上向流悬浮滤料滤池在污水深度处理中的应用研究

上向流悬浮滤料滤池采用上向流过滤技术,利用可发性聚苯乙烯(Expandable Polystyrene,EPS)轻质悬浮颗粒滤料级配而形成悬浮滤床,采用特有的水力反冲洗方式,过滤效果好,纳污能力强,运行成本低,具有很好的发展前景。分析了上向流悬浮滤料池的池型结构、工作过程、技术特点和工程应用。在安徽某污水处理厂的实际工程应用中,对水中的SS和TP具有很好的去除效果,出水能够稳定达到一级A标准。     

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。     

织物特性对聚苯硫醚滤料动态过滤性能的影响

选用四种不同织物构造的聚苯硫醚覆膜滤料、超细纤维面层滤料、异形纤维面层滤料和常规滤料,采用氧化铝标准粉尘Pural NF在VDI测试装置进行除尘滤料冷动态除尘性能测试。通过对实验数据的分析得到:织物特性对滤料阻力有较大影响,虽然清洁阶段覆膜滤料阻力最大,接近200 Pa,但稳定和老化阶段阻力最小,仅有300 Pa,而常规滤料阻力在稳定阶段最大,高达790 Pa;织物特性的差异对滤料平均清灰周期也有较大影响,覆膜滤料、超细纤维层滤料、三叶纤维层滤料和常规滤料清洁阶段滤料的平均清灰周期分别为380,241,223,177 s,其他阶段滤料清灰周期长短顺序与清洁阶段相同,覆膜滤料清灰周期最长,寿命也最长;织物特性的不同对滤料过滤效率也有一定的影响,超细滤料、覆膜滤料、三叶形滤料和常规滤料清洁阶段过滤效率达到99.9%以上,穿透率分别为0.0261%、0.004%、0.0321%、0.0322%;稳定阶段的过滤效率除常规滤料外都可以达到99.99%以上,穿透率分别为0.0027%、0.0003%、0.0014%和0.4765%。     

一种简易的新型雨水过滤装置的小试实验分析

对一个实验室规模的雨水过滤装置进行了小试。结果表明,按最大降雨强度作为进水水量,选择以矿石滤料—改性型纤维球—石英砂作为雨水过滤的滤料,该滤料配置方案可达到雨水的最佳过滤效果;滤料厚度在20cm左右过滤效果最佳。在以上条件的配置下,该简易雨水过滤系统的最大连续工作时间为10h左右,超过10h必须对各层滤料进行清洗后方可继续使用。     

电解铝用袋式除尘器滤料的试验研究

针对电解铝烟气干法净化系统中袋式除尘器滤料遇到的高温、酸腐蚀及颗粒物过滤的问题,选用3种滤料进行了耐温、耐酸腐蚀、过滤特性的试验研究。结果表明:3种滤料在130℃、24 h下,经、纬向尺寸收缩率分别80%;当过滤风速为1 m/min时,对粒径≤2.5μm颗粒物的分级过滤效率为53%~92%;覆膜滤料的过滤阻力在集尘和清灰后,都高于其他滤料。     

城市污水再用于工业的研究

城市再用污水的目标应先低后高以解决共同水质要求,本文选择悬浮质与溶解性有机物开展过滤与微生物降解技术的试验研究,并推出纤维球滤料过滤与生物填料接触氧化深度处理的方法。     

三层滤料高速过滤应用于再生水生产的研究

试验在传统混凝—沉淀—三层滤料过滤工艺的基础上,通过对滤料级配的改进,将三层滤料高速过滤工艺应用于再生水的生产,对其可行性进行分析研究。结果表明:在最佳工艺条件下出水浊度的去除率可达97.5%～98.5%,COD去除率在43%左右。同时研究发现,在高速过滤条件下,通过絮凝剂在滤床中发挥的微絮凝作用,可以起到良好的除污效果且出水水质稳定。     

含尘烟气净化用滤料性能测试与分析

针对含尘烟气净化问题,选取6种耐高温袋式除尘滤料,通过实验研究探索分析6种滤料(1号为PPS滤料1,2号为PPS滤料2,3号为PSA滤料,4号为PI+PPS混纺滤料,5号为PPS滤料3,6号为PI滤料)间性能的差异。结果表明:力学性能方面,6种滤料纬向断裂强力,6号滤料>1号滤料>5号滤料>2号滤料>3号滤料>4号滤料,其值在1 079~2 219 N;经向断裂强力相当,其值在799~1 122 N。耐温性能方面,分别在温度为180,200,220℃,24 h的实验条件下,2号、3号、5号、6号滤料的经、纬向断裂强力保持率均≥100%,其他2种滤料均有所下降;过滤效率方面,不同风速下6种滤料对PM_(2.5)的过滤效率排序为6号滤料>3号滤料>4号滤料>5号滤料>1号滤料>2号滤料,其值在33.20%~74.12%。试验表明,PPS类滤料采用PI纤维后可以提高滤料的过滤性能和强力。     

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.     

