改性滤料及强化过滤技术在水处理中的应用

近年来，一些研究者发展了金属氧化物改性滤料技术以克服传统滤料所面临的问题。和常规滤料相比，改性滤料具有一系列优良的性质。本文介绍了强化过滤技术及过滤中用到的改性滤料，对改性滤料的定义、作用机理、载体和改性剂、制备及表征技术做了系统的综述，在此基础上，对改性滤料处理去除水中阳离子重金属离子、砷、硒、氟、有机物、微生物等污染物质做了简要的说明。最后对本领域的研究做出了展望，认为改性滤料强化过滤是适合于我国现状给水处理的技术。     

改性滤料强化过滤微污染地表水研究

针对太湖流域某地水厂常规过滤介质对微污染水源水中典型污染物去除效果不甚理想的情况,开展了碱式聚合氯化铝(PAC)改性滤料强化过滤试验研究.研究结果表明:PAC改性石英砂滤料对浊度、CODMn、UV254的去除效果明显优于未经改性的普通石英砂滤料,去除率分别提高了0.3%、12.4%、13.8%;同时,能强化对稳定性铁锰的过滤效果,在进水铁浓度为1.21 mg/L时,改性滤料对铁的去除率比普通石英砂滤料高9.1%.     

荷尘速率对非高效过滤材料阻力特性的影响

为探究荷尘速率对非高效过滤材料阻力变化的影响,以4种不同等级非高效玻璃纤维滤料为对象,对不同过滤风速和荷尘质量浓度下滤料阻力变化规律展开实验研究,并总结出滤料荷尘过程阻力变化经验公式.结果表明:在相同过滤风速和荷尘质量浓度下,等级越低的滤料归一化阻力增长速率越快,且进入表面过滤所需荷尘量越大.在相同过滤风速下,滤料荷尘质量浓度越高,阻力随单位面积荷尘量的增长越慢;而滤料等级越高,荷尘质量浓度变化对阻力的影响越小.相同荷尘速率时,过滤风速对滤料归一化阻力增长的影响可忽略.     

基于海岛纤维的新型滤料实验研究

研发基于超细纤维的滤料是控制PM2.5的主要技术方向之一.采用国家标准建议的实验装置,对新型超细海岛纤维滤料的过滤性能进行综合研究,得出了滤料的过滤效率、残余阻力、清灰周期等参数,并与常规针刺毡滤料和覆膜滤料对比.结果表明:海岛纤维滤料对PM2.5的计数效率为94.9%,远高于常规针刺毡滤料,与覆膜滤料相当;动态过滤过程的残余阻力低于覆膜滤料,残余阻力上升缓慢,清灰周期更长,有利于延长滤料的寿命,节约成本.     

高密面层结构对针刺毡滤料性能影响的实验研究

采用国标建议的实验装置,对普通针刺毡滤料和高密面层针刺毡滤料的性能进行系统实验与研究,得出了滤料阻力性能的数据.结果表明:高密面层滤料体现了表面过滤的特征,无论在洁净过滤阶段、老化阶段还是稳定过滤阶段都具有较低的阻力值、缓慢的阻力上升速度、较长的过滤周期、较高的粉尘剥离率.因此高密面层滤料结构优于普通滤料.     

生物过滤去除饮用水中有机污染物的试验研究

通过试验,探讨了生物过滤对饮用水源中微量有机物的去除效果与特性.结果表明,生物过滤可有效去除饮用水源中的微量有机污染物;滤料介质对生物过滤效果具有一定的影响,加氯水反冲洗对生物过滤具有明显的负面影响;活性炭、石英砂双层滤料生物滤柱可较大幅度地去除苯酸酯类、脂肪酸酯类和酚类等有机物.     

袋除尘滤料电晕驻极强化研究

通过多针电晕放电的方法对5种典型针刺毡滤料驻极,确定了最佳驻极滤料和驻极参数,研究了驻极滤料的过滤性能与稳定性.结果表明:5种滤料驻极后效率均有不同程度提升,其中聚四氟乙烯(PTFE)覆膜针刺毡提升幅度最大且衰减最小;经15kV驻极电压、2cm极间距离、20min驻极时间处理的PTFE覆膜针刺毡1个月后电荷保持率为62.22%,对1μm以下粒子过滤效率的降低幅度≤0.9%.经200℃高温处理后,PTFE覆膜滤料电荷平均保持率为56.15%,对1μm以下粒子过滤效率的降低幅度≤1.23%;因此,驻极对PTFE覆膜针刺毡有明显的强化效果.     

