彗星式纖維濾料直接過濾原水的試驗研究

1、彗星式纖維濾料直接過濾原水的試驗研究 （1）論述了將彗星式纖維濾料應(yīng)用于壓力過濾器的中試情況。試驗結(jié)果表明，進水濁度為15-60NTU濾速20-100m/h的條件下，彗星式纖維濾料過濾器運行穩(wěn)定。主技術(shù)指標為：出水濁度0 1NTU懸浮物去除率96.1%,過濾周期2-16.5h,單位面積周期產(chǎn)水量250-560 m3/m2,截污量15-33kg/m3 （濾料）,反沖洗耗水率1-2%，剩余積泥率0.5-2%。關(guān)鍵詞：彗星式纖維濾料過濾 水處理0 引言彗星式纖維濾料是近年發(fā)展的結(jié)合顆粒濾料與纖維成形體濾料特點的一種新型濾料1,2 ，它既能發(fā)揮纖維濾料比表面積大的優(yōu)勢，又具備顆粒過濾材料反沖洗簡便的特

2、點。本文考察了以彗星式纖維濾料應(yīng)用于壓力式過濾器的懸浮物去除率、過濾周期、水頭損失、截污量、反洗耗水率和剩余積泥率等指標，并針對試驗結(jié)果進行了討論。1 試驗系統(tǒng)與裝置1.1 試驗系統(tǒng)及測試方法1一蓄水池2加藥流量計3加藥箱4水泵5進水流量計6上F板7過濾器8壓力計9濾層10-下隔板圖 1 試驗流程圖試驗采用投加絮凝劑進行壓力式直接過濾的方法，工藝流程見圖1。原水為粘土和淤泥自配水。過濾器直徑 800mm碳鋼焊制，上下隔板間距 2.8m。 采用聚合氯化鋁（PAC溶液為絮凝劑，投加量5-8mg/L,接觸絮凝時間1- 3min。濾速范圍20-100m/h,操作壓力0.04-0.35MPa,出水濁度0

3、 1NTU采用 氣 - 水聯(lián)合方式進行反沖洗。1.2 試驗濾料濾料規(guī)格為 02.5 X0.7 X(25 -30)(彗核直徑/mmK絲束直徑/mmK彗尾長 度/mm ,彗核相對密度為1.1 ,濾料所用纖維為聚酯纖維，纖維絲徑 2040 limy卷曲數(shù)為7-10個/cm。2 試驗結(jié)果2.1 過濾試驗彗星式纖維濾料過濾器的操作方式為壓力式。出水濁度控制指標為1NTU，試驗過程中濾床的水頭損失處于操作壓力范圍之內(nèi)，因而最大過濾時間由出水泄漏濁度控制。2.1.1 典型試驗曲線圖 2 為彗星式濾料過濾器在濾速80m/h 下的過濾曲線。2 80m/h 濾速下的濁度去除效果2.1.2 試驗結(jié)果表1給出了彗星式

4、纖維濾料壓力過濾器進水平均濁度在17-61NTU之間、濾速為 20-100m/h 的試驗結(jié)果3。表 1 彗星式濾料過濾試驗條件及結(jié)果試驗組號1234567水溫 速 /m/h204040406080100過濾周期 /h16.56.514896.52周期產(chǎn)水量/m3165130280160270280125濾層單位面積周期產(chǎn)水量/m3/m2330260560320540560250進水濁度/ntUU61582819211754出水濁度 /NTU<1<1<1<1<1<1去除率 /%99.4798.6498.5497.3898.1796.1

5、98.91截污量 /kg/m 3（濾料）33.0424.3525.3224.6818.3115.3721.80起始水頭損失/cm 45.396.3147.3361.6論文作者：劉沫王夏 李振瑜 俞建德 馬立峰摘論述了將彗星式纖維濾料應(yīng)用于壓力過濾器的中試情況。試驗結(jié)本篇論文是由3COMR檔頻道的網(wǎng)友為您在網(wǎng)絡(luò)上收集整理餅投稿至本站 的，論文版權(quán)屬原作者，請不用于商業(yè)用途或者抄襲，僅供參考學習之用，否 者后果自負，如果此文侵犯您的合法權(quán)益，請聯(lián)系我們。終止水頭損失/cm12601494769.8 試驗測得，1NTL#濁度相當于1.2176mg/L計懸浮物濃度。2.2 水頭損失圖 3 為濾速分別在

6、60m/h 和 80m/h 下的水頭損失隨時間變化的情況；圖4為不同進水濁度下水頭損失隨時間的變化情況。3 濾速與總水頭損失的關(guān)系圖 4 進水濁度與總水頭損失的關(guān)系2.3 對懸浮顆粒的截留粒徑采用測定進出水顆粒粒徑的方法考察彗星式纖維濾料過濾器對不同粒徑顆粒的截留效果如下。(1) 分別取過濾器進出水水樣，用顯微圖像儀記錄水中顆粒狀況，采用劃線計數(shù)法直接測量水中大于2m粒子的個數(shù)。對大于2m的顆粒的去除效果 見表24 。表2大于2叱m的顆粒的去除效果水樣編號進水平均數(shù)目/ 個出水平均數(shù)目/ 個去除率 /%I251II95.622301195.2(2)金志剛的研究結(jié)果表明5:對進水濁度約50NTU

