DOI:10.1016/j.psep.2020.10.015
本工作在半工業規模下，研究了作為聚結過濾器的不同聚合物納米纖維及其類型對從含油廢水中分離出次級油乳液的影響。用聚苯乙烯（PS）、聚丙烯腈（PAN）和聚酰胺6（PA6）在聚酯（PET）非織造基材上進行靜電紡絲。這些納米纖維是在不同紡絲時間下制備的。在對過濾變量進行分析的基礎上設計了該過濾系統。通過將納米纖維層添加到非織造基材中，所有樣品的壓降和聚結過濾效率均有所提高。相同條件下，在聚酯非織造布基材上靜電紡絲不同聚合物20分鐘所得的三種納米纖維聚結過濾器（如兩層PET和一層PAN，兩層PET無紡布和一層PA6，兩層PET和一層PS）的分離效率分別為89.3％、83.3％和69.8％，對于空白樣品（非織造聚酯），該值為60.6％。因此，選擇兩層PET非織造布和一層PAN的混合物作為合適的過濾器。使用該聚結過濾器，發現其COD明顯降低。該過濾系統減少了油類污染物排放到環境中的潛在風險。
圖1.靜電紡絲裝置的示意圖。
圖2.聚結過濾組件的示意圖。
圖3.（A）PET（B）PP無紡布的SEM圖像。
圖4.聚結過濾器（A）兩層系統（B）三層系統中納米纖維與非織造層結合的示意圖。
圖5.PAN納米纖維層的SEM圖像，靜電紡絲20分鐘，A）橫截面，B）表面形態。
圖6.不同放大倍數（1000X和20000X）下電紡納米纖維層的SEM圖像，A和B）PAN納米纖維層，C和D）PA6納米纖維層，E和F）PS納米纖維層。
圖7.改性PS納米纖維層的SEM圖像：A）2分鐘靜電紡絲，1000X；B）2分鐘靜電紡絲，20000X。
圖8.包含PAN納米纖維的三層過濾器中的壓降變化。
圖9.過濾測試后，儀器內部納米纖維層的圖像：A，B）1PET1PAN20樣品，C）1PET1PAN25和D）1PET1PAN50。
圖10.不同類型過濾器的分離效率。
圖11.（A）兩層和三層過濾器的壓降隨時間變化的比較，（B）兩層和三層過濾器的分離效率。
圖12.（A）PAN納米纖維層，（B）PA6，（C）未改性PS，（D）改性PS的FTIR。
圖13.不同聚合物表面上的去離子水和二極管-甲烷圖，A）PAN膜表面上的水滴。B）PAN膜表面上的二極管-甲烷液滴。C）PA6薄膜表面上的水滴。D）PA6薄膜表面上的二極管-甲烷液滴。E）PS膜表面上的水滴。F）PS膜表面上的二極管-甲烷液滴。
圖14.乳劑中油滴的激光粒度分析比較，A）進料乳劑和處理過的乳劑中油滴的尺寸分布，B）不同樣品乳劑中油滴尺寸的累積分布圖。
圖15.用2PET1PAN20過濾的傾析器中分離出的煤油層的照片。
圖16.用2PET1PAN20過濾的傾析器中分離出的原油層的圖像。
圖17.過濾后沉淀池表面上分離出的原油層。
圖18.進料乳液和過濾后樣品的比較。
圖19.在各種污染物過濾中3層過濾器2PET1PAN20的壓降隨時間的變化。
圖20.過濾250L乳液后納米纖維過濾層的圖像。
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