纤维过滤器范例6篇

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纤维过滤器

纤维过滤器范文1

摘要:上海石化股份有限公司因锅炉给水中胶硅含量较高,致使蒸汽透平机组积垢严重,检修频繁.在炉水预处理系统中安装高效纤维过滤器后,水质得到明显改善,原水中胶硅的去除率达80%以上.该设备为去除原水中的胶体硅提供了一条新的有效的途径。

关键词:给水处理 胶硅 过滤器

1 问题的提出

上海石化股份有限公司炼油化工部2#乙烯装置投产初期,由于主要关键设备裂介气压缩机蒸汽透平GT-201、GT-501严重积垢,引起蒸汽透平转速降低,真空度减小,多次造成生产减负荷。由于透 平叶片严重积垢,装置不得不提前停车检修。停车后对蒸汽透平开缸检查,发现GT-201低压端大叶轮叶片表面呈铁灰色,部分叶片有黄色铁锈斑,2号、3号叶轮表面积有一层灰白色盐垢,垢层厚度达1.1-1.2mm;GT-501叶片积垢较GT-201薄,厚 度为0.8-0.9mm,呈黑褐色。分别从GT-201和GT---501采集垢样,化学分析结果见表1。 表1 叶片垢样分析结果 分析项目

纤维过滤器范文2

关键词:除菌过滤器 原理 分类 应用

中图分类号:TQ460.5 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)010-095-02

无菌制剂工艺的关键环节是制剂的除菌,而除菌过滤器在无菌药品生产过程中起到至关重要的作用。对于热敏性程度比较高的药品,由于进行热力灭菌会对产品产生不可逆转的影响,生产工艺中大多采用通过双道除菌过滤器(冗余过滤)的方式进行微生物的滤除;对于可采用热力灭菌的药品,也可通过使用除菌过滤器来减少药品的灭菌前的微生物负载,降低药品微生物污染的风险。另外,在整个无菌药品的生产过程中,与药品直接接触的气体也要经过除菌过滤器的过滤,全面保证药品的无菌性。在无菌制剂的生产过程中,针对不同产品选择其适合的除菌过滤器,对无菌保障起着至关重要的作用。

1 除菌过滤的原理

细菌不能通过致密的微孔滤材,除菌过滤器就是利用这种原理除去气体或者液体中的微生物。除菌过滤器常应用在无菌制剂的生产中,尤其是非最终灭菌的无菌制剂的除菌,滤膜的孔径一般不超过0.22 m。FDA 关于除菌级过滤器的定义:“一个除菌级过滤器必须是当以 >107cfu/cm2假单胞菌 (Brevun-dimonas diminuta) 进行挑战时下游滤出液无菌的过滤器。”

过滤的原理基本分为三种,即惯性撞击截留作用、拦截截留作用以及布朗扩散截留作用。

惯性撞击截留作用是指当含有微生物颗粒的流体通过滤层时,流体仅能从纤维间的间隙通过,由于纤维纵横交错,层层叠叠,迫使流体不断改变运动方向和速度。由于微生物颗粒的惯性大于流体,因而当空气流遇阻而绕道前进时,微生物颗粒未能及时改变它的运动方向,而撞击并被截留于纤维的表面。

拦截截留作用是指当流体通过过滤层的气速较低时,惯性撞击截留作用很小,此时拦截截留作用起主要作用。当微粒直径小、质量轻,它随气流运动慢慢靠近纤维时,微粒所在主导气流流线受纤维所阻改变流动方向,绕过纤维前进,并在纤维的周围形成一层边界滞留区,滞留区的气流流速更慢,进到滞留区的微粒慢慢靠近和接触纤维而被黏附截留。

布朗扩散截留当流体通过过滤层时,直径很小的微粒在缓慢流动的流体中,会有明显的布朗运动,促使微粒和纤维接触和被捕集。

2 除菌过滤器的分类

目前,医药生产企业常用的过滤器,从外部构造来说有圆筒式、式和平板式。除菌过滤器按内部过滤材质主要分为亲水性(水可浸润)除菌过滤器和疏水性(水不可浸润)除菌过滤器。亲水性的过滤材料主要应用于水或水/有机溶液混合的除菌过滤,例如纤维素材料(再生纤维素、混合纤维素酯)、PVDF改良聚偏二氟乙烯、PVPP聚碳酸酯。疏水性过滤材料主要应用在溶剂、酸、碱和化学品过滤及气体的过滤,例如聚碳酸酯、聚砜、聚丙烯、PVDF聚偏二氟乙烯、PTFE聚四氟乙烯等。不同的滤膜材质不仅会影响过滤器的表现,同时也影响过滤器溶出物和析出物水平、物理和热特性以及被过滤流体的相互反应。以下对过滤器的不同材质进行简要介绍:

