毛细压力法对水处理滤料亲油亲水比的研究

基于Washburn方程,定义了滤料的亲油亲水比(LHR),利用毛细压力法测定了果壳、锰砂、陶粒、石英砂和瓷砂的润湿速率,计算了LHR值,并对滤料的表面微观结构进行了研究.实验表明,直线拟合程度较好,结果重现性较高.实验方法可行.数据可靠.其中果壳的LHR值最大,达到66.87,表现出了最强的亲油性,其次是锰砂、陶粒、石英砂,三者的亲油性略好于瓷砂,其LHR值分别为1.24、1.22、1.16和0.80,与XPS和FTIR分析结果一致,证实了滤料LHR值的差异主要取决于滤料表面微观结构的不同.     

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.     

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.      

水处理滤料润湿性的实验研究

基于Washburn方程用亲油亲水比(LHR)比较了无烟煤、沸石和石英砂滤料对油的润湿选择性,并对其表面结构进行了表征.结果表明,无烟煤、沸石和石英砂的LHR值依次为2.41、0.64和0.65,沸石和石英砂的亲水性明显好于无烟煤,而无烟煤的亲油性好于沸石和石英砂.这主要取决于滤料的表面化学组成,同时与其表面形貌有一定的关系,与SEM、XPS、FTIR分析结果基本吻合.     

改性滤料在矿井水净化处理中的试验研究

采用高温加热法制备了涂铁石英砂和无烟煤联用的双层改性滤料,并通过过滤试验对比验证了其对矿井水中不同污染物的去除效果。过滤6 h出水浊度为0.3 NTU,ρ(COD)降为2.5 mg/L,均低于饮用水标准限值,Fe、Mn的去除率分别达88.7%和66.7%,并通过反冲洗试验,确定了该滤料的反冲洗强度q=16 L/(m2.s)和过滤周期T=370 min。滤后水质可满足淡化除盐进水要求,具有广阔的应用前景。     

合金滤料与化纤滤料清灰性能对比实验研究

采用典型的合金滤料和化纤滤料进行脉冲喷吹清灰性能对比实验研究,选取过滤精度接近的合金滤料和化纤滤料作为研究对象。通过全尺寸脉冲喷吹实验台,对由合金和化纤两种滤料制成的相同规格长滤袋进行脉冲喷吹实验,测量滤袋侧壁的压力峰值及其分布、正反向加速度峰值及其分布;同时,采用VDI过滤性能实验平台对滤料进行压降、粉尘剥离率等参数的测试。最后,综合分析对比合金滤料与化纤滤料的脉冲喷吹清灰效果与性能,探索合金滤料的脉冲喷吹清灰性能评价方法。     

凹凸棒复合滤料生物过滤去除NH_4~+-N

采用凹凸棒复合滤料部分替代石英砂,利用凹凸棒复合滤料良好的吸附和生物挂膜性能对普通滤池进行生物强化。试验研究表明:降低滤速可以提高生物过滤对NH4+-N的去除率,最佳滤速为4 m/h。水温越高,NH4+-N的去除率越高,但在水温较低时生物过滤对NH4+-N仍能保持一定的去除率。原水中COD浓度越高,生物过滤对NH4+-N的去除率越低。凹凸棒复合滤料生物过滤对于突发性重金属污染亦有较好的缓冲能力。     

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。     

纤维球滤料在小型水厂应用研究

过滤技术是小型水厂运行质量好坏的关键。采用纤维球过滤与传统的石英砂过滤比较,前者可以高速有效地净化水质,还可以进行微絮凝过滤,具有简化工艺、节省投资、减少占地、降低运行费用等特点。     

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。     

石英砂和陶粒双层滤料的综合过滤试验及比较

试验表明石英砂和陶粒组成的双层滤料滤池,其净水处理性能明显好于石英砂和无烟煤双层滤料以及单层石英砂滤料滤池,特别是出水浊度、微絮凝作用、反冲洗耳恭听周期、藻类的去除、絮凝剂的使用量等指标上具有明显优势.     

复合凹凸棒滤料生物滤池处理微污染原水研究

采用复合凹凸棒滤料部分替代石英砂滤料,利用复合凹凸棒滤料良好的吸附和生物挂膜性能对普通滤池进行生物强化。试验研究表明：在滤速6ndh时,复合凹凸棒生物过滤对COD№去除率为32．6％～42．1％,对NH2-N去除率为75．7％。87．8％．对NO2--N去除率为84．2％～92-4％。反冲洗对滤料表面附着的生物膜影响较小,在冲洗1—2h后能够恢复到冲洗前的水平。复合凹凸棒滤料生物滤池处理工艺不需增加新构筑物,适用于以微污染原水为水源的老水厂升级改造和新水厂建设．     

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。     

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%.     

纤维球微絮凝过滤试验研究

微絮凝过滤可显著提高自来水厂的供水能力.本文以纤维球和石英砂为滤料作的一系列对比试验表明,纤维球微絮凝过滤出水水质好、产水量高、截污量大.纤维球滤层层高有随滤阻增加而压缩的特性.纤维球滤层以气水同时反冲洗.     

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%。     

水处理滤料——球形轻质陶粒的研制

以天然陶土为主要原料，掺加适量的化工原料，可以生产出一种较理想的水处理滤料－球形轻质陶粒。用于曝气生物滤池处理城市污水的试验表明，这种滤料具有很高的处理效率，强度大，孔隙率大，比表面积大，化学稳定性好，生物附着力强、反冲洗容易进行。     

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。     

二、提高单层石英砂滤料滤池处理效率的有效措施——采用单层不分层滤池

单层石英砂滤料滤池虽然其过滤效率不如双层滤料、混合滤料高,但由于它有滤料不易流失和滤料易得的优点,所以目前在工业污水中的使用仍很普遍,特别在炼油污水处理方面。单层石英砂滤料滤池可根据反冲洗后滤料孔隙率的分布分为单层分层滤池和单层不分层滤池(见图1)。     

清除CS2的滤料筛选

采用动态和静态两种配气方法，观察了１０余种滤料对ＣＳ２的消除效果，结果表明，动态条件下滤料对ＣＳ２的消除效果好于静态条件。不同滤料对ＣＳ２的消除效果亦不相同，其中６号碳纤维、１号铜纤维、活性碳碳纤维及ＡＦ材料对ＣＳ２的消除效果较好，由于活性碳纤维经济易得，适用于空气净化。