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。     

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.     

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.      

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。     

红土基多孔滤料除磷性能及其城市面源治理应用

以红土为主要原料的多孔除磷滤料为研究对象,通过物理化学特性分析、实验室静态和动态吸附实验考察其除磷性能;再将其作为潜流湿地填料,通过实际工程运用,考察其在城市面源中的实际除磷效果。结果表明:该红土基多孔除磷滤料具有较好的吸附除磷物理化学特性;对磷的最佳吸附时间为4 h,饱和吸附量为5.61 mg/g;在人工模拟废水总磷浓度为1.95 mg/L,水力负荷分别为0.30,0.59,0.88,1.18 m~3/(m~2·d)的条件下,总磷平均去除率为89.20%、81.00%、69.68%、45.37%;在雨水花园实际工程运用中,填充该滤料的潜流湿地对城市面源污染物总磷的平均去除率为73.9%,湿地出水水质相对稳定,基本满足GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准。因此,该红土基多孔滤料是理想的除磷滤料。     

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。     

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。     

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.      

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。     

深床过滤颗粒截留机理研究

对深床过滤过程中颗粒物与滤料之间的相互作用进行了理论分析,讨论了两者间的相互作用及影响因素对微絮凝深床过滤进行了中试研究,考察了1～l0μm粒径颗粒在500cm滤床中的截留情况,并连续65h监测滤柱水头损失的变化;在滤速为24m/h情况下,计算了1～10μm粒径颗粒所受的水流剪切力;利用理论分析,分别讨论了表面电位为-25mV及-125mV、粒径为1～10μm的颗粒与滤料之间的物理化学作用力.理论计算值对实验结果进行了很好的解释,说明可以通过颗粒与滤料间的作用力分析来研究均质滤料深床过滤运行规律.     

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。     

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%.      

凹凸棒复合滤料生物过滤去除Fe2＋性能研究

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,研究生物过滤对原水中Fe2＋的去除效果及影响因素。实验结果表明：原水溶解氧在3 mg/L左右,Fe2＋的去除率达到90%以上;温度在13.9℃-22.3℃时,Fe2＋去除率达到93%以上;滤速越低,生物过滤对Fe2＋的去除率越高,4 m/h为本实验研究的最佳水力负荷;原水中Fe2＋浓度在2 mg/L以下时,出水的Fe2＋浓度可以达到0.15 mg/L以下。反冲洗对生物过滤去除Fe2＋的影响较小,去除率在冲洗2 h后能够恢复到冲洗前的水平。     

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。     

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。     

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。     

土工格栅联合多级过滤修复水体技术研究

开展黑臭水体治理的深入研究,形成有效的水体修复技术,对环保事业意义重大。土工格栅联合多级过滤修复水体的生态技术可以作为黑臭河涌深度处理的新型可靠的组合过滤工艺,实现水体点源的有效截污及流域的水体净化。文章研发了由鹅卵石、石英砂、活性炭和PP棉组成的一种新型复合土工格栅联合功能滤料的净水装置,对黑臭水体进行深度处理,研究滤料对目标污染物的过滤吸附性能,以及滤层配置厚度、滤料粒径对过滤效能的影响,有效提升水质,达到治理黑臭水体的目的。     

钢铁企业用涤纶滤料的性能试验研究

选取钢铁企业用覆膜和未覆膜涤纶针刺毡滤料进行实验研究,测试了两种滤料的力学特性、耐腐蚀特性和过滤性能。结果表明:清洁的覆膜涤纶针刺毡过滤阻力比未覆膜涤纶针刺毡的阻力高8~10倍,但是覆膜涤纶针刺毡的最低过滤效率比未覆膜涤纶针刺毡的高49.9%;在20%、40%的H_2SO_4中浸泡24 h后经、纬向断裂强力和伸长保持率均维持在80%以上,在40%的NaOH溶液中浸泡24 h后的断裂强力保持率在8%以下,因此两种滤料具有良好的耐酸腐蚀性,但不适合在强碱条件下长期使用。     

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%。     

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。