混合纤维素酯:通常可以被制成平板滤膜,用在液体和气体的精过滤。

聚丙烯(PP):可以做成折叠式,聚丙烯系列滤芯采用聚丙烯滤膜为主过滤材料,截留效率高,通量大,纳污量大,具有广泛的化学相容性,极低的溶出物,使用寿命长。因有较大的孔径,属于粗过滤的材料,常用于筒式过滤器。

聚偏二氟乙烯(PVDF):耐热并且化学稳定性好,能够很好地承受蒸汽灭菌的高温,可以制作成亲水性的滤膜,在制药工业中注射用水过滤方面应用广泛,属于精过滤的材料。

聚醚砜(PES):属于亲水性材料,耐温、耐水解,常用于筒式过滤器对精度较高的溶液进行精过滤。

尼龙:常用作液体的精过滤。尼龙滤芯采用尼龙微滤膜为过滤介质,天然亲水性,容易湿润,强度大,韧性好,无纤维脱落。筒式过滤器较常用。

聚四氟乙烯(PTFE):为疏水性材料,可制作成折叠式,聚四氟乙烯滤芯采用疏水性聚四氟乙烯微滤膜或亲水性聚四氟乙烯微滤膜为过滤介质,是一种使用比较广泛的过滤材料,耐热、化学稳定性好,常用于水、无机溶剂及空气的精过滤,多用于筒式过滤器。

3 除菌过滤器的选择及使用

除菌过滤是药品生产中一种非常重要的除菌方法,对于非最终灭菌的注射剂而言,它甚至是去除产品中微生物的唯一的一种手段。对药品生产企业来说,首先应考虑该如何选择除菌过滤器。

3.1 除菌过滤器的选择原则

在选择过滤器时应以以下原则为基础,并通过相应的验证:

(1)过滤器的过滤材料与被过滤的成分之间不能有吸附作用,过滤材料在被过滤的成分中不能释放物质,也不能有纤维脱落,即二者之间应当有良好的相容性。

(2)过滤器的完整性可以进行准确的检测,如使用气泡点、单向流试验等。

(3)选择的除菌过滤器的滤材可以经受121℃的蒸汽灭菌,并且微生物截留试验合格。

生产工序选择适合的除菌过滤器通常是通过一系列膜片进行小试,通过囊式过滤器的中试放大实验,来确定适用于生产工艺的最佳过滤器型号。

为了提高终端膜过滤器的载量,降低成本,生物制药中经常会对过滤组合进行优化,在膜过滤之前增加深层过滤器及表面过滤器。因钛棒可起到澄清过滤的作用,其成本低,经常被选为大过滤容量的深层过滤器,孔径可选择 10 m、5 m 或 3 m。表面过滤器成本较低,用于膜过滤之前,起到预过滤的作用,一般用聚醚砜或聚丙烯材质,孔径可选择 0.6 m、0.45 m 或 0.2 m。末端的膜过滤器比较昂贵,一般使用最大过滤截留率的膜过滤器来达到最终过滤的效果,一般用聚醚砜材质,孔径可选择 0.2 m 或 0.1 m。

3.2 除菌过滤器的使用

从产品方面考虑,药液的无菌过滤应关注如下注意项:(1)过滤最好采用层级过滤,可避免终端过滤器微生物数量太多,出现漏过的情况。(2)最好不要采用超滤膜除菌,其不能达到除菌的要求。(3)在选取滤芯的时候,应充分考虑滤芯的标示规格,是否为绝对孔径的除菌过滤;在滤芯正式投入使用前,应进行除菌过滤滤芯的微生物挑战性试验;还要对滤芯的清洗、保存、灭菌等进行验证。避免重复使用有可能引起热原和微生物污染;更为重要的是,如采用除菌过滤进行无菌处理,应尽可能的采用多道滤芯,可降低滤芯出现破裂而造成微生物污染的风险等。

每批使用后,除菌级过滤器通常应当丢弃,如果选择重复使用液体除菌级过滤器进行药品生产,需要进行验证,但该验证相当复杂,通常主要包括以下几点:

(1)重复使用的工艺和方式。

(2)需要模拟重复使用的最差条件建立验证参数。

(3)在最差条件参数下,进行完整性检测并选择过滤器批次和数量进行细菌截留测试,还需进行溶出物检测,并评估是否要进行析出物检测。

(4)需要证明重复使用时,不同批次间对过滤器清洗的方法和清洁效果不会影响药品质量。

重复使用的打褶滤芯损坏的根本原因在于其化学降解,局部的化学损坏和褶型顶端变薄通常是因为流体在膜的顶端富集产生腐蚀,并在蒸汽条件下使这种作用加剧。重复使用的过滤器虽然也能显示出高度的细菌截留能力,但不能再符合100%的缺陷假单胞菌的截留率,并且使用标准的过滤器完整性测试不能检测出重复使用中过滤器的损坏。

参考文献:

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[5] 叶璇,罗姣,胡明.液体除菌过滤器和除菌过滤工艺的验证[J].医药工程设,2012,33(4):19-22.

纤维过滤器范文3

随着空气质量日趋恶化,用于高温废气过滤排放的滤料开发得到越来越多的关注。本研究采用多尺度纤维复合方式开发具有过滤层与机织力学增强层的高温气体过滤材料。通过静电纺丝法制备了直径约为200nm的聚酰亚胺超细纤网作为过滤层。通过织造制得2/2斜纹碳纤维机织布作为力学增强层。对聚酰亚胺超细纤网耐热性能的研究以及对多尺度纤维复合滤料过滤性能的测试,证明该过滤材料具有作为高温气体滤料的研发价值,其最大过滤效率达98.13%。通过扫描电子显微镜(SEM)观察过滤前后聚酰亚胺超细纤网的形貌,证实了过滤前均匀纤网的形成以及过滤过程中纤网对粉尘颗粒的有效拦截作用。

关键词:高温气体过滤;多尺度纤维复合滤料;纳米纤维;碳纤维;过滤性能

1 引言

近年来,大量排放的高温工业废气对大气环境造成了严重污染,“空气质量”、“雾霾”、“PM2.5”等话题迅速升温,成为全球关注的热点问题。因此对高温除尘技术的研发和优化极其重要[1]。研究结果显示,颗粒物的大小会直接影响到颗粒物在呼吸系统中停留的位置、运动规律、清除过程以及在人体内停留的时间。颗粒物的直径越小,对健康的影响越大[2]。人类在发展经济的同时,必须同时考虑到对自身健康的保护,杜绝大量烟气粉尘的排放,减少空气中可吸入颗粒物的数量。美国 EPA 公司于1987 年推出了PM (particulate matter)的控制标准:PM10,又于1997年推出 PM2.5,更加突出了对细小颗粒物的防护[3]。

目前,大部分工厂排放的高温烟气首先经空气冷却器冷却至250℃以下再进行除尘,但这样温度的气体仍属于高温烟气[4]。近年来,各国积极展开了对各种高性能纤维的研发以适应高温除尘技术的要求,多种新型过滤材料蓬勃发展。虽然现阶段已经研发出了各种各样的可用于高温气体过滤的滤材,但是每种过滤材料在实际使用过程中都存在一些不可避免的自身缺陷。例如玻璃纤维,当玻璃纤维在200℃~260℃条件下使用时,其使用寿命短,滤布在短时间内会出现破洞现象。P84纤维和PTFE纤维虽然在此条件下的使用寿命相对较长,但其价格比较昂贵,一般企业难以接受。陶瓷纤维过滤材料在过滤阻力、过滤效率、使用寿命、清灰效果等方面都比较有优势,但是陶瓷纤维自身较脆,耐折性差,纤维易断。玄武岩纤维的热稳定性、化学稳定性及绝缘性等性能较好,并且其来料丰富,价格较低,但是由于原料地域性的差异,不同产地不同厂家生产的纤维的各种性能差颇大[5]。随着国家环保标准的日趋严格和节能减排、清洁生产观念的深入人心,高温滤料的市场发展潜力越来越大[6]。滤料生产企业应加强技术革新,进一步提高产品质量,改变目前高端高温滤料主要靠进口的局面,降低应用企业环保投入成本,使高温袋式除尘技术的应用不断扩大[7]。低阻、高效、长寿命的滤料将是发展的重点[8]。