7、粒徑小于5im的顆 粒在70犯上的高嶺土自配水進行不加藥以 20m/h濾速進行直接過濾，出水平 均濁度1NTU 10 m以上的顆粒全部去除。2.4 反沖洗過程2.4.1 反沖洗規(guī)程彗星式纖維濾料的反沖洗采用氣- 水聯(lián)合反沖洗。經(jīng)過試驗確定反沖洗規(guī)程為：先以反沖洗水將濾床托起，使濾床略加膨脹，濾料間孔隙增大，然后進氣反洗，進一步將濾料沖散。操作條件見表3。表 3 反沖洗操作規(guī)程反沖洗規(guī)程操作時間 /min反沖洗空氣強度/L/(m 2 s) 反沖洗水強度/L/(m 2 - s)反沖洗耗水量/m3水流托起濾床130 0.9 空氣反沖洗640氣水混和反沖洗240110.66 水流沖洗1300.9 總計

8、102.462.4.2 試驗結(jié)果(1) 反沖洗耗水率彗星式纖維濾料過濾器的反沖洗耗水率約為1-2%。(2) 剩余積泥率反沖洗后濾料的剩余積泥率0.5-2%。反沖洗后濾料并不能恢復(fù)到使用前的狀態(tài)，但運行穩(wěn)定后，濾層內(nèi)積泥量基本不變。試驗中測得彗星式纖維濾料反沖洗后的積泥量：在濾速為 40m/h和80m/h下，剩余積泥率分別為1.81% 1.08%。(3) 濾料填裝量過濾器內(nèi)濾料填裝量的不同會直接影響過濾性能和反沖洗效果。表4為填裝量分別為160kg/m2和100 kg/m2下的進出水濁度測量值和水頭 損失值。當繼續(xù)減少濾料填裝量至 60kg/m2時，在過濾開始約1小時后出水濁 度迅速升高，說明濾

9、料填裝量不宜在 60kg/m2以下。表 4 不同濾料填裝量的過濾試驗時間 /h填裝量為160 kg/m 2填裝量為100 kg/m 2進水濁度/NTU出水濁度/NTU水頭損失/cm進水濁度/NTU出水濁度/NTU水頭損失/cm2480223.3400193.13590264.1401264.54665274.3321274.7論文作者：劉沫王夏 李振瑜 俞建德 馬立峰摘論述了將彗星式纖維濾料應(yīng)用于壓力過濾器的中試情況。試驗結(jié)本篇論文是由3COMR檔頻道的網(wǎng)友為您在網(wǎng)絡(luò)上收集整理餅投稿至本站 的，論文版權(quán)屬原作者，請不用于商業(yè)用途或者抄襲，僅供參考學習之用，否 者后果自負，如果此文侵犯您的合法權(quán)

10、益，請聯(lián)系我們。4.5564315.1711274.75487 366.1 1102 274.7 5.5368-581295.166719447.8591356.33 分析與討論3.1 彗星式纖維濾料與纖維球濾料各項性能指標對比表 5 為彗星式纖維濾料過濾器與纖維球濾料過濾器的各項指標列表，其中纖維球數(shù)據(jù)取自文獻6 。表 5 彗星式纖維濾料與纖維球濾料各項指標比較指標彗星式纖維濾料纖維球濾料濾柱直徑 /mm800150濾速 /m/h2020進水濁度/度6250出水濁度/度<12.9初濾階段 / min<3<60截污量/kg/m 3（ 濾料）33.0410.4去除率 /%99.

11、4794.2過濾周期 /h16.511.0產(chǎn)水量/m3/m2（濾料）330220反沖洗耗水率/%1-25-8剩余積泥率/%0.5-2>111.1.1 截污量在相同濾速下，彗星式纖維濾料的單位體積截污量大于纖維球濾料。與其他纖維濾料類似，彗星式纖維濾料在過濾時，由于水流的壓力，使濾床上疏下密，孔隙率自上而下由大至小分布，濾床的納污能力強。濾速降低，截污量和過濾周期均有明顯增加。與其他纖維濾料不同的是，通過實驗室有機玻璃過濾器發(fā)現(xiàn)，彗星式纖維濾料濾床上部約150-200mml勺區(qū)域內(nèi)，濾料層疏松，濃集懸浮物多，增加了截留懸浮物之間接觸、碰撞的機會，其作用類似于澄清池中的懸浮區(qū)。試驗發(fā)現(xiàn)此區(qū)域

