纖維球濾料|纖維球

纖維球濾料

纖維球概念：

纖維球是由纖維絲扎結(jié)而成的，呈柔性、孔隙率可變的高性能濾料，它與傳統(tǒng)的剛性顆粒濾料相比具有彈性效果好、不上浮水面、孔隙率大、工作周期長、水頭損失小等優(yōu)點。并在過濾過程中受工作壓力，上層截泥和濾料浸水后自重的影響，從而形成了上疏下密的濾層分布狀態(tài)，它以其極大的比表面積和孔隙率吸附并截留水中的懸浮物。濾層空隙沿水流方向逐漸變小，形成了比較符合理想濾料由上大下小的空隙分布結(jié)構(gòu)。因此，它具有效率高、濾速快、截泥容量大、過濾效果好，可再生，用氣水反沖洗，沖洗水量為過濾水量的1-2％，適應(yīng)于各種水質(zhì)的過濾和精濾。

性能指標(biāo)：

纖維球性能特點：

1）濾速高。纖維球濾速可達(dá)40m/h，而砂濾濾速只有8～10 m/h。

2）出水水質(zhì)好。當(dāng)濾速為20～40 m/h時，國產(chǎn)纖維球可將沉淀池出水懸浮物由＜20mg/l降到1.4～3mg/l，去除率85%左右，日本球出水懸浮物在3.2～3.4mg/l 左右。國產(chǎn)纖維球過濾接觸氧化池出水，懸浮物由20～80mg/l降到≤5mg/l。

3）截污量大。過濾沉淀池出水，纖維球濾層截污量為3～4.7kg/m2，為石英砂濾層的1.6～2.4倍；過濾接觸氧化池出水，截污量達(dá)4.5～9.4 kg/m2。

4）周期產(chǎn)水量大。過濾沉淀池出水時，纖維球過濾周期產(chǎn)水量為360～700m3/m2，是砂濾的3.6～7倍。

5）反沖洗水量少，約占過濾水量的2%左右，而砂濾反沖洗水量約占過濾水量的5%。

纖維球分類：

纖維球分為普通纖維球和改性纖維球，普通纖維球主要用于含油量低于15ml的水質(zhì)過濾，改性纖維球在含油量高的領(lǐng)域應(yīng)用更為廣泛。

改性纖維球濾料：

改性纖維球適用于油田含油污水的精細(xì)過濾，也適用于其它工業(yè)廢水的精細(xì)過濾。  

改性纖維球表面經(jīng)過改性處理，對油及有機(jī)物的吸附能力增強(qiáng)；改性纖維球新型結(jié)扎方式，運(yùn)行時濾層孔隙率沿水流方向逐漸減小，形成了比較理想的濾料上大下小的孔隙分布狀態(tài)，過濾效果更好；濾速高，可達(dá)25-30m/h。濾料只需每年補(bǔ)10%左右，無需更換。 改性纖維球與普通纖維球最大的區(qū)別在于是一種不同于紡織用染色性差的高分子聚合物----改性纖維絲束精細(xì)制作而成，親水疏油，在對含油污水處理中具有效果佳、精度高、易沖洗、使用周期長等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于油田、石化加工，印染等行業(yè)污水處理中。

改性纖維球是由改性纖維絲結(jié)扎而成的。是由含量在35%～85%之間的第二和第三單體的共聚物紡絲制得的改性纖維絲束經(jīng)過預(yù)熱 → 蒸汽牽伸 → 水洗 → 烘干 → 熱定形 → 卷曲 → 分絲 → 扎結(jié)→剪斷→包裝等工藝加工而成。 改性纖維絲的性能極似羊毛,彈性較好,伸長20%時回彈率仍可保持65%，蓬松卷曲而柔軟，有合成羊毛之稱。強(qiáng)度 22.1～48.5cN/dtex，比羊毛高1～2.5倍。耐曬性能優(yōu)良，露天曝曬一年，強(qiáng)度僅下降20％，以此種纖維制作成的纖維球彈性好，比表面積大，空隙率高，濾速可調(diào)節(jié)，是水質(zhì)高精度過濾的首選。

它適用于油田含油污水的精細(xì)過濾，也適用于其它工業(yè)廢水的精細(xì)過濾。改性纖維球去除油及有機(jī)物的機(jī)理為：直接攔截、慣性攔截和電化吸附。濾前水質(zhì)含油≤15mg/L，懸浮物≤10mg/L；濾后水質(zhì)含油≤5mg/L，懸浮物≤2mg/L。

纖維球濾料雖然纖維球過濾器的技術(shù)優(yōu)勢很大，但是普通纖維球由于具有非極性的親油表面，一旦吸附原油，根本無法反沖洗再生，因此限制了它在油田含油污水處理中的應(yīng)用。為了克服纖維濾料這一缺點，充分發(fā)揮其去除懸浮物的潛力，在王占生教授的組織指導(dǎo)下，清華同方股份有限公司環(huán)境事業(yè)部于2000年成功地開發(fā)了新型防油改性纖維球，申報“防油纖維濾料"和“扇形防油纖維濾料"國家實用新型專利，并在華北油田進(jìn)行了現(xiàn)場試驗。