滤料级配对双层滤料滤池过滤效果的影响

滤料级配是保证过滤效果的关键因素,讨论了在相同的L/d的情况下,滤料粒径及滤层高度对滤池出水效果的影响.实验结果表明,在L/d=1 300时,粒径及高度较小的滤柱处理效果好于粒径及高度较大的滤柱,但是粒径及高度较小的滤柱水头损失增加较快;预氧化可以明显改善过滤效果.在设计双层滤料滤池时,应从工程和经济角度同时出发,并结合滤前水质特点,优化出一个最佳L/d值.     

聚四氟乙烯覆膜滤料的高温热压覆膜工艺

通过探究聚四氟乙烯覆膜滤料高温热压覆膜工艺,重点分析不同热压时间、压力和温度对覆膜滤料过滤性能的影响,通过单因素分析方法对不同参数的作用效果进行分析.结果表明:随着热压压力增大,滤料的孔径和透气率逐渐下降,而滤料的覆膜牢度持续增加;随着热压温度或热压时间的增加,滤料的孔径和透气率呈现先上升后下降的趋势,而覆膜牢度总体呈现增长趋势.此外,滤料的滤阻、过滤效率的变化规律与孔径的变化规律一致,采用适宜工艺方案制得的高温热压覆膜滤料的过滤效率均达到99%以上.     

空气过滤材料过滤性能实验研究

空气过滤技术的核心是过滤材料的进步与创新.以民用空调织造过滤材料、芳纶滤料和玻璃纤维作为研究对象,建立了空气过滤材料实验装置,对其空气过滤材料的性能进行研究.结果表明:芳纶滤料过滤性能最好,能够将空气中的粉尘浓度控制在28μg/m3以下;玻璃纤维与民用空调过滤材料粉尘浓度最高,分别为175,150μg/m3;但芳纶滤料压差阻力居中,最高达242Pa.     

上向流聚苯乙烯滤科直接过滤原水 Ⅲ 滤层组成的影响

基于大量的试验数据，探讨了上向流聚苯乙烯滤料直接过滤原水时波层组成对过滤效果的影响．试验结果表明：滤层组成的确定应综合考虑过滤周期发出水水质．     

饮用水生物强化过滤处理效能及其影响因子研究述评

概述了饮用水生物强化过滤工艺的研究进展,讨论了该工艺对污染物的去除效果及其影响因子,描述了滤层中贫营养微生物膜的特性,提出了有待进一步研究的问题.分析认为:生物活性滤池可有效地降低微污染水体中的浊度,并对有机物、氨氮、铁、锰等污染物质有较好的去除效果;滤料介质、空床接触时间、反冲洗水质和反冲洗方式等是主要影响因素;滤层中贫营养微生物生理生态特性、物化与生化的协同作用等有待深入研究.     

投加助滤剂改善常规过滤的性能

通过模型试验 ,研究了几种助滤剂对常规过滤的影响 .结果表明 :投加适量的助滤剂能在一定程度上改善常规过滤的性能 ,有效减少滤速突变引起的悬浮颗粒穿透 .在所考察的 3种助滤剂中 ,聚丙烯酰胺的助滤效果最佳 ,聚合硫酸铁次之 ,而聚合氯化铝最差     

高温陶瓷过滤器循环过程的热态实验研究

在一套由3根滤管组成的高温陶瓷过滤实验装置上。在常温至573K范围内进行了过滤与脉冲反吹循环性能实验，分析了操作温度、过滤气速、反吹压力等操作参数对循环性能的影响。实验结果表明，过滤循环初始阶段滤管残余压降上升较快，随后上升趋势逐渐变缓；随着温度的升高，滤管的初始压降升高，形成的粉尘层也越疏松。过滤气速越低，滤管初始压降越低，反吹间隔越长。提高反吹压力有利于提高清灰效果，但压力过高反吹间隔反而变短。最后通过在573K下的连续循环实验得出了滤管残余压降，为高温陶瓷过滤器的工程设计提供了依据。     

