專利名稱：一種油水分離裝置和包括該裝置的浮油收集系統的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種油水分離裝置和包括該裝置的浮油收集系統。
背景技術：
世界石油主要依靠海上運輸，而油船在航行中擱淺、碰撞、觸礁以及船體本身結構破壞等會造成嚴重的漏油事故。同時，越來越多的海上鉆井平臺和海上輸油管道相繼建成， 也存在著環(huán)境或者自身結構的安全隱患問題，從而導致海上漏油事故，產生大面積的海上浮游。因此，通過行之有效的海上浮油回收手段，依靠先進的海面浮油回收裝置能夠將其造成的負面影響降至最低?，F有的浮油收集裝置對于面積狹小、液量較少的水上浮油，能夠發(fā)揮收集、處理的作用，但是對于處理由大型、巨型油船翻沉或泄漏引起的大量浮油擴散在大面積海域的情況，就顯得無能為力了。例如，現有的浮油收集器大多利用水、油密度的不同，先通過浮動吸油口吸取水體表面的浮油和部分水，通過往復泵將油水混合液送入渦旋浮油分離器，油水混合液在分離器中實現分離，浮油在分離器內積累，并且自動排出，分離出浮油的水通過回水管返回水體中。例如，CN2122860U公開了一種浮油收集器，該浮油收集器主要由抽水泵、抽油泵、浮體和敞口容器組成，其利用局部水位差，運用層流流速和流體粘性原理，直接在含浮油的水中收集浮油。又如，CN101565942A公開了一種海上鏟式浮油收集器，其中，氣墊、平衡翼、浮油進口控制裝置構成裝置的主體結構。浮油通過進油控制裝置進入，并經過細濾網以過濾海上漂浮的雜物，利用浮油與海水密度不同的原理對進入油水分離池的混合物進行油水分離。分離后的浮油漂浮在海水之上，下層海水通過排水口排出，此時打開吸油泵收集浮油并將浮油儲存于柔性儲油袋中。但是，現有技術的方法的浮油收集效率較低，且不適合用于海上的大面積浮油收集。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現有技術的浮油收集裝置的浮油收集效率較低，且不適用于海上的大面積浮油收集的缺陷，提供一種浮油收集效率較高，并適用于海上的大面積浮油收集的油水分離裝置以及包括該油水分離裝置的浮油收集系統。本發(fā)明提供了一種油水分離裝置，其中，該裝置包括由壁圍成的集油腔室，所述壁的至少部分表面被多孔親油疏水層覆蓋，所述壁的被多孔親油疏水層覆蓋的部分允許水和油通過，該裝置還包括覆蓋在多孔親油疏水層表面或之上的用于限定多孔親油疏水層的流動的固定層，且固定層允許水和油通過，所述多孔親油疏水層的孔直徑為300-850微米，孔隙率為10-40%。本發(fā)明還提供了一種浮油收集系統，該系統包括至少一個油水分離裝置，其中，所述油水分離裝置為本發(fā)明提供的油水分離裝置。本發(fā)明提供的油水分離裝置中的圍成集油腔室的壁的至少部分表面被多孔親油疏水層覆蓋，因此，浮油在與親油疏水層接觸后，由于具有較小的界面張力而能夠流入表面包覆有親油疏水膜的覆膜硅砂之間的縫隙并通過被多孔親油疏水層覆蓋的集油腔室的壁的通孔流入集油腔室中，而水與親油疏水層接觸后由于具有較大的界面張力則基本被阻擋在親油疏水層之外，或者只能少量滲入，甚至無法滲入，從而達到將油和水分離的目的。更令人意外的是，采用本發(fā)明的油水分離裝置的浮油收集系統能夠有效地收集大面積的海上浮油，浮油收集效率得到顯著提高。


圖1為本發(fā)明提供的油水分離裝置的局部剖視圖的示意圖；圖2為本發(fā)明提供的油水分離裝置的局部剖視圖的示意圖；圖3為本發(fā)明提供的浮油收集系統的示意圖。
具體實施例方式按照本發(fā)明，所述油水分離裝置包括由壁1圍成的集油腔室2，所述壁1的至少部分表面被多孔親油疏水層3覆蓋，所述壁1的被多孔親油疏水層3覆蓋的部分允許水和油通過，該裝置還包括覆蓋在多孔親油疏水層3表面或之上的用于限定多孔親油疏水層的流動的固定層4，且固定層4允許水和油通過，所述多孔親油疏水層3的孔直徑為300-850微米，優(yōu)選為300-600微米；孔隙率為10-40%，優(yōu)選為20-35%。所述孔直徑可以通過電子顯微鏡測得，孔隙率測試采用壓汞法進行測試，具體操作如下將水銀壓入多孔介質中替代空隙中的空氣，測得壓入水銀前后試樣的質量差即可計算得出空隙體積，除以外觀體積即可得到孔隙率。采用本發(fā)明所述油水分離裝置，親油疏水層的壓差在0-201tfa之間時，油和水透過親油疏水層的體積流量之比可以為1.5-3 1。如圖1所示，所述油水分離裝置包括由壁1圍成的集油腔室2，所述壁1的部分表面被多孔親油疏水層3覆蓋，所述壁1的被多孔親油疏水層3覆蓋的部分允許水和油通過， 該裝置還包括覆蓋在多孔親油疏水層3表面或之上的用于限定多孔親油疏水層的流動的固定層4，且固定層4允許水和油通過。優(yōu)選情況下，為了提高集油效率，所述壁1的全部表面均被多孔親油疏水層3覆