本文选择聚酰亚胺作为过滤层材料,其耐高温性能优异,力学性能、耐腐蚀、耐溶剂、耐辐射等综合性能也十分突出,而且对微纳米颗粒的过滤作用十分有效[9]。同时,选择碳纤维机织物作为力学增强层材料,保护纳米过滤层的同时,为整个滤料体系提供必要的力学性能。碳纤维材料除具有耐高温性、耐腐蚀性以及优异的力学性能之外,其导电性能也十分优越,对静电纺丝的接收能力较强,可直接作为静电纺丝的接收材料使用[10]。

2 试验

2.1 试验材料

机织物基底选择2/2斜纹碳纤维织物(无锡市盛特碳纤维制品有限公司)。织物面密度为240 g/m2。经纬纱线密度均为200 tex,碳纤维为T300。使用试剂为均苯四甲酸酐 (PMDA)(上海市合成树脂研究所),分子式C10H2O6,分子量 218.2;4,4’-二氨基二苯醚(ODA)(上海市合成树脂研究所),分子式C12H12N2O,分子量 200.24;N,N-二甲基乙酰胺 (DMAc)(上海凌峰化学试剂有限公司),分子式C6H9N0,分子量 87.12。

2.2 试验仪器

JZB-1800注射泵(健缘医疗科技有限公司),JSM-5600LV型扫描电子显微镜(SEM)(日本JEOL公司),yris-1型DSC分析仪(美国Perkin Elmer公司),TSI8130型自动滤料测试仪(美国TSI公司)。

2.3 多尺度纤维复合过滤材料的制备

由均苯四甲酸酐 (PMDA)作为二酐,4,4’-二氨基二苯醚(ODA)作为二胺,N,N-二甲基乙酰胺 (DMAc)作为极性溶剂,成功合成不同含固量的聚酰胺酸溶液。通过对聚酰胺酸溶液进行静电纺丝试纺,电压为12 kV,接收距离为20 cm,成功纺制出了纤维直径均匀且无液珠的聚酰胺酸(PAA)纤网。聚酰胺酸(PAA)纤网经过100℃、200℃、300℃和350℃各30分钟的梯度升温后,环化为耐热性能和机械性能优越的聚酰亚胺超细纤维网,纤维直径约200nm。在纺丝结束后,使用聚酰亚胺纱线在垂直布面方向与碳纤维布进行缝合,最终形成由上增强层、下增强层以及中间超细纤网层构成的多尺度混合过滤材料。

2.4 试验测试

采用JSM-5600LV型扫描电子显微镜(SEM)观察过滤前后聚酰亚胺纤网的形貌;采用yris-1型DSC分析仪测试分析试样的熔融行为,称取约5mg的试样用铝坩埚包覆,以10℃/ min的速率从40℃升温至500℃;采用TSI8130型自动滤料测试仪对多尺度滤料进行过滤性能测试,氯化钠气溶胶质量中值直径约为0.3μm,过滤速度为20L/min。

3 结果与讨论

3.1 聚酰亚胺纳米纤网的形貌表征

图1为聚酰亚胺纳米纤维的形貌图。在静电纺丝过程中,溶液的质量分数是影响纺丝性能的重要因素之一。本研究通过对不同质量分数的聚酰胺酸溶液进行试纺,当质量分数为17%时,成功纺制出了直径均匀、无液珠且纤维表面光滑的纳米纤网,其对纤网的力学性能及过滤性能起到重要影响作用。经梯度升温发生环化作用后,形成聚酰亚胺超细纤网。

纳米纤维具有相对较大的比表面积,此特性增加了空气中悬浮颗粒在其表面的沉积概率,因此可提高其对微小颗粒的过滤效果。与传统的微米级纤维织物相比较,纳米纤网作为空气过滤材料,在同样的压降下,纳米纤网对颗粒的直接拦截效应和惯性冲击效应更加显著,有利于提高滤料的过滤效率[11]。

图1 聚酰亚胺超细纤网

3.2 聚酰亚胺超细纤网的耐热性能

聚酰亚胺超细纤网作为多尺度纤维复合过滤材料的过滤层部分,其热稳定性通过差示扫描量热法(DSC)进行表征(如图2所示)。纤网从40℃升温至约500℃。在此过程中,没有任何明显的玻璃化转变峰、结晶峰或熔融峰等吸热或放热峰的出现。此现象表明,在500℃之前,聚酰亚胺超细纤网具有良好的热稳定性。静电纺丝纳米纤维由于其独特的性质,如比表面积大、渗透性能好、孔隙间连通性强以及对细小颗粒过滤效率好等特性,使其在过滤领域的应用日益广泛[12]。但目前的静电纺丝材料大多应用于常温过滤领域,适应于长期高温过滤领域的纳米纤维材料相对较少且研究尚未成熟。聚酰亚胺纳米纤网具有较高的耐热性能和良好的耐化学腐蚀性能,同时其机械性能在静电纺丝材料中相对较高,因此,将其作为一种高温气体过滤材料使用,具有较高的研究价值及较好的应用前景。

