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1、纤维球过滤在废水处理与回用工艺中的应用一三第8卷第4期Vo1.8No.4,鑫.高1995年12月Dec.1995纤维球过滤在废水处理与回用工艺中的应用冬;StudyofF_berballFiltrationinWastewaterTreatmentandRecirculation坠=圭塑(南京大学环境系,南京210093)摘要论述了歼堆球过滤用于造纸白术处理和回用的试驻情况.结果表明:歼堆球过湛的出水术质好,对术中的悬浮袖,浊度,COD和细菌的击除效果显着,过滤出术能够回用于生产.歼堆球过滤具有滤速高,体积小,占地省,周期长,反冲洗术耗少,l设奋结构茼单和操作方便等运行特点,用于生产度水回用具
2、有报太的拴济效苴.若键调纤维球过滤造纸白水_-_一Ab0rtaetItintroducedthetestingresutsofbefballfiltrationinwhitewatertreatmentandrecoveryf0fpapermaklngindustry.whichshowthegoodqualityoffiltratedwaterwithnotableremovalofSS,turMdty.CODandbacteriaandthefiltratedwatercanberecoveredforrecculation.KWordsfiber-ballfOraflenwhitewat
3、erfrompapermiring1.前言造纸行业是用水和排水太户.其单位产品的用水量和排水量都很大.常造成供水紧张和环境污染.影响生产的有效进行.过滤是去睬水中悬浮物的经济有效手段,出水水质好,运行稳定,一直是饮用水处理的重要工序.然而,生产废水中的悬浮物颗粒大,强度高,如采用传统的砂滤方法,很易导致滤层的堵塞,周期很短且不易反冲洗,以致影响出水水质.固此.废水处理中一直没有很完善的过滤方法.奸维球过滤首先由日本尤尼切卡公司发明.在我国也是起步较早的过滤方法.由于纤维球滤层孔晾率高,比表面积大.进行废水过滤时,既不易堵塞,又船保证出水水质,还有滤速高,设备体积小,占地步和反冲洗水耗少等优点,
4、可望在废水回用工程中发挥独特的作用.几种滤料的特性参数见表1.本文将论述纤维球过滤造纸白水的情况.2.试驻现场简介本次试验在杭州市造纸厂进行.该厂的主要产品为化学分析滤纸,茶叶滤纸和打字蜡纸等.无论在生产规模,品种数量,产品质量和经济效益方面,还是在废水处理和环境保护方面.该厂都列于全国长纤维生产企业的首位,为国家的一缎企业.该厂曾先后投资740万元用于环保事业,取得了一定的环境效益和经济效益.(收靖日期l9950526)(修改信)237敞工段耿士链轩雏球过滤在废水处理与圄甩工艺中的应甩毫1四种溶辩的特性誊扛然而.由于该厂的产品特殊.质量要求高,对承质的要求很高.单位产品的耗水量报大.该厂与城