香烟PM_(2.5)模拟大气PM_(2.5)过滤性能可行性研究

该文分别以香烟和大气尘为PM_(2.5))源,采用4种不同过滤级别的聚丙烯纤维滤料对这2种PM_(2.5))进行过滤性能考察,探讨香烟PM_(2.5))作为大气PM_(2.5))模拟物的可行性。对于选用的4种不同过滤级别的聚丙烯纤维滤料,香烟PM_(2.5)和大气PM_(2.5)的初始浓度对其过滤效率没有显著影响.在1~8 cm/s的工程滤速范围内,4种滤料对香烟PM_(2.5)和大气PM_(2.5)过滤效率都随滤速增加而线性降低。在特定滤速下,4种滤料对香烟PM_(2.5)与大气PM_(2.5)的过滤效率有很好的线性相关性。滤速分别为1、3、5、7 cm/s时,4种滤料对大气PM_(2.5)与香烟PM_(2.5)过滤效率的斜率比值分别为1.02、1.05、1.07、1.09,滤速越大、回归系数k值越大。研究结果表明:在该文实验条件下,香烟PM_(2.5)适宜作为大气PM_(2.5)模拟物,通过测试滤料对香烟PM_(2.5)过滤效率和回归系数k值可以预测该滤料对大气PM_(2.5)的过滤效率,为准确评价空气净化滤材过滤大气PM_(2.5)的性能提供科学理论依据。     

膨化聚四氟乙烯膜滤料在袋式除尘器中除尘效率的研究

袋式除尘器是一种传统的空气过滤技术,使用的过滤介质是体现其过滤性能优劣的重要标志。本文选用无纺布和新型滤料膨化聚四氟乙烯膜(ePTFE)作为研究对象,分别选用滑石粉和碳酸钙作为粉尘进行实验。通过对两种过滤介质在近似操作条件下过滤效率的比较,探讨了覆膜滤料过滤技术在空气过滤领域的高效性和先进性。     

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.      

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.     

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。     

石榴石滤料的过滤性能及反冲洗试验研究

石榴石作为一种新型矿物滤料在净水处理方面具有强大的竞争力和广阔的应用前景.通过对石榴石滤料进行过滤及反冲洗试验,研究其截污除浊性能、水头损失变化规律及对有机物的去除效果,并与传统的石英砂滤料做对比,同时探讨了石榴石滤料的适宜反冲洗强度范围及气水反冲洗运行参数.结果表明:在滤速为8 m/h的条件下,与石英砂滤柱的过滤效果相比,石榴石滤柱滤后水的平均浊度下降0.3 NTU,有机物平均质量分数下降5%,但其平均水头损失增长率为1 cm/h;在截污除浊及去除有机物方面,石榴石滤柱在60 cm滤层厚度处与石英砂滤柱在85 cm滤层厚度的去除效果十分接近,因此其能有效减少滤料体积,从而节省滤料及节约设备投资.在不同滤速下,水头损失是限制石榴石滤柱过滤周期的主要因素;石榴石滤料适宜的气反冲洗强度范围为14~16 L/（s·m2）,水反冲洗强度范围为5~7 L/（s·m2）,其气水反冲洗的最佳运行参数为气洗强度16 L/（s·m2）、水洗强度7 L/（s·m2）、气水联合反冲洗4 min、单独水漂洗7 min.其中,气反冲洗强度对石榴石滤料的反冲洗效果影响最大.研究显示,相较于传统石英砂滤料,石榴石滤料具有高过滤性能、低滤料体积的特点,在水处理滤料的应用方面显示出一定的优势.      

表面覆膜多层复合纤维滤料过滤性能的数值研究

根据Matlab软件和数值计算前处理软件Gambit中的Journal文件建立了多层复合纤维滤料模型,利用计算流体动力学(CFD)技术对沿气流方向具有不同纤维填充密度及直径分布的滤料内部的气-固两相流动特性进行了数值研究,计算了不同运行条件下滤料的压力损失及过滤效率,并将数值计算值和经典模型及实验关联式的计算值进行了比较.结果表明,压力损失的数值计算预测值和实验关联式计算值吻合较好,误差在2%以内.随着迎面风速的增加,压力损失呈线性增加.相对于填充密度,纤维直径对压力损失和过滤效率的影响更显著.不同结构滤料过滤效率的数值计算结果和理论模型的计算值变化趋势基本一致.不同迎面风速下,过滤效率都是先减小后增大,对于颗粒直径dp≤0.05μm的颗粒,随着风速的增大,过滤效率减小;对于dp≥0.5μm的颗粒,过滤效率变化趋势正好相反.迎面风速不同,过滤效率最低点出现的位置也不同.对于小颗粒,风速越小,扩散作用起主导作用;而对于大颗粒,风速越大,惯性作用越明显.过滤效率最低点出现在扩散作用逐渐弱化,惯性作用刚刚开始加强的区域.多层复合滤料在结构上采用纤维直径逐层加大的梯次结构时,能够获得较高的过滤效率.而在多层复合滤料表面覆膜后过滤效率平均增加约13%.     

活性滤料滤池过滤性能研究

为了研究进水浓度、水力停留时间和供气量对活性滤料滤池过滤性能的影响,以石英砂作为过滤介质,以高岭土悬浊液模拟配水进行试验,测试不同条件下滤池对SS的去除效果.结果表明:有效过滤高度为700 mm的活性滤料滤池在HRT为10 min、SS为45 mg·L^-1左右时,砂循环周期应为24 h以内;进水SS的浓度和供气量基本不影响活性滤料滤池的过滤性能;随着停留时间的增加,活性滤料滤池对SS去除率逐渐增加;活性滤料滤池用于出水SS由一级B标准提高到一级A标准的合理停留时间应为7.5~10 min,最佳供气范围为7.96~26.53 L·m^-2·min^-1.     

新型复合滤料过滤性能的实验研究及其应用

针对袋式除尘器滤料运行阻力过高问题 ,介绍了一种新型结构的复合滤料 (HBT)。对其过滤性能进行实验研究 ,结果表明在相同工况下 ,该滤料具有“高效低阻”特性 ,并在实际工程应用中取得了较好的效果。     

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。     

一种新型滤料——瓷砂滤料的过滤研究

通过瓷砂滤料与石英砂的对比过滤试验，证明了瓷砂滤料优于石英砂。良好的物理性能和化学稳定性，使瓷砂滤料具有截污能力强、水头损失小、过滤周期长、滤后水质好、反冲洗强度小等优点，是一种具有发展前景和新型好滤料。