐中，将其加热至57-60℃，保温搅拌处理100-120min；(3)通过循环泵将原料罐中的废水打入无机陶瓷膜组件中，控制循环泵后的压力为0.26-0.32mpa。由以上的技术方案可知，本发明的有益效果是：本发明提供的一种处理含油废水的无机陶瓷膜的制备方法，操作简单，成本低，省时省力，现有技术中需要耗时1-2个月，制得的无机陶瓷膜，比表面积大，可达到340m2/g左右，孔容量大并且孔径小，过滤效果显著，尤其适合处理机械领域的含油废水。其中，本发明在两层氧化铝无机陶瓷膜中，制备了一层氧化铈、氧化镝膜层，其能有效的增大有机废物在陶瓷膜表面的接触角，进而提升了陶瓷膜对有机废物的截留效果；本发明提供的一种处理含油废水的无机陶瓷膜的使用方法，先通过隔油池、纸袋过滤预处理后，能有效的降低废水中的大分子杂质的含量，缓解无机陶瓷膜的过滤压力，同时将废水的温度升高，能进一步的提升无机陶瓷膜对废水中有机物质的截留效果。附图说明图1为现有技术中制备无机陶瓷膜工艺流程。图2为实施例5中隔油池结构示意图。图3为实施例5中纸袋过滤装置结构示意图。图4为实施例5中无机陶瓷膜组件立体结构示意图。图5为实施例5中无机陶瓷膜组件俯视图。具体实施方式下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售获得的常规产品。实施例1一种处理含油废水的无机陶瓷膜的制备方法，包括以下操作步骤：(1)将去离子水和无水乙醇混合均匀后，加热至88℃后，制得溶剂，然后向溶剂中加入其重量8％的异丙醇铝，搅拌均匀后，继续向其中加入溶剂质量2％浓度为1mol/l的盐酸溶液，回流搅拌处理5小时后，室温下陈化处理50小时，制得氧化铝溶胶；(2)按重量份计，将38份氯化铈、13份氯化镝溶于180份水中，混合搅拌均匀后，向其中继续加入55份氨水、10份碳酸氢铵，然后将混合物加热至70℃后，保温处理2小时后，制得稀土溶胶；(3)将清洗好的微孔陶瓷基体放入氧化铝溶胶中，静置处理40min后，垂直向上提拉微孔陶瓷基体，将其干燥处理后，放入稀土溶胶中，静置处理2小时后，垂直向上提拉，将其干燥处理后，再次放入氧化铝溶胶，静置处理100min后，垂直向上提拉，将其干燥处理后，高温焙烧，制得无机陶瓷膜。进一步地，上述步骤(1)中，去离子水和无水乙醇的体积比为2:1。进一步地，上述步骤(1)中，异丙醇铝的平均粒径大小为150目。进一步地，上述步骤(2)中，氨水的质量分数为27％,碳酸氢铵的纯度为99％。进一步地，上述步骤(3)中，微孔陶瓷基体的膜管外径为φ30mm，通道内径φ4.0mm，管长为500mm，其材质为氧化铝。进一步地，上述步骤(3)中，垂直向上提拉的速度均为4mm/s。进一步地，上述步骤(3)中，干燥处理的温度均为110℃，干燥处理的时间为2小时。进一步地，高温焙烧处理的温度为850℃，处理的时间为2小时。实施例2一种处理含油废水的无机陶瓷膜的制备方法，包括以下操作步骤：(1)将去离子水和无水乙醇混合均匀后，加热至90℃后，制得溶剂，然后向溶剂中加入其重量10％的异丙醇铝，搅拌均匀后，继续向其中加入溶剂质量3％浓度为1mol/l的盐酸溶液，回流搅拌处理7小时后，室温下陈化处理55小时，制得氧化铝溶胶；(2)按重量份计，将40份氯化铈、16份氯化镝溶于200份水中，混合搅拌均匀后，向其中继续加入58份氨水、15份碳酸氢铵，然后将混合物加热至73℃后，保温处理2.5小时后，制得稀土溶胶；(3)将清洗好的微孔陶瓷基体放入氧化铝溶胶中，静置处理45min后，垂直向上提拉微孔陶瓷基体，将其干燥处理后，放入稀土溶胶中，静置处理2.5小时后，垂直向上提拉，将其干燥处理后，再次放入氧化铝溶胶，静置处理110min后，垂直向上提拉，将其干燥处理后，高温焙烧，制得无机陶瓷膜。进一步地，上述步骤(1)中，去离子水和无水乙醇的体积比为3:1。进一步地，上述步骤(1)中，异丙醇铝的平均粒径大小为180目。进一步地，上述步骤(2)中，氨水的质量分数为30％,碳酸氢铵的纯度为99％。进一步地，上述步骤(3)中，微孔陶瓷基体的膜管外径为φ30mm，通道内径φ4.0mm，管长为500mm，其材质为氧化硅。进一步地，上述步骤(3)中，垂直向上提拉的速度均为5mm/s。进一步地，上述步骤(3)中，干燥处理的温度均为115℃，干燥处理的时间为2.5小时。进一步地，高温焙烧处理的温度为880℃，处理的时间为2.5小时。