均质滤料过滤截污模型研究

对均质滤料过滤进行了分析，采用毛细管模型研究过滤水流，给出毛细管中剪切应力的分布，通过毛细管中颗粒物的受力分析，求得颗粒与毛细管壁间的物理化学作用力。对颗粒在毛细管在毛细管中运动的受力平衡进行分析简化，得到了截污饮和时滤床中孔隙率的计算公式，由此可以计算出均质滤床的最大截污能力，即：清洁滤床的孔隙率与孢和孔隙率之差乘以滤床的体积。     

微絮凝连续砂滤装置深度处理矿区污水的研究

采用微絮凝连续过滤技术深度处理矿区生活污水,探讨了滤料粒径、厚度、滤速、砂循环速率及药剂投加量等因素对SS去除效果的影响.结果表明:粒径0.8～1.0 mm,滤床厚度1.0～1.2 m,滤速6～8 m/h,砂循环速率在2～4 mm/min,PAC投加量20～25 mg/L时,出水SS小于5 mg/L,去除率达到94.5%以上.     

高效纤维滤料过滤纳米颗粒物时的反弹效应

经典过滤理论未考虑纳米颗粒物在纤维表面反弹并降低过滤效率的可能性. 选择不同等级的HEPA(高效空气过滤)玻璃纤维滤料,使用SMPS(扫描电迁移率粒度分析仪)测量粒径在10~500 nm内3种颗粒物——直角立方体MgO、圆角立方体NaCl和球形PSL(聚苯乙烯)固体颗粒的过滤效率,通过比较不同滤料状态下过滤效率的差别分析反弹效应的影响. 结果表明:①硅油熏蒸法制备的湿态滤料可以模拟过滤的理想状态. ②过滤时颗粒物反弹效应大小与其自然运动规律有关,NaCl颗粒的反弹率约为MgO颗粒的66.7%,PSL颗粒的反弹率比非球形颗粒小一个数量级左右. ③颗粒物反弹率也受到滤速的影响,在1.0~5.3 cm/s滤速范围内,反弹率与滤速成正比;滤速在5.3 cm/s时颗粒物的最大反弹率在0.363%~2.667%之间,不同颗粒物的最大反弹率不同,但最大反弹粒径相差不大. ④可以将干态滤料在5.3 cm/s滤速下对MgO颗粒的过滤作为HEPA滤料反弹效应试验的计算基准,根据形状参数(S)和过滤介质透过率的动力学模型对其他滤速和形状的颗粒物反弹率进行修定. ⑤反弹效应对透过率的影响较大,在MPPS(最易透过粒径)附近,非球形颗粒反弹效应对实际透过率的贡献可达30%~40%. 研究表明,HEPA过滤需要考虑颗粒物反弹效应对过滤效率的影响.      

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.     

流动电位法测定滤料表面的Zeta电位

滤料表面的ζ电位是评价滤料颗粒表面性质的重要指标之一,研究滤料表面的ζ电位对于提高过滤效率以及开发改性滤料是十分重要的.根据流动电位与ζ电位的关系自制了一套测定ζ电位的装置,经测定计算出了4种常用水处理滤料表面的ζ电位,结果表明:当滤料的粒径范围在0.45～0.9mm之间时,使用该装置测得的磁铁矿、无烟煤、核桃壳和陶粒表面ζ电位分别为-27.64mV、-6.54mV、-5.87mV、-2.30mV.电子能谱和红外光谱分析结果证明磁铁矿、无烟煤、核桃壳和陶粒滤料表面ζ电位的差异主要归因于其表面化学结构的不同.     

反硝化深床滤池海砂滤料截污特性研究

过滤功能作为反硝化深床滤池一项核心功能,为反硝化深床后置深度处理提供出水总悬浮物保证.为合理选配反硝化深床滤池海砂滤料,进行了两种反硝化深床滤池常用海砂滤料的满负荷进水穿透实验和连续进水过滤的实验.结果表明,在一定范围内提升反硝化深床滤池滤料粒径有助于降低流动相对滤料剪切力,有助于出水悬浮物达标.     

