搅拌式多介质过滤器在三元复合驱采出水处理中应用

三元复合驱采出水粘度高导致现有过滤器滤料板结,形成致密滤饼层,滤料无法彻底清洗,严重影响了过滤效果,出水水质难以达标。鉴于此,本项目开发了适合于高粘度废水处理用过滤器,通过采用桨式搅拌装置破坏滤料表层滤饼层,提高反冲洗效果,实现滤料彻底反冲洗。在大庆油田杏二中污水处理站采用该技术新建两座滤罐,研究了两级过滤处理效果。新建滤罐反冲洗压力维持0.2 mpa以内,水量稳定在400 m^3/h以上,解决了滤罐反冲洗憋压、跑料、滤料清洗不彻底问题,保证滤料彻底再生,提高了过滤效果,经二级过滤后出水油痕量,悬浮物在20 mg/L以下,达到油田污水回注标准。     

污泥过滤过程中滤速影响因素的试验研究

针对生物膜法出水悬浮固体偏高的问题,通过对水处理中慢滤池和滤饼过滤原理的借鉴,将生物滤池引入生物膜反应器,利用游离的活性污泥和部分脱落的生物膜及颗粒滤料组成污泥过滤层进行过滤出水以提高出水水质.在分析污泥滤层的过滤机理及滤速的主要影响因素的基础上,试验研究了滤料粒径、污泥浓度和初滤速对污泥过滤滤速的影响.试验结果表明,在滤料粒径为0 8～2 2mm,污泥浓度不大于1200mg·L-1,初滤速小于2 5m·h-1的情况下,污泥过滤平均滤速可保持在0 3～1 0m·h-1,与SBR法的沉淀、滗水时间持平,且不会产生污泥穿透现象,出水浊度均小于10NTU,具有应用的可行性.污泥主要集中在滤料表层.由于采用慢速表面过滤,滤速相对较小,滤料层中截留的悬浮固体在孔隙中堵塞的强度较弱,采用强度较低的非膨胀反冲洗即可.     

序批式反应器运行过程中动态生物膜阻力分析

以水力学知识为基础,通过试验研究序批式反应器运行过程中动态生物膜滤饼层阻力、凝胶层阻力以及膜基材固有阻力的变化规律,结果表明:序批式反应方式导致动态生物膜各部分阻力及相应贡献率有明显的变化;动态膜处于浸没状态时,阻力主要来自滤饼层,贡献率为52.4%,出水过程中随着膜组件逐渐露出水面,动态膜总阻力依次变小,滤饼层阻力减小,贡献率最终降为5.46%,而凝胶层阻力却增大,贡献率增至44.9%,完全出水时,膜基材固有阻力成为生物膜主要部分,贡献率为69.1%;MLSS在4 700～9 400 mg/L范围内,动态膜阻力基本保持稳定;高气水比和低污泥浓度可以显著降低动态生物膜运行阻力。     

新型还原氧化石墨烯过滤材料与驻极体材料的性能对比

针对疫情防控常态化背景下,探究一种具有多功能性的还原氧化石墨烯复合过滤材料。对还原氧化石墨烯(rGO)复合功能性过滤材料与常用驻极体过滤材料(PTFE)进行过滤特性、抗菌等性能对比实验分析,结果表明：在首次实验时,rGO滤料的过滤效率与滤速的变化呈正相关,PTFE滤料的过滤效率的趋势相反,且过滤效率整体上优于rGO滤料。但后续实验中在0.25 m/s滤速下,rGO滤料对PM_2.5的过滤效率比PTFE滤料高3.6百分点,但rGO滤料的过滤阻力约为PTFE滤料的2倍。当过滤风速为0.05 m/s时,相比于PTFE滤料,rGO滤料容尘量约为其7倍。此外发现由于rGO具有包裹与纳米刀作用,使得rGO滤料同时兼有一定抗菌抑菌性。该成果为后疫情时代中空气净化器的选择以及rGO滤料性能的提高提供参考依据,也为后续的复合滤料研究与应用提供了新思路。     

