纤维球滤料

纤维球滤料

纤维球概念：
       纤维球是由纤维丝扎结而成的，呈柔性、孔隙率可变的高性能滤料，它与传统的刚性颗粒滤料相比具有弹性效果好、不上浮水面、孔隙率大、工作周期长、水头损失小等优点。并在过滤过程中受工作压力，上层截泥和滤料浸水后自重的影响，从而形成了上疏下密的滤层分布状态，它以其极大的比表面积和孔隙率吸附并截留水中的悬浮物。滤层空隙沿水流方向逐渐变小，形成了比较符合理想滤料由上大下小的空隙分布结构。因此，它具有效率高、滤速快、截泥容量大、过滤效果好，可再生，用气水反冲洗，冲洗水量为过滤水量的1-2％，适应于各种水质的过滤和精滤。
性能指标：

纤维球性能特点：
       1）滤速高。纤维球滤速可达40m/h，而砂滤滤速只有8～10 m/h。
       2）出水水质好。当滤速为20～40 m/h时，国产纤维球可将沉淀池出水悬浮物由＜20mg/l降到1.4～3mg/l，去除率85%左右，日本球出水悬浮物在3.2～3.4mg/l 左右。国产纤维球过滤接触氧化池出水，悬浮物由20～80mg/l降到≤5mg/l。
       3）截污量大。过滤沉淀池出水，纤维球滤层截污量为3～4.7kg/m2，为石英砂滤层的1.6～2.4倍；过滤接触氧化池出水，截污量达4.5～9.4 kg/m2。
       4）周期产水量大。过滤沉淀池出水时，纤维球过滤周期产水量为360～700m3/m2，是砂滤的3.6～7倍。
       5）反冲洗水量少，约占过滤水量的2%左右，而砂滤反冲洗水量约占过滤水量的5%。
纤维球分类：
       纤维球分为普通纤维球和改性纤维球，普通纤维球主要用于含油量低于15ml的水质过滤，改性纤维球在含油量高的领域应用更为广泛。
改性纤维球滤料：
       改性纤维球适用于油田含油污水的精细过滤，也适用于其它工业废水的精细过滤。  
改性纤维球表面经过改性处理，对油及有机物的吸附能力增强；改性纤维球新型结扎方式，运行时滤层孔隙率沿水流方向逐渐减小，形成了比较理想的滤料上大下小的孔隙分布状态，过滤效果更好；滤速高，可达25-30m/h。滤料只需每年补10%左右，无需更换。 改性纤维球与普通纤维球比较大的区别在于是一种不同于纺织用染色性差的高分子聚合物----改性纤维丝束精细制作而成，亲水疏油，在对含油污水处理中具有效果佳、精度高、易冲洗、使用周期长等优点，广泛应用于油田、石化加工，印染等行业污水处理中。
       改性纤维球是由改性纤维丝结扎而成的。是由含量在35%～85%之间的第二和第三单体的共聚物纺丝制得的改性纤维丝束经过预热 → 蒸汽牵伸 → 水洗 → 烘干 → 热定形 → 卷曲 → 分丝 → 扎结→剪断→包装等工艺加工而成。 改性纤维丝的性能极似羊毛,弹性较好,伸长20%时回弹率仍可保持65%，蓬松卷曲而柔软，有合成羊毛之称。强度 22.1～48.5cN/dtex，比羊毛高1～2.5倍。耐晒性能优良，露天曝晒一年，强度仅下降20％，以此种纤维制作成的纤维球弹性好，比表面积大，空隙率高，滤速可调节，是水质高精度过滤的。 　　
       它适用于油田含油污水的精细过滤，也适用于其它工业废水的精细过滤。改性纤维球去除油及有机物的机理为：直接拦截、惯性拦截和电化吸附。滤前水质含油≤15mg/L，悬浮物≤10mg/L；滤后水质含油≤5mg/L，悬浮物≤2mg/L。