影响常规过滤因素的实验研究

通过模型过滤试验 ,探讨了 L /d值、滤速和助滤剂对过滤性能的影响 ,提出了这些参数或指标的建议值 .试验结果表明 :助滤剂、L/d值和滤速对过滤性能有较大的影响 ;投加助滤剂能明显改善过滤性能     

板框式过滤机过滤常数测定研究

以碳酸钙溶液为原料,测取不同过滤压力(范围0.05 MPa～0.2 MPa)下板框式过滤机恒压过滤常数K和qe、滤饼的压缩性指数s和物料常数k.研究原料质量分数、原料温度、过滤面积、过滤压力对恒压过滤常数的影响.结果表明,相同质量分数、压力,不同过滤面积下,过滤常数随过滤面积增大而增大;相同过滤面积、压力,不同质量分数下,过滤常数随过滤质量分数增大而减小;并得出相应的测定方法及数据处理方案.     

天然气用纤维过滤器非稳态性能实验研究

针对天然气工业特点，设计了一套滤芯性能在线检测装置，采用光学粒子计数器OPC对过滤器上、下游粉尘的浓度和粒径分布进行适时测量。使用多分散性粉尘，在实验室内测试了天然气用纤维过滤器的非稳态性能，以及各种操作参数对其性能的影响规律。实验结果表明，纤维过滤器的过滤效率和阻力均随粉尘负荷的增加而增加，根据其变化趋势可分为深层过滤和滤饼过滤两个阶段。过滤速度过高容易导致大粒子穿透，从而使效率下降，纤维过滤器的表观过滤速度应低于0．06m／s；相对湿度和滤材厚度的增加有利于增大过滤效率，但也会导致阻力的迅速增加。     

燃煤飞灰单极荷电对纤维滤料过滤性能的强化

细颗粒物的单极荷电能够改善细颗粒物被纤维滤料过滤的性能.本文设计搭建了由线板式预荷电器和纤维滤料集尘装置组成的复合静电增强过滤实验平台,分别研究了在不同荷电类型、不同荷电电压以及不同过滤风速三种工况下,单极荷电的燃煤飞灰颗粒被聚苯硫醚(PPS)纤维滤料捕集时捕集效率及阻力特性的变化规律.结果表明,随着荷电电压的升高,过滤风速的下降,纤维滤料对荷电燃煤飞灰颗粒物捕集效率提高的同时压差增量减小,且压差增长速率明显降低.粒径越小,过滤效果增加越明显,且负荷电提高效果优于正荷电.     

刚性陶瓷过滤元件的过滤机理研究

根据空气动力学捕集理论,研究了陶瓷过滤器的过滤机理,计算了刚性陶瓷过滤器的过滤流动,分析了影响过滤效率的重要因素,提出了满足过滤效率要求的“最小厚度”概念,为陶瓷过滤器的设计提供了理论依据。结果表明,在刚性陶瓷过滤元件的过滤中,当靶的尺寸较小（如20μm）时,对于10μm以下的颗粒,拦截和惯性碰撞对过滤所起的作用相当;对于大于10μm的颗粒,拦截比惯性碰撞所起的作用要大得多。当靶的尺寸较大（如80μm）时, 对于很小的颗粒（5μm以下）,拦截和惯性碰撞过对过滤所起的作用相当,而对于稍大的颗粒,拦截 始终起主要作用。在给定的流动速度下,随着颗粒尺寸的增加和靶尺寸的减小,实际分级最小厚度减小。     

硅藻土助滤剂在头孢菌素C发酵液过滤中的应用研究

研究了硅藻土助滤剂在头孢菌素C发酵液过滤中的应用,并比较了粗、中、细3种不同粒度的硅藻土助滤剂使用中的不同性能指标,目的在于选择适宜的硅藻土助滤剂应用于生产,增加头孢菌素C收率,降低生产成本。实验结果表明:使用硅藻土助滤剂可以解决头孢菌素C发酵液直接过滤滤速慢、澄清度差、收率低的问题。通过实验比较,3种粒度的硅藻土助滤剂的滤过收率无明显差别,而粗、中粒度助滤剂的滤速较快,细粒度的助滤剂的滤液透光率较好。因此推断,中、细粒度助滤剂搭配使用应能在保证滤速的前提下提高透光率,满足生产要求。