至
ΓΤΠ ο按照本發(fā)明，所述圍成集油腔室2的壁1和固定層4可以為各種形狀和材質(如塑料)，只要能夠允許水和油通過，以收集浮油、以及限定所述多孔親油疏水層的流動即可。 優(yōu)選情況下，壁1和固定層4均為板狀物。能夠實現允許水和油通過的方式有多種，優(yōu)選情況下，固定層4和所述壁1的被多孔親油疏水層3覆蓋的部分具有多個通孔，使得固定層4 和所述壁1的被多孔親油疏水層3覆蓋的部分通過通孔允許水和油通過。雖然，壁1的被多孔親油疏水層3覆蓋的部分允許水和油通過，但是由于多孔親油疏水層具有親油疏水的作用，因而使油能夠很容易通過所述多孔親油疏水層并通過壁1進入集油腔室，并阻止水通過，或者僅僅使少量的水能夠透過所述親油疏水層而到達壁1的表面并通過壁1進入集油腔室。為了更加利于水和油的順利、快速通過固定層而與多孔親油疏水層接觸，使油通過壁1的快速進入集油腔室，所述通孔均勻分布在固定層4和所述壁1的被多孔親油疏水層 3覆蓋的部分上。按照上述實施方式，優(yōu)選情況下，壁1與固定層4之間形成油水分離腔室5，多孔親油疏水層3填充在油水分離腔室5中。以更便于實施油水分離以及集油。此外， 可以根據集油腔室的形狀來形成與之相配合的固定層的形狀，使所述油水分離腔室5具有與集油腔室2相配合的形狀。按照本發(fā)明，所述集油腔室2的形狀可以為各種可以用于收集水面浮油的形狀， 例如，可以為球體、柱體或椎體。并且，可以根據水域的面積來適當選擇所述油水分離裝置中集油腔室的容積大小，一般情況下，所述集油腔室2的體積大小可以為50-100ml。如圖2所示，所述油水分離裝置包括由壁1圍成的集油腔室2，該集油腔室2的壁 1的全部表面均被多孔親油疏水層3覆蓋，被多孔親油疏水層3覆蓋的集油腔室2的壁1具有多個均勻分布的通孔8，位于多孔親油疏水層3表面具有用于限定多孔親油疏水層3的流動的固定層4，且固定層4上具有多個均勻分布的通孔9，所述集油腔室2的壁1與固定層 4形成分離腔室5。按照本發(fā)明，所述油水分離裝置還可以優(yōu)選包括與集油腔室2連通的管道，而無需將該油水分離裝置先進行打撈就可以方便地抽取并收集存儲在集油腔室中的浮油。按照本發(fā)明，所述多孔親油疏水層3可以為各種具有親油疏水作用的多孔材料層，優(yōu)選情況下，為了進一步提高過濾浮油的油水分離效果，所述親油疏水層3為覆膜硅砂的堆積物。按照本發(fā)明，所述覆膜硅砂可以是各種能夠使油流入覆膜硅砂之間的縫隙而使油通過，并將水盡量阻隔在覆膜硅砂之外的具有親油疏水性的覆膜硅砂。優(yōu)選情況下，本發(fā)明所述覆膜硅砂為表面包覆有包覆層的硅砂，所述表面包覆有包覆層的覆膜硅砂是通過將硅砂與親油疏水性樹脂混合，并經固化而形成的。按照本發(fā)明，所述被多孔親油疏水層3覆蓋的集油腔室2的壁1以及固定層4上的通孔是為了便于浮油進入所述油水分離裝置中并最終進入集油腔室2中，而且，為了防止當浮油透過所述覆膜硅砂并通過集油腔室的通孔流入集油腔室2中時將覆膜硅砂一起帶入，以及防止覆膜硅砂通過固定層4上的孔流出，而影響油水分離效果，優(yōu)選使上述通孔 (包括被多孔親油疏水層覆蓋的集油腔室2的壁1上的通孔以及固定層4上的通孔)的孔直徑不大于，更優(yōu)選小于所述覆膜硅砂的平均顆粒直徑。例如，所述通孔的孔直徑可以為 100-400 微米。所述覆膜硅砂的圓球度越好，越能夠保證覆膜硅砂直徑的孔隙較小、且均勻，從而進一步提高透油效果，因此，所述覆膜硅砂的圓球度可以為0.7以上，優(yōu)選為0.7-0. 95。其中，“圓球度”指顆粒棱角的相對銳度或曲率的量度，也可以指顆粒接近球形的程度；圓球度的測定方法為本領域技術人員所公知，例如，可采用圖版法進行測定。所述覆膜硅砂的顆粒直徑可以為300-850微米；堆積密度可以為1. 4-1. 65%，優(yōu)選為1. 4-1. 5%。按照本發(fā)明，所述多孔親油疏水層3的厚度可以根據待收集的水上浮油的多少來適當選擇，若浮油層較薄，則相應形成多孔親油疏水層3的覆膜硅砂的堆積物的厚度就可以較薄，若浮油層較厚，則相應形成多孔親油疏水層3的覆膜硅砂的堆積物的厚度就可以較厚，通常情況下，所述多孔親油疏水層3的厚度可以為5-50毫米，優(yōu)選為10-30毫米。