       纤维球滤料虽然纤维球过滤器的技术优势很大，但是普通纤维球由于具有非极性的亲油表面，一旦吸附原油，根本无法反冲洗再生，因此限制了它在油田含油污水处理中的应用。为了克服纤维滤料这一缺点，充分发挥其去除悬浮物的潜力，在王占生教授的组织指导下，清华同方股份有限公司环境事业部于2000年成功地开发了新型防油改性纤维球，申报“防油纤维滤料"和“扇形防油纤维滤料"实用新型，并在华北油田进行了现场试验。
研究成果综述如下：
       1)分析比较了各种不同纤维的综合性能，研究了不同纤维的改性处理工艺，经过比较筛选得知，涤纶纤维具有良好的耐热性能，耐酸、耐碱和耐腐蚀性能，耐磨及耐微生物性能，适应油田采出水的高温、高腐蚀等特点。选定以涤纶纤维作为改性对象，进行亲水防油改性。
       2)研究不同改性剂对涤纶纤维改性效果，筛选出好的防油药剂，确定改性工艺参数，得到理想的表面改性效果。由改性纤维球与原丝纤维球经粘油洗涤后照片对比可知，原丝纤维球经粘油饱和后根本无法再生，而改性纤维球经浸油饱和后用水冲洗时，能够迅速恢复清洁的表面，从而得到再生。可见防油改性丝的表面已经发生了根本性的变化，防油药剂一方面与表面非晶区中的自由基以及游离自由基发生化学接枝，另一方面通过物理吸附作用在纤维的表面。吸附时，由于纤维表面具有非极性，防油药剂在上面吸附时，一般以亲油基靠近固体表面，亲水基朝外，这样原来的非极性表面就变成亲水的极性表面。
       3) 现场试验研究 现场试验在中国某油田污水处理站进行，历时2个月。试验滤柱直径164mm，柱高2.7m，改性纤维球装高0.9m，来水为隔油罐后污水。改性纤维球的除油率及除悬浮物率均大于80%，来水含油＜20mg/l，出水含油＜5 mg/l，来水含油＜10 mg/l左右，出水含油＜2 mg/l。在去除悬浮物方面，更表现出非常好的控制能力，进水悬浮物10 mg/l左右，出水悬浮物≤2 mg/l，出水颗粒中值≤2μm，颗粒总数去除率大于90%。 改性纤维球过滤系统纤维束滤料是我厂近年来开发研制的新型填料。本产品选用优质丙纶，涤纶丝为原料，由于它运用自身表面所沾附的大量生物团与充氧，与污水反复接触，使不易沉淀去除的微小悬浮物的截留及有机物降解而达到净化的目的。滤速比石英砂滤料高4-4.5倍。易反洗再生，可实现自动化管理，一般滤速35m/h,粗滤进水120mg/L，出水SS≤5mg/L，精滤进水25mg/L,出水≤2mg/L，还由于它工艺特殊，能进快的进行更换和维修，目前，广泛用于电力、油田、化工、冶金、电子等行业的高标准用水、循环、旁滤、和废水回收利用。 纤维丝性能质地轻。强度高，弹性好，耐磨损，耐腐蚀，不吸水。
改性纤维球滤料特点：
       1、除具有原纤维球所具有的优点外，还有耐酸碱、耐腐蚀、耐温，同时对油具有理想的吸
附及解吸附能力，反洗时，自身脱油率≥95％。             
       2、孔隙率大，吸附截污能力强，出水精度高。由于的纤维结构，可使反洗达到搓洗的目的，反洗再生方便。水头损失小、用水量少。
       3、过滤效果好，由于它对油及有机物采用了新的去除机理直接拦截、惯性拦截和电化吸附。使之进水含油≤20mg，悬浮物SS≤15mg／L；出水含油≤5mg/L，悬浮物SS≤2mg／L。可以去除出水颗粒物总数去除率大于95％，颗粒中值≤2um。
      4、随水飘动的纤维束，使填料之间空隙可变，不易被生物膜堵塞。
      5、比表面积大，活性强，处理效果好。
      6、滤速高(可达25—30m/h)，使用周期长、每年只需补充10％左右，无需更换。
纤维球滤料适用范围:
       1、广泛应用于循环水旁流过滤、生活水深度处理、锅炉给水处理、反渗透前置过滤，污水回用过滤。
       2、适用于油田含油污水回注的粗、中、精细过滤及油田、炼油厂污水的外排处理；
       3、适用于钢铁、热电、造船、造纸、医药、化工、纺织、食品、饮料、自来水、游泳池等各种工业用循环水和生活用水及其废水的回收利用过滤处理。
       4、适用于纯净水、海水、苦咸水淡化及集中供水工程、城市污水处理工程等水处理。