5、市自来水厂相距很远.供水一直很紧张,特别是夏季,经常因为缺水而造成停工停产.解决此问题最有效的办法是节约用水和提高水的重复利用率.为此.该厂曾用射流加压溶气洋上法处理造纸白水.以求实现白承回用和回收水中的纤维物质.然而,效果并不理想,气浮出承的SS值通常在2Omg/l左右,COD值通常在9O100mg/l左右.不能满足该厂产品对回用水的东质要求.还会造成回用水泵和臂道的堵塞.由于纤维球有前述的许多优点,能够稳定地过撼废水.该厂决定在加压漕气气浮处理后.再进行纤维球过撼,以便很好地实现白水回甩.试鞋工艺和试驻设备简介3.1废水处理与回用工艺造纸白水产生于造纸行业的制纸工段.与煮浆工段的造纸黑禳性
6、质不嗣,造纸白东的杂质较少,且多属于纸纤维类固体街质,有回收价值,造纸白水也可以回用.由于纸耋干维类物质的比重接近1,沉降法的去除效果不好.该厂采用气浮法进行去除.纸纤维和气拖一起上升到承面.通过刮渣.实现纤维物质的圄用.屙时也净化了废水,基车工艺如图1所示.圆一压囹一圈一巨霍亘圈一f回用承|l母Ij盘|眭白承处理与回用工艺3-2纤维球过滤设备纤维球过控设备巴形成系列化.考虑到运输安装及现场条件等因素,选用2000的纤维球过撼设备进行试验,撼速通常为2040m/h,产水能力约为62.8125.6m/h.纤维球过撼设备结构简单.重量较轻.罐状设一238一备内设上,下两块多孔挡掘,纤维球滤料置于两
7、顿之间,不需设承托层.过滤方向是降流式的.水自上而下经过撼层.再生方式是气水同时反j巾洗或先气洗后再气水反冲洗,以便节省反冲洗水量,也可以采用机械揽拌辅助水力反冲洗.以便节省供气设备.车次试验,采用气承反j巾洗再生方式.通过气量计和水量计控制气水反冲洗强度,达到很好的反冲洗效果.耋千维球过滤设备的结构见图2.田2纤维球过滤设备4扦维球过滤试驻结果试验过程中.主要监测进出承的悬浮物浓度,也少量测定进出水的COD浓度,部分测定效据见表2.袁2的数据证明一纤维球过搏造纸白承的效果很好,造纸白水过撼后的悬浮物浓度丑化学耗氧量都显着降低.悬浮物浓度从气浮出承的2O3Omg/l降到10mg/l左右?平均去
8、除率高选62.6I化学耗氧量从96mg/l降到6070mg/l,平均去除率为32.9.过撼出水纯净.水质稳定.能皓回歇士锁纤维球过滤在废水处理与回用工艺中的应用用于生产而不影响产品的质量.5.反冲洗情况如_所述,采用气水同时反冲洗的再生方式.为了保证滤料的反冲洗效果.反冲水强度保持在71o/m.s之间,反冲水强度为3o5O/ms.反冲洗时间控制在2030分钟.试验表明.气体的辅助搅动是必须的.因为纤维球质轻,体积大,孔诺【率高.如果只用水反冲洗.则滤层很易上浮,滤球只形成了反向过撼.并没有很好地摩擦和洗涤.因此?反冲效果会显着降低.纤维球反冲水强度很低,反冲水量很小.还具有过滤周期长.反冲次数
9、少的特点.反冲水耗占过滤水量的比倒很低.当纤维球过滤造纸白水时,在2040m/h的高速运行状态.周期仍长达0.51.0天,反冲水量占过滤水量的比例只有1.o3o左右.如果先用气体充分搅动滤层.再以水反冲洗或再以气,水同时反冲洗.还可以节省lO30的匣冲水量.6.经济效益评估纤维球过滤水回用于生产.既节省了用水费,又保证了生产的连续运行和提高了产值.经济效益分直接效益和间接效益两类.6.1直接经济效益射流加压溶气气浮-_纤维球过滤串联系统.产水量为2.0om/d,即每天节约用水和步排污水都为2O00m.自来水费为0.50.7元/m,排污费0.3元/m.则该套处理装置为车厂节省开支为:(0.5O.