按照本發(fā)明，所述親油疏水性樹脂與硅砂的重量比的可選擇范圍較寬，優(yōu)選情況下，親油疏水性樹脂的量使得所述包覆層的厚度為0. 1-10微米，更優(yōu)選為1-5微米。因此， 通常情況下，親油疏水性樹脂與硅砂的質量比可以為0.2-15 100。按照本發(fā)明，所述親油疏水性樹脂可以是各種親油疏水性樹脂，優(yōu)選情況下，所述親油疏水性樹脂選自親油疏水性環(huán)氧樹脂、親油疏水性酚醛樹脂、親油疏水性聚氨酯樹脂和親油疏水性硅樹脂中的一種或多種。更優(yōu)選情況下，當所述親油疏水性樹脂選自親油疏水性環(huán)氧樹脂、親油疏水性酚醛樹脂、親油疏水性聚氨酯樹脂和親油疏水性硅樹脂中的至少兩種，以達到更佳的親油疏水性，任意兩種親油疏水性樹脂之間的質量比為1 0.1-10。具體來說，所述親油疏水性環(huán)氧樹脂可以選自縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂、線型脂肪族類環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族類環(huán)氧樹脂、聚硫橡膠改性環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇叔丁醛改性環(huán)氧樹脂、丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂改性環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂改性環(huán)氧樹脂、尿醛三聚氰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂、糠醛樹脂改性環(huán)氧樹脂、乙烯樹脂改性環(huán)氧樹脂、異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂和硅樹脂改性環(huán)氧樹脂中的一種或多種。所述親油疏水性酚醛樹脂可以選自二甲苯改性酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂改性酚醛樹脂和有機硅改性酚醛樹脂中的一種或多種。所述親油疏水性聚氨酯樹脂可以選自由有機多異氰酸酯及聚醚、聚酯等低聚物多元醇的一種或多種制備而得到的聚氨酯樹脂。所述親油疏水性硅樹脂可以選自所述疏水性有機硅樹脂是甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的一種或其混合物。按照本發(fā)明，用于固化親油疏水性樹脂的方法可以為各種常規(guī)的方法，例如，用固化劑進行固化，或者直接進行光固化。用于固化的固化劑的種類可以為本領域技術人員所公知的各種用于固化親油疏水性樹脂的固化劑，其用量的可調節(jié)范圍也較寬。例如，所述固化劑與所述親油疏水性樹脂的重量比可以為1-25 100。用于所述親油疏水性環(huán)氧樹脂的固化劑可以選自脂肪胺、脂環(huán)胺、芳香胺及其改性體、聚酰胺、酸酐、叔胺及其鹽、多聚甲醛、咪唑、高分子預聚體、過氧化酰類、仲甲醛和蜜胺樹脂中的一種或多種。用于所述親油疏水性酚醛樹脂的固化劑可以為六次甲基四胺。用于所述親油疏水性聚氨酯樹脂的固化劑可以選自甲苯二異氰酸酯(TDI)和三羥甲基丙烷(TMP)的加成物、甲苯二異氰酸酯(TDI)和含羥基組份的預聚物及單組份潮氣固化劑和甲苯二異氰酸酯(TDI)的三聚體中的一種或多種。用于所述親油疏水性有機硅樹脂的固化劑可以為二丁基二月桂酸錫和/或N，N， N' ,N'-四甲基胍鹽。按照本發(fā)明，優(yōu)選情況下，為了進一步改善包覆層的親油疏水性，所述表面包覆有包覆層的覆膜硅砂是通過將硅砂與親油疏水性樹脂以及增塑劑和/或潤滑劑混合，并經固化而形成的。按照本發(fā)明，所述增塑劑的種類和用量為本領域技術人員所公知，其主要起到降低彈性模量和斷裂拉伸強度，改進柔軟性，改進可逆彎曲強度，改進韌性和沖擊強度，降低玻璃化轉變溫度，擴張聚合物在較低溫度下的可應用型，改進對各種基料的粘合等作用。優(yōu)選情況下，所述增塑劑與所述親油疏水性樹脂的重量比可以為5-25 100，所述增塑劑優(yōu)選選自鄰苯型二甲酸酯、脂肪族二甲酸酯和磷酸酯中的一種或多種。