实施例3一种处理含油废水的无机陶瓷膜的制备方法，包括以下操作步骤：(1)将去离子水和无水乙醇混合均匀后，加热至91℃后，制得溶剂，然后向溶剂中加入其重量11％的异丙醇铝，搅拌均匀后，继续向其中加入溶剂质量3％浓度为1mol/l的盐酸溶液，回流搅拌处理7小时后，室温下陈化处理58小时，制得氧化铝溶胶；(2)按重量份计，将42份氯化铈、18份氯化镝溶于210份水中，混合搅拌均匀后，向其中继续加入58份氨水、18份碳酸氢铵，然后将混合物加热至74℃后，保温处理2.8小时后，制得稀土溶胶；(3)将清洗好的微孔陶瓷基体放入氧化铝溶胶中，静置处理48min后，垂直向上提拉微孔陶瓷基体，将其干燥处理后，放入稀土溶胶中，静置处理2.5小时后，垂直向上提拉，将其干燥处理后，再次放入氧化铝溶胶，静置处理110min后，垂直向上提拉，将其干燥处理后，高温焙烧，制得无机陶瓷膜。进一步地，上述步骤(1)中，去离子水和无水乙醇的体积比为3:1。进一步地，上述步骤(1)中，异丙醇铝的平均粒径大小为200目。进一步地，上述步骤(2)中，氨水的质量分数为31％,碳酸氢铵的纯度为99％。进一步地，上述步骤(3)中，微孔陶瓷基体的膜管外径为φ30mm，通道内径φ4.0mm，管长为500mm，其材质为堇青石。进一步地，上述步骤(3)中，垂直向上提拉的速度均为6mm/s。进一步地，上述步骤(3)中，干燥处理的温度均为118℃，干燥处理的时间为2.8小时。进一步地，高温焙烧处理的温度为880℃，处理的时间为2.5小时。实施例4一种处理含油废水的无机陶瓷膜的制备方法，包括以下操作步骤：(1)将去离子水和无水乙醇混合均匀后，加热至92℃后，制得溶剂，然后向溶剂中加入其重量12％的异丙醇铝，搅拌均匀后，继续向其中加入溶剂质量4％浓度为1mol/l的盐酸溶液，回流搅拌处理8小时后，室温下陈化处理60小时，制得氧化铝溶胶；(2)按重量份计，将44份氯化铈、19份氯化镝溶于220份水中，混合搅拌均匀后，向其中继续加入60份氨水、20份碳酸氢铵，然后将混合物加热至75℃后，保温处理3小时后，制得稀土溶胶；(3)将清洗好的微孔陶瓷基体放入氧化铝溶胶中，静置处理50min后，垂直向上提拉微孔陶瓷基体，将其干燥处理后，放入稀土溶胶中，静置处理3小时后，垂直向上提拉，将其干燥处理后，再次放入氧化铝溶胶，静置处理120min后，垂直向上提拉，将其干燥处理后，高温焙烧，制得无机陶瓷膜。进一步地，上述步骤(1)中，去离子水和无水乙醇的体积比为4:1。进一步地，上述步骤(1)中，异丙醇铝的平均粒径大小为200目。进一步地，上述步骤(2)中，氨水的质量分数为32％,碳酸氢铵的纯度为99％。进一步地，上述步骤(3)中，微孔陶瓷基体的膜管外径为φ30mm，通道内径φ4.0mm，管长为500mm，其材质为氧化铝和氧化锆的混合物。进一步地，上述步骤(3)中，垂直向上提拉的速度均为6mm/s。进一步地，上述步骤(3)中，干燥处理的温度均为120℃，干燥处理的时间为3小时。进一步地，高温焙烧处理的温度为900℃，处理的时间为3小时。分别用各实施例的方法制得无机陶瓷膜，然后测试其各项性能，试验结果如表1所示：表1无机陶瓷膜的性能测试结果项目最可几孔半径，nm平均孔半径，nm比表面积，m2/g孔容,cm3/g实施例11.022.14339.320.293实施例21.022.12340.580.299实施例31.012.11342.250.302实施例41.002.10344.310.306实施例5一种处理含油废水的无机陶瓷膜的使用方法，包括以下操作步骤：(1)将含油废水经过隔油池、纸袋过滤预处理，其中隔油池为平流式隔油池，由配水槽1、进水管2、进水阀板3、手动刮油板4、集油槽5、出水阀板6、出水槽7、出水管8组成，平流式隔油池的构造如附图2所示；纸袋过滤装置由下部的池体9和放置在池体上部的纸带滤布10组成，纸带滤布的四周被重物紧紧的固定在池体的周边，形成能承受一定重量，压力的过滤体，如附图3所示；(2)将预处理过的废水排入原料罐中，将其加热至57-60℃，保温搅拌处理100-120min；(3)通过循环泵将原料罐中的废水打入无机陶瓷膜组件中，控制循环泵后的压力为0.26-0.32mpa，其中无机陶瓷膜组件由陶瓷膜组件安装柱21、备用流通管22、陶瓷膜组件外壳体23、陶瓷膜组件挡板螺栓24、陶瓷膜组件挡板25、流通孔26、无机陶瓷膜27组成，其结构如附图4和附图5所示，表2为本发明提供的无机陶瓷膜处理前后的水质：表2废水经无机陶瓷膜工艺处理前后的水质当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本
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的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改变、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。当前第1页12