混合滤料的润湿性及其过滤处理含油废水性能

为了探究两种润湿性相反的特殊润湿性滤料的耦合作用,将超疏水超亲油石英砂滤料和超亲水水下超疏油石英砂滤料均匀混合,研究了混合滤料的润湿性以及过滤除油性能.结果表明,两种滤料混合组成的固体表面润湿性不满足每种滤料润湿性的加权平均关系,更符合二次曲线关系,决定系数高达0.9992;交替润湿性对过滤除油效率具有耦合增强作用.混合滤料的疏水亲油性越强,其除油效率、归一化附着效率和渗透系数都越大,反之亦然.滤料粒径越小,归一化附着效率的变化斜率越大,而滤速和床深对归一化附着效率的变化斜率影响不明显.滤料的疏水性具有增阻的效应,流速的增加有助于增大滤层的渗透系数.以上研究成果可为特殊润湿性混合滤料过滤处理含油废水提供研究思路和参考.     

纤维球直接过滤给水与废水的试验研究

经纤维球直接过滤未经沉淀的给水与废水的试验结果表明：由于纤维球滤料的空隙率高、空隙分布合理、比表面积大，直接过滤给水和废水时，不会产生砂滤层的反粒径分布及表层过滤现象，因此，有周期长、滤速高和运行稳定的优点。给水加药后进行纤维球过滤的出水水质良好，悬浮物浓度在３ｍｇ／ｌ左右，直接过滤氧化池自理的废水，滤出水中的悬浮物浓度低于５ｍｇ／ｌ。由于纤维球比表面积大，空隙率高，不仅适应废水过滤，而且滤前不必     

钢铁行业袋式除尘用滤料孔径与微细粉尘捕集特性关系研究

选用钢铁行业袋式除尘用滤料,采用泡点法进行孔径及孔径分布测试,并进行了除尘滤料冷静态过滤性能测试。通过对实验数据分析得到:针刺滤料平均孔径为22.22~26.83μm,孔径分散程度较高;覆膜针刺过滤材料平均孔径仅为1.0μm左右,孔径分布较为集中;针刺滤料的孔径会影响到其透气性,透气性随着最大孔径的增加而增加;针刺滤料孔径及孔径分布对过滤效率有直接的影响,孔径越大,孔径分布分散程度越高,过滤效率越低,过滤阻力越小;过滤风速为1.0 m/min时覆膜滤料对微细颗粒物的捕集效率达到80%左右,约为普通针刺毡滤料的2~4倍,阻力约为普通针刺毡滤料的14~32倍。     

多孔陶瓷膜气体除尘性能研究

文章以空气净化除尘为应用背景,采用孔径为15μm的陶瓷膜对含粉尘空气过滤净化。考察了粉尘粒径、浓度、空气湿度对膜渗透性能的影响,以及反吹条件对滤饼清除效果的影响。结果表明,膜渗透通量随着粉尘粒径的增加而增大,随着粉尘浓度和环境湿度的增加而变小;膜对粉尘的截留率均可达到100%;在反吹脉冲时间为0.4 s,随着反吹压力的增大,滤饼越来越小;0.33 MPa的反吹压力下滤饼可基本清除,揭示了滤饼补丁式清除现象。研究结果为陶瓷膜在气体除尘领域的应用提供了参考。     

碳纳米管预沉积改性膜的污染机理研究

为探究碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)预沉积改性膜的污染机理,本研究使用正压过滤法将CNTs预沉积在3种孔径的有机膜(20 kDa聚醚砜膜、0.01 μm和0.1 μm聚偏二氟乙烯膜)表面,研究了CNTs预沉积改性膜过滤3种典型污染物(牛血清蛋白、腐殖酸、海藻酸钠)过程中的膜污染情况.根据比通量、Hermia模型和传统滤饼过滤模型,对恒压死端过滤3种典型污染物过程中的污染机理进行了系统评价.结果表明,20 kDa PES膜和0.01 μm PVDF膜表面预沉积CNTs改性后,过滤3种典型膜污染物质时的膜污染情况都得到了一定程度的缓解.20 kDa PES膜表面预沉积CNTs后过滤HA初期为完全孔堵塞与滤饼过滤相结合的复合污染机理,最终转变为滤饼过滤;过滤SA的污染机理为完全孔堵塞与滤饼过滤相结合的复合污染机理.0.01 μm PVDF膜表面沉积CNTs改性后过滤HA初期的污染机理为膜孔堵塞与滤饼过滤相结合的复合污染机理,然后经过向滤饼过滤转变的过渡阶段,最终形成滤饼过滤,且随着CNTs沉积量的增加,过渡阶段持续时间延长.0.1 μm PVDF膜表面预沉积CNTs后过滤3种污染物,均未能缓解膜污染,膜污染机理不受CNTs沉积改性的影响,其过滤BSA和HA的污染机理为膜孔堵塞,过滤SA过程的污染机理符合滤饼过滤.     