微絮凝强化过滤工艺处理低温低浊水的实验研究

以北京市某水厂冬季沉后水为研究对象,分别采用常规过滤工艺和强化过滤工艺对其进行处理.通过改变聚合氯化铝(PACl)投加量、滤料粒径d和微絮凝时间,并结合水头损失、颗粒数、总有机碳(TOC)、化学需氧量(COD)等实验数据,对低温低浊水体强化过滤工艺条件进行了研究.结果表明,强化过滤工艺与常规过滤工艺相比具有较强的除浊、去除有机物和颗粒物的能力,当微絮凝时间为2min时可以得到较好的过滤效果;PACl投药量为1.5mg·L-1时,浊度可降到0.04NTU,而常规过滤工艺最多只能将浊度降到0.2NTU.在滤料选用方面,当滤料粒径d=0.6～1.2mm时滤后水中颗粒数(2～5μm)、浊度、COD等指标均达到最优值.同时,电感耦合等离子体光谱(ICP-OES)检测结果表明,滤后水中Al3+含量小于0.2mg·L-1,并未因二次投加PACl而升高,因此,不会对水的饮用产生任何健康和安全风险.     

细砂比例对均匀级配石英砂滤料过滤性能的影响

石英砂过滤是去除水中颗粒物最常用的技术,其中均匀级配滤料因纳污能力较强、过滤周期较长而得到广泛应用。但目前工程设计标准中对均匀级配滤料的有效粒径（d₁₀）和均匀系数（K₆₀）的界定较为宽泛,为进一步探明滤料组成对均匀级配滤料过滤性能的影响,通过中试试验考察了不同比例细砂（<0.9,0.9~1.0 mm）的2种均匀级配滤料滤柱的除浊效果和运行特性,并采用不同表面电位和粒径的粉末活性炭作为示踪颗粒,研究2种滤料对颗粒物的截留特性。结果表明:与细砂比例较低（16%）的滤料相比,细砂比例较高（29%）的滤料出水浊度低0.2 NTU左右,滤柱水头损失平均增长速率高8.7%~31.6%、滤层含泥率高12%~27%,以滤后水浊度为控制指标时运行周期长7 h;颗粒物截留方面,2种滤料对颗粒物的截留均随着颗粒表面电负性增大和粒径减小而降低,其中细砂比例较高的滤料对颗粒物的截留受颗粒性质影响较小,表现出更稳定的截留效果。因此,适当提高均匀级配石英砂滤料中细砂比例虽然使过滤水头损失略有增加,但能获得更低的出水浊度和更稳定的颗粒物截留效果。     

餐饮业油烟的颗粒物分析

利用显微镜照相技术和电低压冲击式采样器分别对餐饮业油烟中10μm以上和10μm以下的颗粒物进行分析,得出餐饮业油烟颗粒物的粒径分布状况.结果表明,厨房内油烟中可沉降颗粒的粒径主要分布在10～400μm之间,数量浓度峰值粒径集中在10～100μm之间;油烟中可吸入颗粒粒径主要分布在1μm以下,数量浓度峰值粒径集中在0.063～0.109μm之间,质量浓度峰值粒径在6.560～9.990μm之间.通过对餐饮业油烟颗粒物物理特性的全面分析,找出特征值,确定油烟监测的标志物,为餐饮业油烟的治理和监测提供科学依据.     

涤纶高弹丝纤维球滤料过滤特性研究

采用自主研制的涤纶高弹丝纤维球滤料对景观水进行过滤试验,研究其过滤特性及相关因素对过滤性能的影响. 结果表明,在不投加任何絮凝剂,滤速为30 m/h,平均进水浊度为87.5 NTU时,纤维球滤料过滤周期达16.5 h左右,出水浊度维持在3～5 NTU.当PAFC投加量为12 mg/L,滤速为30～50 m/h,进水浊度为50～70 NTU时,过滤出水浊度可以维持在1 NTU以下,过滤周期达6 h以上,周期截污量为30～45 kg/m3. 采用气冲－气水联合反冲－水冲的反冲洗方式,当气冲强度为25 L/(s·m2),水冲强度为8 L/(s·m2)时,纤维球滤料积泥量约占滤料质量的4.53%.      

Physicochemical interaction and its influence on deep bed filtration process

The capillary model was used to analyze the hydraulic conditions in the deep bed filtration process. The physicochemical interaction forces between the filter media and suspended particles and their influence on deep bed filtration process were also studied theoretically. Through the comparison of the hydraulic and physicochemical forces, the key influencing factors on the filtration process were proposed and investigated. Pilot study of the microflocculation deep bed filtration was carried out in the No. 9 Potable Water Treatment Plant of Beijing, and the experimental results of hydraulic head loss, particle distribution and entrapment were presented. The theoretical prediction was reasonably consistent with the experimental results under different conditions, which indicated that the regulation and control of micro-flocculation and deep bed filtration could be realized by the evaluation of the physicochemical interactions. Further theoretical and experimental research should be carried out to investigate the interaction mechanism and its application in the deep bed filtration and other cases.     