10、7)+O.32000:16002000(元/日)一年按300天计.刚每年节省4860万元.该装置耗电主要是气浮部分,总的耗电量约为499.2度/日,电费为0.5元/度.胃!J电费支出为,(499.20.5)3008.25(万元/年)人工工资约为0.99万元/年.该处理系统的净产出为(4860)一8.25一o.99=38.765O.76(万元,年)6.2创产值因为缓和了供水紧张状况,使生产稳定进行.增加了产值.每天回用2000m水.可以多生产茶叶滤纸3吨.茶叶滤纸的价格为29000元/吨,剐增加产值为:290003=8.7X10(元/日)=2610(万元/年)综上所述,实现2000m/日的造纸白
11、水回用,可以为工厂节省开支38.7650.76万元/年.由于提高了生产规模,可以增加产值达2610万元/年.即具有很大的直接效益和间接效益.7.结论7.1纤维球过滤能够实现造纸白水的回用.对水的SS指标和COD指标都有很好的去除效果,出水水质好.能够满足各自的回用水标准.7.2纤维球过滤设备具有滤速高(204OIlI,1.),体积小占地步,重量轻的特点.安装方便,操怍简单和运行稳定7.3纤维球过滤周期长,匣冲洗次数少,反冲洗效果好,反冲洗水耗步.7.4_矸维球过滤水回用于生产.能够节省水资源,缓和供水紧张状态和提高产值,即具有显着的直接经济效益和问接经济效益.第8卷第4期Vol_8No.4污染
12、防治技术PollutionContro1Technololl995年l2月Dec.1995影响磁化水抑垢效果的因素FactorsAffectingRestrainIncrustaIitforMagnetizedWater张宝铭刘有吕(哈尔滨工业大学哈尔滨l50001)摘要磁化水押垢效果,因水质不同而各异.温度,Fe抖,h抖增加导致押垢鲢果降低.碱度,角爰度及磁场强度的增加导致抑垢效果提高.而OI一对押垢鲢果几乎无响.关键词磁化木结垢抑垢率.AbstractTherestrainncrustantformagnetizedwatervarieswithwaterqualities.Theincr
13、easeofternperature.FeandMnwillleadtolowerrestrainincrustant.whdetheincgsaseofalkalinity.negativehardnessandmagneticfieldintensltywillleadtohigherre.strainincrustant.KeyWordemagenfizdwaterincrustationrestrainlncrusinnt水经磁场处理以后,可以抑制炉垢的产生,这在国内外都是公认的.在国内.磁水器虽有厂家生产,但在使用中常出现抑垢效果不理想.使得这一简单而有效的技术不能迅速推广,这无疑给
14、国民经济带来巨大损失.欲推广磁水器抑垢这一新技术,要扫清在使用中的障碍.为此.应正确认识磁水器使用中影响抑垢效果的诸多因素.使在某些不宜使用磁水器抑垢的水质情况下.不盲目使用磁水器,以避免抑垢效果不佳的情况出现.而适于磁水器抑垢的水质船尽快地采用磁水器抑垢.影响磁化水抑垢效果的因素颇多,pH值?硬度和SO.三因素对磁化水抑垢效果的影响在文献1中已于讨论.本文就其它因素.诸如温度,碱度,磁感应强度,负硬度以及其它杂质(如CI一,Fe抖,Mn什等)对磁化水抑垢效果的影响予以讨论.1温度影响在最大磁感应强度B一2000Gs(1Gs一10.T)条件下,配制Ca抖,Mg抖总浓度为100mg/l的水溶液,