其中，所述脂肪族二甲酸酯可以為二甘醇二甲酸酯、乙二醇二甲酸酯和二乙二醇二甲酸酯中的一種或多種。磷酸酯可以為三芳基磷酸酯、異丙苯基苯基磷酸酯和酚醚磷酸酯中的一種或多種。按照本發(fā)明，所述潤滑劑的種類和用量為本領域技術人員所公知，其主要起到改進潤滑性能和減少摩擦，減少靜電，改進表面光澤和外觀的作用。優(yōu)選情況下，所述潤滑劑與所述親油疏水性樹脂的重量比可以為1-10 100，所述潤滑劑優(yōu)選選自聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸酰胺、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和乙撐雙硬脂酸酰胺中的一種或多種。按照本發(fā)明，將硅砂與親油疏水性樹脂以及選擇性含有的增塑劑和/或潤滑劑混合，并固化的條件可以為本領域常規(guī)的條件，例如，可以先將硅砂顆粒加熱至50-400°C，優(yōu)選為100-240°C ；并與親油疏水性樹脂以及選擇性含有的增塑劑和/或潤滑劑混合，攪拌均勻，對攪拌的時間沒有特別的要求，只要能使所述親油疏水性樹脂均勻地附著在硅砂顆粒的表面即可。攪拌時間優(yōu)選為1-10分鐘。固化的條件可以包括固化的溫度為20-150°C，固化的時間可以為0. 1-24小時，固化的濕度可以為5-35%。所述親油疏水性樹脂、增塑劑和潤滑劑的加入順序對本發(fā)明得到的覆膜硅砂的性能基本沒有影響，例如，可以將親油疏水性樹脂、增塑劑和潤滑劑一起加入與硅砂混合，也可以分步加入，如，先將親油疏水性樹脂與硅砂混合，然后再與增塑劑和/或潤滑劑混合。優(yōu)選地，還可以包括冷卻、破碎、篩分得到的覆膜硅砂，以控制所述覆膜硅砂顆粒的粒徑。對冷卻的條件沒有特別要求，優(yōu)選冷卻至室溫。此外，可以采用常規(guī)的破碎和篩分方法得到本發(fā)明的顆粒大小的覆膜硅砂。本發(fā)明提供了一種浮油收集系統，該系統包括至少一個油水分離裝置，其中，所述油水分離裝置為本發(fā)明提供的油水分離裝置。優(yōu)選情況下，所述油水分離裝置可以為多個，均勻分布在具有浮油的水面上，以便于在水域面積較大的水面進行浮油收集，以提高收集效率。其中，多個油水分離裝置可以采用軟連接的方式進行固定，例如，用鋼絲、細蛇管和細繩等將多個油水分離裝置連接，并均勻分布在水面上。優(yōu)選情況下，所述浮油收集系統還可以包括泵和連接泵與每個油水分離裝置的集油腔室的管道，以便于同時抽取收集到的浮油。優(yōu)選情況下，所述浮油收集系統還可以包括集油裝置，以便用于儲存來自泵的浮油。優(yōu)選情況下，所述浮油收集系統還可以包括船體，以便用于存放集油裝置。按照本發(fā)明，采用本發(fā)明所述浮油收集系統進行水面浮油收集的方法包括將本發(fā)明提供的所述油水分離裝置置于具有浮油的水面，使得覆蓋在多孔親油疏水層3表面或之上的用于限定多孔親油疏水層的流動的固定層4的至少部分表面與具有浮油的水面接觸； 收集集油腔室內的浮油。按照本發(fā)明的方法，將所述油水分離裝置置于具有浮油的水面，為了達到有效吸收浮油的目的，需要使得覆蓋在多孔親油疏水層3表面或之上的用于限定多孔親油疏水層的流動的固定層4的至少部分表面，優(yōu)選為30-80%的表面與具有浮油的水面接觸，以使得通過固定層4上的通孔進入油水分離腔室并與其中的多孔親油疏水層3接觸。優(yōu)選情況下， 所述壁1的全部表面均被多孔親油疏水層3覆蓋，為了更好地達到有效吸收浮油的目的，優(yōu)選使所述油水分離裝置的體積的30-80%置于具有浮油的水面下(浸入水面之下)。本發(fā)明對將油水分離裝置置于具有浮油的水面的方法沒有特別限定，可以采用各種常規(guī)的方法，例如，通過浮力裝置使所述油水分離裝置漂浮在具有浮油的水面，或者將所述油水分離裝置吊在具有浮油的水面。優(yōu)選情況下，所述水上浮油的收集方法還可以包括將每個集油腔室內的浮油輸入儲油裝置，以便用于儲存浮油。例如，將每個集油腔室內的浮油輸入儲油裝置的方法包括設置連通每個集油腔室的管道，將每個集油腔室內的浮油通過所述管道輸入儲油裝置。具體來說，連通每個集油腔室的管道與泵連接，通過所述泵抽取每個集油腔室內的浮油，將浮油輸入儲油裝置。此外，該方法還可以包括將裝有浮油的儲油裝置運走，例如，利用船體存放儲油裝置并便于運輸。下面結合圖3，說明采用浮油收集收集水面浮油的方法，所述浮油收集系統包括船體1，存放在船體上的集油裝置2，泵3，連接泵3與油水分離裝置4的集油腔室的管道5。