铜基底特殊浸润性膜油水分离技术的研究和开发

何金华

（甘肃 金昌 737100）

1 研发背景

公司研发的超浸润性膜材料油水分离技术，属于新一代纳米膜材料油水分离技术，目前，公知的国内外采用膜材料油水分离技术面临问题是：由于膜的亲油性，造成膜易污染、清洗再生困难、膜通量较低且衰减较快、不能满足大规模工程应用需要、膜对不同性质含油污水的适配性差。

2 技术方案

（1）降低或消除膜的亲油性；

（2）提高膜的亲水性，亲水性越好，抗污染性越好；

（3）利用膜表面构筑亲水聚合物或聚电解质分子刷结构，可起到“弹油”效果；

（4）亲水膜溶胀主要采用交联改性实现从而解决了膜溶胀和膜污染造成的通量衰减和再生困难的问题。

3 技术创新点

（1）超亲水性铜网膜的亲水性；

（2）Cu(OH)2纳米结构铜网膜”的抗污染性；

（3）PSBMA水溶胶涂覆层级纳米结构铜网膜表面构筑亲水聚合物或聚电解质分子刷结构，可起到“弹油”效果。

4 具体实施方案

亲水性膜采用纳米级铜网材料，在油水分离前要进行预先润湿，使水能够在膜的毛细管孔道内产生黏附拉拽作用而形成液桥，同时在粗糙的纳米表面形成连续的水膜。在油水分离过程中，当含油污水接触到水膜时，水膜对油起到了隔离传质的作用，使油根本无法接触到膜的表面，更无法渗透透过铜网膜，而含油污水中的水，基于液桥的传质作用使水源源不断传递，非常容易扩散和渗透过网膜，从而实现了油水分离的目的。

5 工艺流程图

见图1。

6 项目优势和发展潜力

本项目的研发和应用，可以充分利用甘肃及周边地区丰富的有色金属（铜、镍等）材料，实现资源综合利用和就地取材的效果，可建成“超亲水性铜网膜”、“Cu(OH)2纳米结构铜网膜”、“PSBMA水溶胶涂覆层级纳米结构铜网膜”和“超浸润性材料油水分离”装置制造生产基地，具有非常明显的经济和环保意义。尤其是“PSBMA水溶胶涂覆层级纳米结构铜网膜”项目，属于国内外首创技术，是我公司第一家提出经试验验证成功和独立完成的技术，具有极强的核心竞争力。

本项目采用一种亲水性膜材料油水分离技术方案，可以大幅度提高膜材料油水分离能力，经测算，和现有亲油性传统膜材料油水分离技术相比较，产能可以提高3-5倍，项目的推广应用可以大幅度提高油水分离的效果和降低生产成本，同时该项目还有生产工艺流程短、除污效率高、设备投资小、市场需求量大等优点。主要用途：产品主要用在工业、农业、国防科技、居民生活等带油污水的分离方面，属于环境保护和水的综合利用项目。

7 项目效益分析

按照现有新鲜水每吨平均3元计算，按每套装置年处理100万吨污水，吨处理污水成本2.1元，每吨污水处理可实现利润0.9元，年处理100万吨污水可实现利润90万元，年生产50套装置，可实现利润4500万元，可实现就业人员100人，每套装置年节约水100万吨。

图1 超浸润性铜网膜处理含油污水的工艺流程示意图

该技术应用于工程后，对传统膜分离技术而言，其本质分离的根本创新，无限的潜在价值，是对传统膜分离技术颠覆性创新。