图2 聚酰亚胺超细纤网的DSC曲线

3.3 多尺度纤维复合滤料的过滤性能

图3 多尺度滤料的过滤性能

图3显示了多尺度纤维复合过滤材料进行过滤效率测试结果。此结果表明,滤布对0.3μm左右的粉尘颗粒具有良好的过滤效率,且在过滤过程中绝大部分粉尘颗粒被聚酰亚胺纤网截留。如图4所示,聚酰亚胺超细纤网几乎被粉尘颗粒覆盖。在恒定的过滤速度下,随着被拦截的粉尘颗粒的堆积,逐渐形成的滤饼层可以提高其对粉尘的过滤效率[13]。当过滤时间为15分钟时,过滤效率达到90.00%。随着时间的推移,纤网上的滤饼层厚度逐渐增大,当过滤时间为26分钟时,过滤效率高达98.13%。测试结果说明,将两种不同尺度的耐高温材料组合在一起使用,对高效高温过滤体系的研究具有指导意义。

图4 粉尘颗粒被聚酰亚胺超细纤网拦截

4 结论

本文通过缝合技术制备了一种多尺度混合高温气体过滤材料。该方法操作简单,试验绿色环保,便于推广应用。作为混合滤料的过滤层,聚酰亚胺超细纤网其热稳定性好,耐化学腐蚀且过滤效果突出。作为力学增强材料,碳纤维机织物力学性能好,导电性能优越且耐高温。把微米级的碳纤维机织物力学增强层与纳米级的超细纤维过滤层结合使用,形成了多尺度混合高温气体过滤材料。由于纳米技术其独特的性能,纳米材料领域与常温空气过滤材料领域的结合已经在研究中得到了一定的认可。然而如果能够通过纳米技术制备出力学性能、热学性能以及耐化学腐蚀性能都突出的柔性纤网,并将其运用于对高温微小气体颗粒的过滤中,这将会是又一个热点。面对日益严重的环境污染,高温工业废气除尘技术需要迅速发展。因此,我们必须充分借鉴并利用高新技术,不断创新发展,开发出经济、实用、高效的新型高温工业废气除尘滤料。

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纤维过滤器范文4

关键词:安全壳;卸压;过滤

当发生堆芯熔融事故后,堆芯熔融物与水及混凝土底板发生反应,产生大量的不凝结气体,使安全壳内压力升高,若达到安全壳压力承载限值,会导致放射性物质逸出。对此,核电站配有安全壳过滤排放系统,通过主动卸压使安全壳内压力不超过承载限值,同时在卸压管线上安装过滤系统和辐射监测系统。

一、数据库选择和检索

为了解安全壳过滤排放系统的专利申请状况,在CNABS、VEN检索获得统计分析的样本。检索关键词为:安全壳,containment;过滤,水洗,洗涤,净化,filter,filtration,scrubbing,wash,purify;排放,排气,exhaust,discharge,vent;泄压,卸压,降压, pressure release, pressure relief。检索分类号为G21C、G21D、G21F。

二、技术发展状况

安全壳过滤器排放系统大致历经了三个阶段:砂床过滤排放,金属纤维过滤排放,湿式过滤排放。

1.申请量趋势

年度申请量如图1所示,从1958年至1981年全球申请量徘徊在较低水平,年均不到20件;经过前期数十年的技术积累,1981年之后迎来一个短暂的申请量增长期,至1993年达到一个小高峰,为67件;从1993年之后,尽管全球申请量在1999年至2011年有一个小回落,但仍然呈现缓慢增长的趋势,尤其是2012年至今申请量陡增,这主要得益于中国近年来重视知识产权的投入。

2.区域分布

申请量区域分布如图2所示,日本申请量为174件,占比53.5%,这一点也可从表1看出。位居其次的是美国和中国,二者总申请量不相上下。尽管最早在核电站采用安全壳过滤器的是法国:砂床过滤器,但是其专利申请量却位居第四,且集中在早期。同样,金属纤维过滤器的最早开发者和使用者均属于德国,该方面的专利申请量仍增长不足。