12、內(nèi)水頭損失也很大，表明整個濾層的利用率增大，這是彗星式纖維濾料濾床納污量大的一個主原因。此外由于彗星式濾料的特殊形狀，使得反沖洗效果良好，其剩余積泥率遠小于纖維球濾料，進而增大了濾床截污量。1.1.2 濾床成熟期深層過濾器在反沖洗后的過濾初期有一段水質(zhì)不穩(wěn)定階段，稱之為濾床的成熟期 7 或初濾階段。過濾開始階段對過濾器內(nèi)反洗水置換速度的大小、濾層壓縮的快慢和濾床橫向的孔隙結(jié)構(gòu)決定了成熟期的長短。較高的濾速不僅使彗星式纖維濾料濾層積留的反沖洗水很快被置換出去，同時也令濾層迅速壓縮達到足夠的致密度；而彗星式纖維濾料尺度小、結(jié)構(gòu)不對稱等因素，使其濾床的孔隙結(jié)構(gòu)在橫向的均勻性得到明顯改善。纖維球濾料的

13、初濾階段約為1h,彗星式纖維過濾器在20-100m/h的濾速范圍內(nèi)初濾時間最大為3min,出水濁度便下 降至ij 1NTU以下。1.1.3 反沖洗特點由表 5 可知，相同濾速和進水濁度條件下，纖維球濾料的反沖洗耗水率為5-8%，而彗星式纖維濾料的反沖洗耗水率為1-2%。反沖洗時通過過濾器的觀察窗發(fā)現(xiàn)，濾料被沖散后，單個濾料在水流和氣流的共同作用下在過濾器內(nèi)運動的同時，由于受到彗尾、彗核密度差(A p >0.13)及不對稱結(jié)構(gòu)的影響，彗 尾纖維散開并擺動，產(chǎn)生較強的甩曳力，使附著的固體顆粒易于脫離。其中彗尾容易散開是因為每個濾料所包含的纖維根數(shù)少，一般 24股X (24-48)根纖 維單絲

14、，故反洗時纖維絲與絲之間相互約束較弱。3.2 濾床水頭損失濾速增大或進水濁度增大，濾層總水頭損失隨時間增長較快。彗星式濾料的總水頭損失與過濾時間并不呈嚴格的線性關(guān)系，因為除了濾速和進水濁度增加而引起的濾床阻力增加外，截污量的增大引起濾床進一步壓縮，濾床的孔隙率減小，使水頭損失上升。3.3 濾料填裝量濾料填裝量過少，會使濾床過早的穿透，出水濁度值迅速升高，達不到理想效果；反之濾料填裝量過多，會產(chǎn)生不必的水頭損失，并且在相同的反沖洗條件下，濾料的流化程度降低，影響反沖洗效果。論文作者：劉沫王夏 李振瑜 俞建德 馬立峰摘論述了將彗星式纖維濾料應(yīng)用于壓力過濾器的中試情況。試驗結(jié)本篇論文是由3COMR檔

15、頻道的網(wǎng)友為您在網(wǎng)絡(luò)上收集整理餅投稿至本站 的，論文版權(quán)屬原作者，請不用于商業(yè)用途或者抄襲，僅供參考學習之用，否 者后果自負，如果此文侵犯您的合法權(quán)益，請聯(lián)系我們。3.4 運行實例彗星式纖維濾料過濾器在北京市酒仙橋污水處理廠的“污泥脫水車間中水回用”運轉(zhuǎn)試驗表明，其對有機物有較強的去除能力。該工藝為對二沉池出水投加絮凝劑后直接過濾。過濾器直徑 800mm濾 速40m/h,采用氣-水聯(lián)合反沖洗，絮凝劑為聚合氯化鋁，投加量 2-8mg/L。表 6 為各測定項目的平均去除率情況。表 6 各測定項目的平均去除率測定項目進水值 出水值 去除率 濁度 /NTU3.42 0.47 86.3%COD/mg/L

16、33.4517.8346.7%BOD5/mg/L 11.64 1.74 85.1% 氨氮 /mg/L 1.53 1.32 13.7% 色度 / 度 30 20 33.3%其中因為進水濁度值很低，故濁度去除率只有86.3。4 結(jié)論(1) 水溫在 8- 17之間，彗星式纖維濾料過濾器的過濾速度為20-100m/h,過濾周期2-16.5h ,出水濁度0 1NTU(2) 彗星式濾料截污量為15-33 kg/m 3(濾料)。濾速降低，截污量增大。(3) 初濾階段時間短，在20-100m/h 的濾速范圍內(nèi)初濾時間小于3min。(4) 彗星式纖維濾料應(yīng)用于壓力過濾器的濾料填裝量為60-100kg/m2。(5

17、) 采用先以反沖洗水將濾床托起，然后進反沖洗空氣進行反沖洗的方法，可實現(xiàn)濾料的充分清洗，反沖洗耗水率1-2%，剩余積泥率0.5-2%。(6) 彗星式纖維濾料壓力過濾器用于污水過濾的運行實例表明，其對有機 物有較好的去除效果。參考文獻1 李振瑜，劉力群，金志剛. 彗星式纖維過濾體. 中國實用新型. ZL98249298.72 李振瑜，王夏. 彗星式纖維過濾材料. 給水排水，2002， 28（ 6） : 71733 王夏 . 彗星式纖維濾料過濾器的性能及性能曲線. 碩士學位論文. 北京：清華大學環(huán)境科學與工程系, 2002, 24-484 中國水產(chǎn)科學院黃海水產(chǎn)研究所. 工廠化養(yǎng)殖海水凈化和高效循