本文以不锈钢网为基底物质,采用喷涂-高温塑化的方法复合PPS-PTFE涂层,制成复合涂层网膜。使用扫描电镜观察网膜表面结构,发现其表面呈现层层叠加的立体纤维网状结构,孔径小于101μm。经接触角测量仪测定,水滴在网膜上的接触角可达131.6°,柴油滴一接触网膜就铺展开来,接触角接近0°,具有良好的疏水亲油性。考察了制备工艺对网膜润湿性和所能承受的最大水压的影响。实验结果发现,水滴在网膜上的接触角随膜厚增加略有升高,到达一定程度后,膜厚对接触角无明显影响。膜厚增加,网膜的最大承受水压随之升高,烧结时间则对其无明显影响。为考察复合涂层网膜对水包油型乳化液的破乳分离作用,将制备好的网膜安装在实验室自制的简易破乳分离器上,采用正交试验方法测定了不同因素对网膜破乳效果的影响程度。通过综合实验对网膜的性能——渗透通量和破乳效果的影响因素进行了相关的探究。实验结果表明,降低操作压力,增加膜厚,会使得破乳分离效果良好,同时也会减小渗透通量。膜厚为0.3或0.4mm,操作压力低于80KPa时,透过液水相中的含油量小于50mg/L。膜厚为0.4mm,操作压力为40KPa时,出口水中含油量仅为7.62mg/L,达到国家污水综合排放标准中的二级标准(10mg/L)。鉴于操作压差和膜厚对膜通量和破乳效果相反的影响,应当综合考虑操作压力和膜厚的影响。采用所制备的复合涂层网膜,改进实验室原有分离装置,对油包水型的乳化液,进行了破乳分离的实验研究,采用卡尔费休法检测了透过液油相的含水量。实验表明网膜渗透通量随操作压力的变化不太明显,压力每升高5KPa,其渗透通量一般增加0～15.4%。实验为低压操作,压力过大,会导致部分乳化液滴通过膜层,造成渗透油相中水分急增。料液流量越大,其渗透通量也相应地增加。渗透液中含水量随着操作压力的增加而有所升高,截留率则有所降低。流量越大,渗透液中含水量数值越大,截留率随之减小。膜厚对渗透液的含水量和截留率的影响不明显。初始浓度为50mg水/g油的乳化液经分离后,其渗透液中含水量可降至140mg/kg,截留率可达99%。为考察膜受污染的程度,定义一个膜污染指数φ。考察了膜污染指数随积累透过量q的变化情况。实验初期,小油滴很快地附着在膜表面或堵塞膜孔,导致膜污染指数φ下降较快。而过滤后期,主要为膜孔吸附,此时膜污染指数φ下减趋势变缓,变得平缓均匀。当膜污染指数φ下降至0.4之下时,膜需要清洗。