连续流石英砂滤料体系处理洗煤废水的应用研究

以本地石英砂为过滤滤料,有机玻璃过滤柱载体,采用单层重力过滤法对一定浊度的实验室自制洗煤废水进行处理。讨论了连续流石英砂滤料体系处理洗煤废水的行为,研究了进水浊度、过滤滤速对出水浊度的影响。     

袋式除尘器用滤布粉尘层剥离性能实验研究

通过对袋式除尘器用滤布反吹风清灰效果以及惯性力甩脱清灰效果的研究,实验表明,反吹风清灰时,在一定反吹风速下,滤布上粉尘负荷越大,清灰效果越好;在一定粉尘负荷下,粉尘剥离率随反吹风风速的增加而提高,当反吹风速增加到0.07 m/s时,剥离率趋于平缓;惯性力清灰时,在一定转速下,粉尘剥离率随粉尘负荷的增加而提高;在一定粉尘负荷下,粉尘剥离率随着惯性力的增加而提高,当惯性力达到200 Pa时,剥离率基本稳定;剥离力与剥离率具有良好的相关性,符合准=F/(a+bF)形式。研究结果有助于深化袋式除尘器清灰机理的认识,同时为袋式除尘器清灰方式和运行参数的选取提供科学依据。     

滤筒脉喷清灰过程中尘饼剥离对喷吹性能的影响

以滤筒除尘器的脉冲喷吹清灰为研究对象,考察脉冲清灰过程中尘饼剥离对喷吹性能的影响,运用CFD软件构建脉冲喷吹的数值模型,对清灰气流流场进行分析。结果表明:脉冲喷吹在滤筒中下部区域形成的压力显著高于顶部区域;与尘饼固定情形相比,尘饼剥离情形下脉冲喷吹强度更小、喷吹均匀性更差、穿过滤筒的气流更大;随着初始总过滤阻力ΔP_t（<1000 Pa时）的增加,喷吹强度和喷吹均匀性提高,穿过滤筒的气流量降低,ΔP_t>1000 Pa时则达到稳定。所得结论可为脉冲喷吹清灰除尘器的研究与设计提供理论参考。     

颗粒层除尘器过滤状态压力损失的研究

根据Ｍｅｈｔｅｒ等人提出的过滤状态下颗粒层除尘顺压力梯度比表达式，建立了压力损失数学模型，该模型表明过滤状态下的压力损失与初始压力损失，粉尘在颗粒层中的沉积率和积灰量有关。收石英砂颗粒层的压力损失的实验结果，确定了粉尘沉积率计算公式，最终得出了过滤状态下颗粒层压力损失随过滤时间和粉尘在颗粒层中积灰量的变化规律，从而为合理地选择过滤风速和确定清灰制度提供了依据。     

基于散射结构的脉冲流场与清灰压力动态特性分析

针对传统脉冲清灰中存在清灰不均匀的问题,应用上部开口散射器改善滤筒内部流场特性,从而改善清灰效果。通过数值模拟方法研究不同工况下滤筒内部脉冲流场及清灰压力的动态变化规律,探究清灰压力峰值形成机理。结果表明:脉冲喷吹气流以压力波的方式进入滤筒并向侧壁传递,而侧壁处气流径向速度与相同测点的清灰压力随时间等比例同步变化,两者存在直接关联。由于散射器对脉冲喷吹气流的分流和导流作用,相对无散射器而言,滤筒上部径向速度提高,清灰压力相应增大,其峰值由484 Pa增至744 Pa,增加了53.7%;滤筒中、下部,散射器的存在使脉冲喷吹流量和轴向速度减小,降低了脉冲气流对滤筒内部气流的压缩作用,滤筒中下部压力降低,滤筒下部清灰压力峰值由2175 Pa减小至1468 Pa,减小了32.5%。因此增设散射器可以在满足清灰要求的同时明显提高脉冲清灰的均匀性。     