15、在不同温度下测得单位面积上的结垢量w,并计算出相应的抑垢率1.实验结果如图i曲线示.240鼍3020l0030405D600B090图1温度对抑垢影响1O080.4.Z00t实验表明,不论求是否经磁化处理.随着温度的提高,结垢量上升.这是由于温度升高导致ca.CO,CaSO.,Mg(oH)t的溶解度下降,同时?温度升高加剧了Ca(HCO,):,Mg(HCO)的分解.分别生成了CaCO,Mg(oH)2沉淀.张宝怙教授(收穑日期l99506241张宝铭刘有昌影响磁化水抑垢效果的因素图1曲线表明,随着温度的升高,磁化水的抑垢率略有下降.这是由于温度升高加快了水分子和组成水垢的Ca件,Mg件,COa,
16、OH一等热运动的加快.碰撞机会加多,从而生成炉垢.不过,在t等3060范目内抑垢率基本保持不变,在t一6095范围内.抑垢率由92下降到7O.可以认为-抑垢率以每0.63的梯度降低.这一实验结果启发我们-磁水器用在散热系统(循环水)抑垢,比在锅炉系统中使用台有更好的抑垢效果.2碱度影响水中古有的HCO,一,CO,卜,OH一的浓度总和谓之碱度.碱度和硬度是影响水垢形成的二个重要监测指标.碱度在水中有五种存在形式,即HC0,一,CO?,OH一单独存在,HCO一和CO,共存以及CO,.和OH一共存.实验测得单位面积结垢量w及相应的抑垢率如图2曲线示.E每田2黛厦肘押垢髟响实验表明,未经磁化处理的水,
17、单位面积结垢量w随碱度增加而增加,特别是在碱度大于7毫摩尔/升时-结垢量迅遗上升.而磁化的水,虽然结垢量亦随碱度的增加而增加,但比较慢,而其抑垢率却随碱度增加而迅速上升.当碱度低于5毫摩尔/升时-碱度对抑垢率几乎无影响.应当指出,本实验总抑垢率不高是由于水中较多的SO.卜,影响了抑垢率.3磁感应强度影响配制Ca,Mg总浓度为100m的水溶液,在60水温下,改变最大磁感应强度值,得到结垢量W及相应的抑垢率随磁感应强度B的变化曲线如图3所示.蜜验表明-水磁化后,随着磁感应强度的增加,结垢量下降而相应的抑垢率提高.当磁感应强度B在l300Gs以上时.磁化所带来的抑垢效果更为明显.日日田3蕾场对抑垢影
18、响4其它杂质影响对磁化水抑垢效果有影响,且含量较多的杂质有ICr,Fe蚪,Mn等.4.1C1一配制Ca,Mg总浓度为100mS/l的水溶液,用注NaCI的办法改变a一含量.在沮度为60D,磁感应强度2000Gs下,结垢量w亚抑垢率1随a一离子古量变化如图4曲线所示.圉4c卜】对挣垢影响实验表明-结垢量w及抑垢率1在cr浓度变化时,基本保持不变.即a一浓度对抑垢效果无影响.a一是水中瞢遗存在的阴离子,这是由于自来水消毒采用氯气或漂白粉的糠故.一241一强宝铭刘有昌影响磁化水抻垢效果的因素d.2Fe水中主要存在Fe抖和以肢体形式存在的Fe(0H),井无游离的Fe存在.故仅讨论Fe抖的影响.配斜Ca
19、抖,MgH总浓度100mg/l水溶液,注FeC,l政变Fe抖吉量,在温度60C,磁感应强度2000Gs条件下.测得结垢量w及抻垢率随Fe吉量变化如圈5蛆线示00i0203q.4050EFet+(/I圉6Mn:+对押垢影嘀242一实验表明.Mn升含量的影响与Fe升的影响相似.即Mn:+吉量增加会使磁化水抻垢效果降低.5负硬度影响碱度大于硬度的水即为负硬水,其差值为负硬度.配制Ca十Mg奸总浓度i00mg/I水溶液.用NaHCO调碱度以得到不同负硬度值.在6oC.2000Gs条件下.测得负硬度变化对结垢量及抻垢率影响如图7曲线所示.田7负硬度对抑垢影响实验表明.随着负硬度的增加,磁化水中试件结垢量w平缓增加.抻垢率则呈增加趋势.而且在图示负硬度范围内.抻垢率值均较高,有很好的抻垢效果.当负硬度为l0毫摩尔/升时,得莹率实验最大抑垢率为一=97.这是由于负硬度水中.硬度相对较低的缘故j.可以看出负硬度的影响投类似于碱度对磁化抑垢效果的影响.6结论归纳实验结果.结论如下;6.1抻垢效果随水温的升高而降低.实验提醒我们,磁水器应用在循环水系统的抻垢效果更佳.6.2磁水器适于在大碱度以及负硬度水质下使用6.3磁感应强度提高可以加大抑垢效果.稀土永磁磁钢为提高磁性能提供了良好前景.6.4Fe抖,Mn抖的存在及其含量的增加使抻垢效果降低6.5CL一存在不影响磁化水的抻垢效果.7参考文献(略)