3.技术主题分析

安全壳过滤排放系统主要部件为过滤器,因此其大部分申请是过滤器本体结构的改进。其次,经过过滤器的放射性气体需要经过放射性活度监测达标后才可排放至大气,该系统的主要功能是为安全壳卸压,因此样本中涉及有放射性活度监测、安全壳卸压策略、预防氢气爆炸以及放射性物质的过滤方式等技术主题,下面分别就以上几个方面对有关安全壳过滤系统的专利申请进行分析。

(1)过滤器本体改造

在过滤器本体结构改造的专利申请中,大多集中在湿式过滤排放系统,例如其需不间断地向过滤器容器中添加滤碘溶液,如DE102013205524A1、US2006/0188055A1;例如增大放射性气体与滤碘溶液的接触面积,以使二者充分混合,提高过滤效率,如CN104412328A⑽那鹄锕艿呐缱焐杓莆V型;安全壳过滤排放系统还肩负着排出放射性气体的衰变热的功能,如CN103111211A中将从安全壳排出的气体首先通过浸没在冷却池中的螺旋型的紫铜管移除衰变热,然后再进入过滤器;过滤器中的金属纤维需要定期更换,而金属纤维中聚集大量放射性物质,因此更换金属纤维会使工作人员遭受辐照,CN203750313U提出的过滤器装配简单省时,减少了工作人员受辐照的时间。

(2)放射性物质活度监测

经过过滤器的放射性气体在排放到大气之前,需要测量其放射性活度,以确保不会造成环境污染。排入大气的气体中含有的放射性元素包括131Xe、90Sr、137Cs、131I等,上述放射性核素会对人体器官造成伤害。因此,需要严格监测排入大气的气体放射性活度。有关核素放射性活度监测方式的专利申请主要集中在提高监测的精度及监测效率上,如DE102013207595B3、DE0523396A1及CN203338771U中所述。

(3)卸压策略

需要合理设计安全壳排放系统的启动压力,以确保安全壳失效概率很低;在确保安全壳失效概率很低的前提下,又需要推迟安全壳过滤排放系统的启动时间,以减少放射性物质释放到环境中。中国专利申请CN201310293436.X通过调节打开安全壳排放系统的开启压力、开启的时间间隔及开启次数,既可以确保安全壳不会超压失效,又可以尽量减少放射性物质排放量。

(4)降低H2浓度

核电厂发生事故时,生长的氧化锆与反应堆内的水反应生成氢气,随氢气浓度升高,可能使安全壳内爆炸。因此,在堆芯熔毁时安全壳过滤排放系统除了主动降压和排放放射性气体,还需及时降低氢气浓度。通常的方法是向安全壳内输送惰性气体,如CO2、N2等,但是这使得安全壳内压力增大,导致超压失效。一种方式是将混合有氢气的气体排到过滤器容器中,然后向过滤器容器中输入惰性气体,如专利CN1195419A 及CN204407019U中所述。

4.主要申请人分布

主要申请人申请量及排名分布如表1所示。

纤维过滤器范文5

【关键词】含油污水;纤维球;评价方法

1、概述

随着油田污水处理规模的扩大和技术的深入发展,纤维球过滤技术在新疆油田得到广泛应用,纤维球过滤器在整个处理流程中起着重要作用,水质的最终净化与稳定主要在纤维球过滤器中进行。

纤维球是用普通的纤维材料加工制作而成的一种球状滤料,与传统的钢性滤料相比,纤维球具有孔隙率高、比表面积大、吸附性能好、质量轻、弹性好等特点,可有效地增大滤床的截污纳垢能力。由于该材料具有疏水亲油性,吸附油污不易清洗,不能用于含油污水处理。

对普通纤维球材料表面经过改性(改变亲油性)处理,使之具有疏油亲水性,用其加工制作而成的一种球状滤料。该滤料具有吸附油污易清洗的特性,可以用于含油污水处理。

其主要特点是经过本质的改性处理将纤维滤料由亲油疏水型改变为亲水疏油型,使得纤维球不易粘油,便于反洗再生。改性纤维球属于弹性滤料,空隙率大,其滤料直径可达几十微米甚至几微米,因此滤料比表面积大,过滤阻力小,使得过滤器滤速高、截污量大、工作周期长。其改性后特别适合于含油污水的处理。