气箱式脉冲喷吹袋式除尘器清灰系统主要技术参数的确定

为了揭示气箱式脉冲袋式除尘器的清灰机理,应用压缩气体流动能量方程,推导出滤袋表面的反向清灰风速教学表达式;根据袋式除尘器实验模型测定的数据,得出了剥离力与粉尘剥离率之问的关系式,并在此基础上提出了清灰系统设计方法;应用气体射流理论得到了脉冲喷吹质量流量、喷吹口直径、空压机供气压力和供气量的计算公式.结果表明,在粉尘负荷一定的条件下,给定预期的剥离率,可以得到所必需的反向清灰风速和喷吹气体流量,据此可以确定清灰系统的主要技术参数.     

双层滤料颗粒床高温除尘技术及其在冶金炉窑中的应用

双层滤料颗粒床高温除尘技术采用粗细两层滤料,集粗精两级过滤于一体,解决了颗粒床过滤效率低的问题。小试和工业试验表明:除尘效率>99.99%,床层压降<1600Pa,耐高温,运行可靠,投资、维护和运行费用低,是目前最可靠实用的高温除尘技术,可广泛应用于能源、冶金、化工、材料、焚烧等炉窑的烟气除尘,有显著的节能减排、节水节资效益,应用前景广阔。     

大风速电收尘技术研究

把流体力学、电动力学和静电学有机综合应用于电收尘器（ＥＰ）研究和设计上，是对现在电收尘器机理的一次变革。根据电场、流场理论，应用计算机进行设计的新型高效Ω－２Ｃ型集尘极板，仅一层Ω－２Ｃ型集尘极板的收尘效率就可达到８０％左右。把Ω－２Ｃ型集尘极板改成迎风排列，此时烟气风速成为收集烟尘的动力，而不是破坏力，大幅度提高烟尘趋进速度，大大减小ＥＰ体积、重量，成倍降低ＥＰ的造价，有利捕集粉尘，降低因振打引起的二次飞扬。     

不同形状污泥干燥特性的差异性及其成因分析

通过对100~300℃恒速干燥条件下饼状污泥和球状污泥的失重速率、干基质量变化的测定,系统分析了不同形状污泥干燥特性的差异及造成这种差异的原因.结果表明,饼状污泥在干燥过程中会产生裂缝,并分裂成若干小块,而球状污泥仅仅会产生体积收缩,形状并未发生变化.由于表观形态变化的差异,导致了污泥干燥过程的差异,饼状污泥的干燥过程分为升速和降速2个阶段,而球状污泥的干燥过程则分为升速、恒速和降速3个阶段;饼状污泥的平均干燥速率大于球状污泥.在150℃以上干燥时,饼状污泥的有机物在水分蒸发的同时即开始分解,而球状污泥则在水分蒸发完后才开始发生有机物分解.     

基于表面活性剂的斜板洗涤器脱除憎水颗粒研究

选取十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、月桂醇聚氧乙烯(9)醚(AEO-9)和壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)配制成4种单一表面活性剂洗涤液,采用新型斜板洗涤器对憎水性炭粉进行湿法除尘实验,探讨表面活性剂种类、入口含尘浓度、空塔气速和液气比(L/G)等参数对除尘效率(η)和压降(ΔP)的影响,评价斜板洗涤器的脱水性能.结果表明,新型斜板洗涤器除尘效率高,压降小,脱水性能良好;4种表面活性剂均能较大程度提高除尘效率,其中AEO-9的脱除效果最佳;当AEO-9浓度为0.07mmol/L,入口含尘浓度为5g/m3,L/G为1.0L/m3,空塔气速为2.5m/s时,除尘效率高达99.99%;入口含尘浓度对ΔP的影响较小,L/G和空塔气速对ΔP影响较明显;实验范围内出口含湿量小于11g/kg(干).