纤维束滤床直接过滤动力学模型

应用单位床单元概念和圆柱池多孔介质模型,推导得到上向流纤维束滤床初始过滤系数表达式,其中收集效率由操作参数构成的无量纲数群关联得到,并据此探讨了悬浮颗粒的去除机理.假设过滤系数是滤床比表面积和空隙流速的函数,推得过滤系数的半经验公式,进而得到了过滤动力学模型.模型中的参数被赋予了明确的物理意义,且能反映操作条件对动力学行为的影响.在不同尺寸悬浮颗粒和不同表观滤速下进行了过滤实验.模型预测值与实验结果比较表明,二者具有一致性.     

聚合氯化铁在微絮凝-深床过滤工艺中的应用

以聚铝(PAC)为参照比较研究了聚合氯化铁(PFC)在微絮凝深床过滤工艺中的应用效果.结果表明PFC投药量少(Fe:Al=3:5),其水头滤程可达63h,周期产水率可达1504m³/m²,而PAC的水头滤程为53h,周期产水率为1266 m³/m²;PFC表现出利于延长运行周期,提高产水率等优势.通过截污机理研究表明,PFC具有形成絮体快,与滤料作用迅速,脱水性能好等特点,与PAC相比PFC更适用于微絮凝-深床过滤工艺.     

活性炭石英砂双层深床滤料浮滤池处理高藻水源水的研究

活性炭石英砂双层深床滤料浮滤池是一种采用气浮过滤一体化,活性炭石英砂双层深床过滤,常规处理和深度处理一体化的工艺.该工艺处理高藻原水的结果显示:出水藻总数为4.30×10⁵个/L,总去除率为95.1%;出水叶绿素-a为0.88μg/L,总去除率为92.2%;出水浊度为0.18NTU;出水UV₂₅₄为0.016cm^-1,总去除率为54.3%;出水耗氧量为0.78mg/L,总去除率为63.6%,出水没有嗅味,色度为3度,总去除率为86.4%.出水残留铝含量为0.011mg/L,满足饮用水水质标准.过滤单元运行周期为36h,滤柱产水能力UFRV为504m³/m².     

原子力显微镜液池成像技术应用于微絮凝过滤工艺过程中的实验条件优化

采用原子力显微镜液池成像技术对微絮凝过滤工艺过程中的微絮凝时间和搅拌强度进行优化.结果表明,原子力显微镜液池成像技术可以对混凝过程中的微絮体进行形貌表征和数字描述,并证实微絮凝过滤工艺在处理实际印染工业尾水过程中,微絮凝时间为2 min,搅拌强度为100 s-1时可以达到优化的处理效果.     

移动床颗粒层除尘器除尘效率研究

在分析颗粒层的过滤机理和影响移动床颗粒层除尘器除尘效率因素的基础上,用多因子正交法在实验室上初步研究了过滤气速,颗粒的尺寸和种类,颗粒层厚度和颗粒层中的尘含量等因素对除尘效率的影响。并在工业装置上进行了试验验证。实验证明,适宜的过滤气速为０．２ｍ／ｓ,床内颗粒直径取１－２ｍｍ较好,床层厚度应等于或略大于１５０ｍｍ。     

微絮凝加药过滤技术在油田废水处理中的应用

为了提高油田废水的处理效率,降低滤后水中油和悬浮物的质量浓度,通过系统优化改造开发了微絮凝加药过滤工艺。筛选确定聚合氯化铝铁和改性淀粉作为本工艺的絮凝剂,最佳投药量为3mg/L,经现场试验考察了本工艺对油田废水处理效果。结果表明,微絮凝加药过滤工艺滤后水中油和悬浮物去除率平均提高了50%和30%,远优于传统的直接过滤。说明油田废水经本工艺处理可达到油田回注水标准。     

生物法去除地下水中铁锰的影响因素

分析了生物法除地下水中铁锰的影响因素,曝气后使地下水中DO为7.0～7.5mg/L及pH为6.8～7.0时,生物滤层中的锰氧化菌能够保持较好活性及除锰能力,且工艺能够达到铁锰同除的要求.本研究提出的“成熟滤料移植”生物过滤方法,适合于对Mn²⁺吸附能力较强的优质锰砂滤层的接种,而对吸附能力较弱的石英砂滤层,只能采用菌量较大的实验室选择性培养基培养、驯化锰氧化菌的接种方式;锰砂和石英砂生物滤层的反冲洗强度分别控制在6～9L/(s·m²)、7～11L/(s·m²)的较低范围时,滤层的微生物相受扰动较小,反冲后铁锰去除能力能在5h内恢复.同时滤层采用1.0～1.2mm的均质滤料,在反冲洗强度较低的情况下过滤周期依然可延长至35～38h.     

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。