2、纤维球/改性纤维球的评价方法

注:油污可洗率是改性纤维球的指标,纤维球不具备这一项指标。

文章就部分项目测定方法列举如下:

3.耐破碎性的测定方法

(1)原理

通过模拟现场使用状况,将纤维球/改性纤维球放入蒸馏水中进行搅拌,计算完整纤维球/改性纤维球碎屑的比重,测定纤维球/改性纤维球的耐破碎性。

(2)试剂与材料

实验用电动搅拌器一台,转速1500r/min、纤维球/改性纤维球、蒸馏水、容器、烘干箱

(3)分析步骤

a将干燥的纤维球/改性纤维球先称重,再放入容器中,按1:2的比例添加蒸馏水。

b使用搅拌器对纤维球/改性纤维球与蒸馏水的混合物以1500r/min的速度连续搅拌24小时。

c统计出完整的纤维球/改性纤维球个数,并将其烘干称重,计算出纤维球的破碎率,≤5%的为合格。

4.涤纶丝强度的测定方法

采用现行的《化学纤维、短纤维拉伸性能试验方法》(GB/T 14337-2008)进行测定。

(1)原理

单根纤维在规定条件下,在等速伸长型拉伸仪上将纤维拉伸至断裂,从负荷-伸长曲线或数据显示采集系统中得到试样的断裂强力、断裂伸长、定伸长强力、初始模量等拉伸性能的测定值。

5.耐酸性的测定方法

(1)原理

测定纤维球/改性纤维球在酸溶液中浸泡前后的外观和物理性能,即可比较纤维球/改性纤维球的耐酸性。

(2)试剂及材料

35%盐酸溶液、75%硫酸溶液、65%硝酸溶液、纤维球/改性纤维球、烘干箱、烧杯、玻璃棒

(3)分析步骤

a将纤维球/改性纤维球用蒸馏水浸泡30min,并用蒸馏水冲洗3次。

b取出纤维球/改性纤维球放在烘箱中,在80℃的条件下烘干30min,取出后放入干燥器冷至室温。

c按照《化学纤维、短纤维拉伸性能试验方法》(GB/T 14337-2008)的方法测定纤维球的涤纶丝强度,做好记录。

d将不同的纤维球/改性纤维球分别浸泡在盛有35%盐酸溶液、75%硫酸溶液、65%硝酸溶液的烧杯中,用玻璃棒搅拌5min,再静置浸泡30min后取出。

e用蒸馏水冲洗纤维球/改性纤维球,直至冲洗水的PH值呈中性。

f按步骤b进行操作。

g参照《化学纤维、短纤维拉伸性能试验方法》(GB/T 14337-2008)测定纤维球/改性纤维球的强度,与实验前的强度对比,差值小于5%的算合格。

总结

本课题主要研究了纤维球/改性纤维球在生产实践中的技术要求及评价方法,特别是在处理稠油污水这种成分相对复杂的含油污水时,纤维球/改性纤维球更容易结块、积泥、松散,新疆油田重油开发公司运行纤维球过滤器已有十年之久,认识到纤维球/改性纤维球需要有一定的评定指标和检测方法,才能保证纤维球在生产实践中达到最大的利用率,降低成本。通过本课题的研究,主要得出以下结论:

1、改性纤维球滤料适合稠油污水的处理,但在我国还没有统一标准,只有企业标准,在生产运行中对纤维球滤料的次、好没有系统的鉴别。针对这种现状,需要制定适合实际生产的执行标准。

2、由于稠油污水成分相对复杂,温度较高,更容易造成纤维球/改性纤维球的失效,在生产运行中,对纤维球过滤器的参数调置十分重要。

纤维过滤器范文6

关键词 :高密度沉淀池V型滤池PCF过滤器预处理矿井涌水

中图分类号: TU991.23 文献标识码: A 文章编号:

1、前言

矿井涌水经收集后进入调节池,经过调节水量及预处理后,由提升泵提升至高密度沉淀池,通过投加石灰等药剂,可将重金属离子、部分硬度(暂时硬度)、碱度生成不溶性沉淀物去除,防止后续膜处理结垢,投加混凝剂及絮凝剂,有效去除悬浮物、不溶性有机物、防止后续膜系统有机物污染,高密度沉淀池出水进入V型滤池,V型滤池产水提升至PCF过滤器,通过两道过滤,进一步去除有机物和SS,确保预处理出水达到膜系统进水要求,减轻后续膜处理负担。PCF产水一部分作为软化水经泵送至用户,另一部分经提升经自清洗过滤器至超滤系统,超滤作为反渗透的预处理,进一步去除悬浮物、胶体、大分子有机物等,保护反渗透系统安全稳定运行。