所述收集水面浮油的方法包括將油水分離裝置4置于具有浮油層6的水面，使所述油水分離裝置4浮在水面上，該裝置包括由壁圍成的集油腔室，形成集油腔室的壁的全部表面被多孔親油疏水層覆蓋(優(yōu)選使所述油水分離裝置的體積的30-80%置于具有浮油的水面下)， 被多孔親油疏水層覆蓋的集油腔室的壁上具有多個均勻分布的通孔，位于多孔親油疏水層表面具有用于限定多孔親油疏水層的流動的固定層，且固定上具有多個均勻分布的通孔， 所述集油腔室的壁與固定層形成分離腔室，所述多孔親油疏水層是覆膜硅砂的堆積物，并被填充于分離腔室中。收集一段時間后，啟動泵3，通過管道5收集油水分離裝置4的集油腔室內的浮油，并儲存在集油裝置2內。下面將通過具體實施例對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。在以下實施例中，石英砂購自永登藍天石英砂有限公司公司。親油疏水性樹脂、固化劑、增塑劑的廠家和牌號如下聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂福清王牌精細化工有限公司聚乙烯醇叔丁醛改性環(huán)氧樹脂山東圣泉化工股份有限公司二甲苯改性酚醛樹脂山東圣泉化工股份有限公司有機硅樹脂道康寧(美國)聚氨酯樹脂山東圣泉化工股份有限公司聚四氟乙烯上海齊耐潤工貿有限公司聚二甲基硅氧烷道康寧(美國)脂肪胺固化劑江陰天星保溫材料有限公司聚酰胺固化劑福清王牌精細化工有限公司六次甲基四胺固化劑江陰天星保溫材料有限公司二丁基二月桂酸錫上海元吉化工有限公司TDI三聚體順德市勒流鎮(zhèn)博高涂料廠鄰苯二甲酸酯增塑劑北京恒業(yè)中遠化工有限公司聚乙烯蠟潤滑劑北京化大天榮新材料技術有限公司下述實施例1-16中所述吸油效率的測試方法參考《安全與環(huán)境學報》第8卷第1 期，2008年2月，含油污泥石油醚浸提技術研究。具體測試方法為索氏抽提-紫外吸收光度法。石油及其產品在紫外光區(qū)有特征吸收，帶有苯環(huán)的芳香族的化合物，主要吸收波
8長250-260nm，帶有共軛雙鍵的化合物主要吸收波長215-230nm。為了避免其它因素的干擾，紫外吸收法常采用雙波長測量。一般原油的兩個主要吸收波長為225nm和254nm，石油產品中，如燃料油、潤滑油等的吸收峰與原油相近。因此，波長的選擇應視實際情況而定，原油和重質油可選25^m，而輕質油及煉油廠的油品可選225nm。索氏抽提-紫外吸收光度法是采用索氏抽提器循環(huán)回流6小時抽提含油污泥樣品中的原油，萃取劑常用石油醚或混合庚烷，采用紫外分光光度計雙波長測量油含量。溶液制備(1)標準油用經脫芳烴并重蒸餾過的30-60°C石油醚，從含油污泥樣品中萃取油品，經無水硫酸鈉脫水后過濾，將過濾液置于65°C恒溫箱內趕盡殘留的石油醚，即得標準油
P
ΡΠ O(2)標準油儲備溶液準確稱取標準油品0. 1克溶于石油醚中，移入IOOmL容量瓶內，稀釋至標線，貯存于冰箱中，此溶液每毫升含1.00毫克油。(3)標準油使用溶液臨用前把上述標準油儲備液用石油醚稀釋10倍，此液每毫升含0. 10毫克油。(4)脫芳烴石油醚(60_90°C餾分)脫芳烴石油醚的制備用柱層析法將60-100目粗孔微球硅膠和70-120目中性層析氧化鋁(在150-160°C活化4小時)，在未完全冷卻前裝入內徑25mm高750mm的玻璃柱中。下層硅膠高600mm，上面覆蓋50mm厚的氧化鋁，將市售石油醚(60_90°C餾分)通過此柱以脫除芳烴。收集石油醚于細口瓶中，在紫外分光光度計上225nm處以水作參比，測定處理過的石油醚使其透光率不應小于80%。標準曲線繪制向 7 個 50mL 容量瓶中，分別加入 0,2. 00,4. 00,8. 00、12. 00,20. 00 和 25. OOmL 標