研究成果綜述如下：

 1)分析比較了各種不同纖維的綜合性能，研究了不同纖維的改性處理工藝，經(jīng)過比較篩選得知，滌綸纖維具有良好的耐熱性能，耐酸、耐堿和耐腐蝕性能，耐磨及耐微生物性能，適應(yīng)油田采出水的高溫、高腐蝕等特點。最后選定以滌綸纖維作為改性對象，進(jìn)行親水防油改性。

 2)研究不同改性劑對滌綸纖維改性效果，篩選出最佳的防油藥劑，確定改性工藝參數(shù)，得到理想的表面改性效果。由改性纖維球與原絲纖維球經(jīng)粘油洗滌后照片對比可知，原絲纖維球經(jīng)粘油飽和后根本無法再生，而改性纖維球經(jīng)浸油飽和后用水沖洗時，能夠迅速恢復(fù)清潔的表面，從而得到再生。可見防油改性絲的表面已經(jīng)發(fā)生了根本性的變化，防油藥劑一方面與表面非晶區(qū)中的自由基以及游離自由基發(fā)生化學(xué)接枝，另一方面通過物理吸附作用在纖維的表面。吸附時，由于纖維表面具有非極性，防油藥劑在上面吸附時，一般以親油基靠近固體表面，親水基朝外，這樣原來的非極性表面就變成親水的極性表面。

 3) 現(xiàn)場試驗研究 現(xiàn)場試驗在中國某油田污水處理站進(jìn)行，歷時2個月。試驗濾柱直徑164mm，柱高2.7m，改性纖維球裝高0.9m，來水為隔油罐后污水。改性纖維球的除油率及除懸浮物率均大于80%，來水含油＜20mg/l，出水含油＜5 mg/l，來水含油＜10 mg/l左右，出水含油＜2 mg/l。在去除懸浮物方面，更表現(xiàn)出非常好的控制能力，進(jìn)水懸浮物10 mg/l左右，出水懸浮物≤2 mg/l，出水顆粒中值≤2μm，顆粒總數(shù)去除率大于90%。 改性纖維球過濾系統(tǒng)纖維束濾料是我廠近年來開發(fā)研制的新型填料。本產(chǎn)品選用優(yōu)質(zhì)丙綸，滌綸絲為原料，由于它運(yùn)用自身表面所沾附的大量生物團(tuán)與充氧，與污水反復(fù)接觸，使不易沉淀去除的微小懸浮物的截留及有機(jī)物降解而達(dá)到凈化的目的。濾速比石英砂濾料高4-4.5倍。易反洗再生，可實現(xiàn)自動化管理，一般濾速35m/h,粗濾進(jìn)水120mg/L，出水SS≤5mg/L，精濾進(jìn)水25mg/L,出水≤2mg/L，還由于它工藝特殊，能進(jìn)快的進(jìn)行更換和維修，目前，廣泛用于電力、油田、化工、冶金、電子等行業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)用水、循環(huán)、旁濾、和廢水回收利用。 纖維絲性能質(zhì)地輕。強(qiáng)度高，彈性好，耐磨損，耐腐蝕，不吸水。

改性纖維球濾料特點：

1、除具有原纖維球所具有的優(yōu)點外，還有耐酸堿、耐腐蝕、耐溫，同時對油具有理想的吸

附及解吸附能力，反洗時，自身脫油率≥95％。             

2、孔隙率大，吸附截污能力強(qiáng)，出水精度高。由于獨特的纖維結(jié)構(gòu)，可使反洗達(dá)到搓洗的目的，反洗徹底再生方便。水頭損失小、用水量少。

3、過濾效果好，由于它對油及有機(jī)物采用了新的去除機(jī)理直接攔截、慣性攔截和電化吸附。使之進(jìn)水含油≤20mg，懸浮物SS≤15mg／L；出水含油≤5mg/L，懸浮物SS≤2mg／L。可以去除出水顆粒物總數(shù)去除率大于95％，顆粒中值≤2um。

4、隨水飄動的纖維束，使填料之間空隙可變，不易被生物膜堵塞。

5、比表面積大，活性強(qiáng)，處理效果好。

6、濾速高(可達(dá)25—30m/h)，使用周期長、每年只需補(bǔ)充10％左右，無需更換。

纖維球濾料適用范圍:

1、廣泛應(yīng)用于循環(huán)水旁流過濾、生活水深度處理、鍋爐給水處理、反滲透前置過濾，污水回用過濾。

2、適用于油田含油污水回注的粗、中、精細(xì)過濾及油田、煉油廠污水的外排處理；

3、適用于鋼鐵、熱電、造船、造紙、醫(yī)藥、化工、紡織、食品、飲料、自來水、游泳池等各種工業(yè)用循環(huán)水和生活用水及其廢水的回收利用過濾處理。

4、適用于純凈水、海水、苦咸水淡化及集中供水工程、城市污水處理工程等水處理。

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