2、工程概况

河南龙宇煤化工有限公司40万吨/年醋酸配套建设原水净化及预脱盐水站工程,原水水源取自矿井排放废水,根据北控设计工艺,将产水分为PCF处理后的软化水和一级反渗透后的预脱盐水两部分,设计制软化水能力为2500m3/h,预脱盐水能力为800m3/h。项目自2011年01月开始动工,2012年 7月31日建成完工,2012年01月开始进行前段软化水工艺部分的调试。

图片1 污水处理厂工艺流程

3 、 工艺原理

3、1高密度沉淀池

图片2高密度沉淀池

高密度沉淀池系统由混合池、反应池、沉淀池、中和池工艺组合而成。设计处理量为4000m3/h,分两组并联运行,单组处理量为2000 m3/h。

在混合池通过投加消石灰Ca(OH)2,将Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2转化为不溶性的CaCO3和Mg(OH)2沉淀,达到去除和降低矿井水的碱度和硬度的效果。同时进水中投加聚合硫酸铁等混凝剂,去除水中悬浮物、胶体和不溶性有机物,随CaCO3和Mg(OH)2一起沉淀分离。在絮凝反应沉淀池内加入高分子助凝剂,并将后续预沉浓缩池部分污泥回流至絮凝反应沉淀池入口,加速矾花的增长及增加矾花的密度,提高沉淀效果。斜管澄清区出水通过沟道进入一座后混合池,加入少量聚合硫酸铁、硫酸和二氧化氯,通过机械搅拌,用于去除出水中含有的少量高分子聚合物,调节出水PH值,防止高分子聚合物和饱和碳酸钙结垢堵塞滤料,并抑制微生物的滋生。

3.2 V型滤池

V型滤池:是一种粗滤料滤池的一种形式,因两侧(或一侧也可)进水槽设计成V

图片3 V型滤池反洗时

字形而得名。其主要特点是:(1)可采用较粗滤料较厚滤层以增加过滤周期。(2)气、水反冲再加始终存在的横向表面扫洗,冲洗效果好,冲洗水量大大减少。

待滤水由进水总渠经进水阀和方孔后,溢过堰口再经侧孔进入被待滤水淹沿的V型槽,分别经槽底均匀的配水孔和V型槽堰进入滤池。被均质滤料滤层过滤的滤后水经长柄滤头流入底部空间,由方孔汇入气水分配管渠,在经管廊中的水封井、出水堰、清水渠流入清水池。

3.3 PCF过滤器

PCF纤维过滤器采用一种新型柔软纤维丝作为滤元过滤精度可达几微米具有比表面积大过滤阻力小的优点。

过滤过程对纤维丝施以回转机具压榨使其纤维丝纵向之间孔隙变小水中的悬浮物均被挡住留在纤维丝外过滤后得到清洁的处理水。当过滤器内被截留的悬浮污物杂质增多处理水量下降压力达到设定值或达到设定的时间自动进入反冲洗过程。

图片4PCF工艺流程

4、工艺参数与指标

本系统采用两组高密度沉淀池,8组V型滤池和10台PCF过滤器组成,具体工艺参数与指标为:

高密度沉淀池:

进水: COD≤100mg/l

浊度≤100NTU

暂硬≤200mg/l

PH 6~9

出水: COD≤60mg/l

浊度≤5NTU

暂硬≤70mg/l

PH 6~ 7.5

V型滤池:

设计流速: 8.13m/h

最大流速: 9.0m/h

单座处理水量: 500m3/h

总处理水量: 4000m3/h

进水:浊度≤10NTU

出水:浊度≤2NTU

PCF过滤器:

单台过滤器处理量 ≤400m3/h

单元处理水量 ≤4000m3/h

进水压力 ≤0.2MPa

进出水压差 ≤0.08MPa

过滤速度 60~90m/h

单台反洗水量≤400m3/h

反洗压力≤0.18MPa

单台反洗风量≤19Nm3/min

进水:浊度 ≤5NTU

出水:浊度 ≤1NTU

COD≤50mg/l

5、结论

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