準油使用溶液，用石油醚(60-90°C )稀釋至標線。在紫外分光光度計上，2Mnm處，用1公分石英比色皿以脫芳烴石油醚為參比，測定吸光度，繪制標準曲線。油泥樣品的測定(1)將預先105°C脫水的含油污泥樣品20g用濾紙包好，裝入索氏抽提器中，向圓底燒瓶中加入1/2-1/3體積的石油醚，回流冷凝6小時。(2)用脫芳烴的石油醚溶解上述剩余物質，將其轉移到IOOmL容量瓶中定容，與標準樣品在同一條件下測定油泥樣品吸光度。(3)在標準曲線上查出油含量，計算其中的油含量。制備實施例1本實施例用于說明本發(fā)明提供的表面包覆有親油疏水膜的覆膜硅砂的制備。將平均顆粒直徑為0. 4mm的3kg石英砂顆粒(密度為1. 65克/厘米3)加熱至 250°C后放入混砂機中攪拌，之后，降溫至200°C，加入聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂0. Mkg，充分攪拌，使樹脂均勻的分布于石英砂顆粒的外表面，然后加入脂肪胺固化劑(固化劑與樹脂的重量比為2 100)固化，最后冷卻至室溫，破碎，得到覆膜硅砂(包覆層厚度為1-2微米)。得到的覆膜硅砂的圓球度為0. 72，顆粒直徑分布為320-450微米。制備實施例2本實施例用于說明本發(fā)明提供的表面包覆有親油疏水膜的覆膜硅砂的制備。
按照與制備實施例1相同的方法制備覆膜顆粒，不同的是，在加入固化劑前加入鄰苯二甲酸酯增塑劑，其與樹脂的重量比為10 100，并充分攪拌，得到的覆膜硅砂的包覆層厚度為2-3微米，圓球度為0. 75，顆粒直徑分布為350-430微米。制備實施例3本實施例用于說明本發(fā)明提供的表面包覆有親油疏水膜的覆膜硅砂的制備。按照與制備實施例1相同的方法制備覆膜顆粒，不同的是，在樹脂開始固化并且開始結團(塊)前加入潤滑劑聚乙烯蠟，其與樹脂的重量比為2 100，并且攪拌均勻，得到的覆膜硅砂的包覆層厚度為0. 5-1微米，圓球度為0. 78，顆粒直徑分布為380-420微米。制備實施例4本實施例用于說明本發(fā)明提供的表面包覆有親油疏水膜的覆膜硅砂的制備。按照與制備實施例1相同的方法制備覆膜顆粒，不同的是，聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂與石英砂顆粒的重量比為0.5 100，得到的覆膜硅砂包覆層厚度為0.1-0. 5微米，圓球度為0. 73，顆粒直徑為350-430微米。制備實施例5本實施例用于說明本發(fā)明提供的表面包覆有親油疏水膜的覆膜硅砂的制備。按照與制備實施例1相同的方法制備覆膜顆粒，不同的是，聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂與石英砂顆粒的重量比為12 100，得到的覆膜硅砂包覆層厚度為4-5微米，圓球度為 0. 75，顆粒直徑為360-450微米。制備實施例6本實施例用于說明本發(fā)明提供的表面包覆有親油疏水膜的覆膜硅砂的制備。 將平均粒徑為0. 4mm的石英砂顆粒2kg加熱至400°C，加入聚乙烯醇叔丁醛改性環(huán)氧樹脂0. 04kg，充分攪拌，使樹脂均勻的分布于石英砂顆粒的外表面，然后加入聚酰胺固化劑固化(其與樹脂的重量比為5 100)固化，使得石英砂顆粒表面形成樹脂覆膜，之后，冷卻至室溫、破碎、篩分得到覆膜硅砂(包覆層厚度為1-2微米)。得到的覆膜硅砂的圓球度為0. 75，顆粒直徑為320-450微米。制備實施例7本實施例用于說明本發(fā)明提供的表面包覆有親油疏水膜的覆膜硅砂的制備。將平均粒徑為0. 8mm的硅砂^g，加熱至100°C，之后，加入二甲苯改性酚醛樹脂 0.3kg，同時加入六次甲基四胺固化劑(其與樹脂的重量比為12 100)，充分攪拌，使得所加入的酚醛樹脂及固化劑分別均勻；然后，冷卻至室溫、破碎、篩分后得到本發(fā)明透油阻水的覆膜顆粒。得到的覆膜硅砂的包覆層厚度為5-6微米，圓球度為0. 72，顆粒直徑為 750-825 微米。制備實施例8本實施例用于說明本發(fā)明提供的表面包覆有親油疏水膜的覆膜硅砂的制備。按照與制備實施例1相同的方法制備覆膜顆粒，不同的是，將聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂替換為有機硅樹脂，將固化劑替換為二丁基二月桂酸錫。得到的覆膜硅砂的包覆層厚度為1-2微米，圓球度為0. 75，顆粒直徑為320-450微米。制備實施例9本實施例用于說明本發(fā)明提供的表面包覆有親油疏水膜的覆膜硅砂的制備。
按照與制備實施例1相同的方法制備覆膜顆粒，不同的是，將聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂替換為聚氨酯樹脂，將固化劑替換為TDI三聚體。得到的覆膜硅砂的包覆層厚度為 1-2微米，圓球度為0. 73，顆粒直徑為320-450微米。制備實施例10本實施例用于說明本發(fā)明提供的表面包覆有親油疏水膜的覆膜硅砂的制備。按照與制備實施例1相同的方法制備覆膜顆粒，不同的是，將聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂替換為聚四氟乙烯，并且不使用固化劑。得到的覆膜硅砂的包覆層厚度為1-2微米， 圓球度為0. 71，顆粒直徑為320-450微米。制備實施例11本實施例用于說明本發(fā)明提供的表面包覆有親油疏水膜的覆膜硅砂的制備。按照與實施例1相同的方法制備覆膜顆粒，不同的是，將聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂替換為聚二甲基硅氧烷，并且不使用固化劑。得到的覆膜硅砂的包覆層厚度為1-2微米， 圓球度為0. 73，顆粒直徑為320-450微米。制備實施例12本實施例用于說明本發(fā)明提供的表面包覆有親油疏水膜的覆膜硅砂的制備。按照與制備實施例1相同的方法制備覆膜顆粒，不同的是，將3kg聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂替換為2kg聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂和Ikg聚乙烯醇叔丁醛改性環(huán)氧樹脂。得到的覆膜硅砂的包覆層厚度為1-2微米，圓球度為0. 75，顆粒直徑為320-450微米。制備實施例13本實施例用于說明本發(fā)明提供的表面包覆有親油疏水膜的覆膜硅砂的制備。按照與制備實施例1相同的方法制備覆膜顆粒，不同的是，將聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂替換為0. 5kg聚乙烯醇叔丁醛改性環(huán)氧樹脂和2. 5kg 二甲苯改性酚醛樹脂，并且將固化劑替換為聚酰胺固化劑(其與聚乙烯醇叔丁醛改性環(huán)氧樹脂的重量比為5 100)和六次甲基四胺(其與二甲苯改性酚醛樹脂的重量比為5 100)。得到的覆膜硅砂的包覆層厚度為1-2微米，圓球度為0. 78，顆粒直徑為320-450微米。制備實施例14本實施例用于說明本發(fā)明提供的表面包覆有親油疏水膜的覆膜硅砂的制備。按照與制備實施例1相同的方法制備覆膜顆粒，不同的是，將聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂替換為0. 5kg聚乙烯醇叔丁醛改性環(huán)氧樹脂、1.5kg二甲苯改性酚醛樹脂和Ikg有機硅樹脂，并且將固化劑替換為聚酰胺固化劑(其與聚乙烯醇叔丁醛改性環(huán)氧樹脂的重量比為5 100)、六次甲基四胺(其與二甲苯改性酚醛樹脂的重量比為5 100)、二丁基二月桂酸錫(其與有機硅樹脂的重量比為5 100)。得到的覆膜硅砂的包覆層厚度為1-2微米，圓球度為0. 82，顆粒直徑為320-450微米。制備實施例15本實施例用于說明本發(fā)明提供的表面包覆有親油疏水膜的覆膜硅砂的制備。按照與制備實施例1相同的方法制備覆膜顆粒，不同的是，將聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂替換為1. 5kg聚乙烯醇叔丁醛改性環(huán)氧樹脂和1. 5kg聚氨酯樹脂，并且將固化劑替換為聚酰胺固化劑(其與聚乙烯醇叔丁醛改性環(huán)氧樹脂的重量比為5 100)和TDI三聚體(其與聚氨酯樹脂的重量比為5 100)。得到的覆膜硅砂的包覆層厚度為1-2微米，圓球度為0. 78，顆粒直徑為320-450微米。實施例1-15本實施例用于說明本發(fā)明提供的油水分離裝置的制備。分別將體積為50ml的球形集油腔室(由PC聚碳酸酯材料形成，集油腔室頂部開出油口并與管道連通)置于另外一個球形腔室內部(由PC聚碳酸酯材料形成)，并在集油腔室的壁與另外一個球形腔室的壁之間分別填充滿由制備實施例1-15制得的覆膜硅砂(約30ml)，形成多孔親油疏水層，所述另外一個球形腔室的壁將之間填充的覆膜硅砂固定，使所述多孔親油疏水層覆蓋在所述集油腔室壁上，所述集油腔室的壁以及另外一個球形腔室的壁具有多個均勻分布的通孔。所述多孔親油疏水層的厚度、所述集油腔室的壁以及另外一個球形腔室的壁具有多個通孔的孔直徑以及多孔親油疏水層的孔隙率、孔直徑和堆積密度如下表1所示。采用浮油收集系統進行水面浮油收集，所述浮油收集系統包括船體，存放在船體上的集油裝置，泵，連接泵與油水分離裝置的集油腔室的管道。所述水面浮油的收集方法包括分別將上述實施例中的20個油水分離裝置用鋼絲軟連接，并將所述油水分離裝置置于具有浮油層的水面(每個油水分離裝置之間的距離為15-20厘米，每個油水分離裝置的體積的40-50%置于具有浮油的水面之下)(每平方米水面上浮油的量為1升，浮油密度為 0. 7-0. 8克/厘米幻，收集浮油2. 5小時后，啟動泵，通過管道將油水分離裝置的集油腔室內收集的浮油輸送并儲存在集油裝置內，吸油率如表1所示。表 權利要求
1.一種油水分離裝置，其特征在于，該裝置包括由壁(1)圍成的集油腔室0)，所述壁 (1)的至少部分表面被多孔親油疏水層C3)覆蓋，所述壁(1)的被多孔親油疏水層C3)覆蓋的部分允許水和油通過，該裝置還包括覆蓋在多孔親油疏水層C3)表面或之上的用于限定多孔親油疏水層的流動的固定層G)，且固定層(4)允許水和油通過，所述多孔親油疏水層 (3)的孔直徑為300-850微米，孔隙率為10-40%。
2.根據權利要求1所述的油水分離裝置，其中，壁(1)和固定層(4)均為板狀物，固定層(4)和所述壁(1)的被多孔親油疏水層( 覆蓋的部分具有多個通孔，固定層(4)和所述壁(1)的被多孔親油疏水層C3)覆蓋的部分通過通孔允許水和油通過。
3.根據權利要求2所述的油水分離裝置，其中，通孔均勻分布在固定層(4)和所述壁(1)的被多孔親油疏水層C3)覆蓋的部分上。
4.根據權利要求1、2或3所述的油水分離裝置，其中，壁(1)的全部外表面被多孔親油疏水層⑶覆蓋。
5.根據權利要求4所述的油水分離裝置，其中，壁(1)與固定層(4)之間形成油水分離腔室(5)，多孔親油疏水層(3)填充在油水分離腔室(5)中。
6.根據權利要求5所述的油水分離裝置，其中，親油疏水層( 為覆膜硅砂的堆積物， 所述覆膜硅砂的圓球度為0. 7以上，顆粒直徑為300-850微米，堆積密度為1. 4-1. 65g/cm3 ； 所述覆膜硅砂為表面包覆有包覆層的硅砂，所述表面包覆有包覆層的覆膜硅砂是通過將硅砂與親油疏水性樹脂混合，并經固化而形成的；所述通孔的直徑不大于覆膜硅砂的顆粒直徑；所述包覆層的厚度為0. 1-10微米。
7.根據權利要求6所述的油水分離裝置，其中，親油疏水層C3)的厚度為5-50毫米，所述覆膜硅砂的圓球度為0. 7-0. 95，堆積密度為1. 4-1. 5g/cm3。
8.根據權利要求6所述的油水分離裝置，其中，所述親油疏水性樹脂與硅砂的重量比為0.2-15 100;所述親油疏水性樹脂選自親油疏水性環(huán)氧樹脂、親油疏水性酚醛樹脂、親油疏水性聚氨酯樹脂和親油疏水性硅樹脂中的一種或多種。
9.根據權利要求6所述的油水分離裝置，其中，用于固化的固化劑與所述親油疏水性樹脂的重量比為1-25 100。
10.根據權利要求5所述的油水分離裝置，其中，所述油水分離腔室(5)具有與集油腔室⑵相配合的形狀。
11.根據權利要求1或10所述的油水分離裝置，其中，所述集油腔室( 為球體、柱體或椎體；所述集油腔室O)的體積為50-100ml。
12.根據權利要求1所述的油水分離裝置，其中，所述油水分離裝置還包括與集油腔室(2)連通的管道。
13.一種浮油收集系統，該系統包括至少一個油水分離裝置，其特征在于，所述油水分離裝置為權利要求1-12中任意一項所述的油水分離裝置。
14.根據權利要求13所述的浮油收集系統，其中，所述油水分離裝置為多個，多個油水分離裝置軟連接。
15.根據權利要求13或14所述的浮油收集系統，其中，所述系統還包括泵、連接泵與每個油水分離裝置的集油腔室的管道、用于儲存來自泵的浮油的集油裝置和用于存放集油裝置船體。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種油水分離裝置和浮油收集系統，其中，所述裝置包括由壁(1)圍成的集油腔室(2)，所述壁(1)的至少部分表面被多孔親油疏水層(3)覆蓋，所述壁(1)的被多孔親油疏水層(3)覆蓋的部分允許水和油通過，該裝置還包括覆蓋在多孔親油疏水層(3)表面或之上的用于限定多孔親油疏水層的流動的固定層(4)，且固定層(4)允許水和油通過，所述多孔親油疏水層(3)的孔直徑為300-850微米，孔隙率為10-40％。采用本發(fā)明的油水分離裝置能夠很好地達到將油和水分離的目的。
文檔編號E02B15/10GK102462977SQ20101055439
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權日2010年11月19日
發(fā)明者秦升益 申請人:北京仁創(chuàng)科技集團有限公司