Abstrakts
Stikla šķiedras ražošanas cirkulācijas notekūdeņi satur stikla mikrošķiedras, koloīdus un skābas vielas. Tā ūdens kvalitāte viegli pasliktinās, ietekmējot produktu kvalitāti, un tradicionālos apstrādes procesus ir grūti panākt otrreizēju pārstrādi. Šajā dokumentā tiek izmantota ultrafiltrācijas membrānas tehnoloģija, lai attīrītu cirkulējošo notekūdeņus no stikla šķiedras ražošanas. Tiek salīdzināta membrānas plūsma, transmembrānas spiediena starpība, notekūdeņu kvalitāte un darbības stabilitāte šķērsplūsmas filtrēšanas un strupceļa filtrēšanas- procesos. Filtrēšanas cikls un tīrīšanas shēma ir optimizēti, lai pārbaudītu ultrafiltrācijas membrānas atkārtotas izmantošanas iespējamību. Eksperimentu rezultāti liecina, ka abas filtrēšanas metodes var nodrošināt efektīvu notekūdeņu attīrīšanu, radot dzidru un caurspīdīgu notekūdeņu. Šķērsplūsmas-filtrācijai ir lielāka nepārtrauktas darbības stabilitāte, savukārt strupceļa-filtrācija ir kompaktāka. Ja filtrēšanas cikls ir mazāks par 2 h vai vienāds ar to, transmembrānas spiediena starpība saglabājas stabila, un fiziskā tīrīšana, apvienojot gaisa tīrīšanu + pretējo mazgāšanu + skalošanu uz priekšu, var pilnībā atjaunot membrānas veiktspēju. Attīrītos notekūdeņus var tieši atkārtoti izmantot ražošanas līnijā, ievērojami samazinot izplūdi un saldūdens patēriņu, nodrošinot inženiertehnisku risinājumu stikla šķiedras notekūdeņu atkārtotai izmantošanai,{15}}kas balstīta uz resursiem.
Atslēgvārdi: Ultrafiltrācijas membrāna; Stikla šķiedras notekūdeņi; Pārstrāde; Šķērsplūsmas -filtrēšana; Strupceļa{1}}filtrēšana; Transmembrānas spiediena starpība; Fiziskā tīrīšana
Ievads
Stikla šķiedras un akumulatoru separatoru ražošanā cirkulējošā ūdens sistēma rada lielu daudzumu notekūdeņu, kas satur stikla mikrošķiedras, koloīdus un skābas vielas. Ūdens kvalitāte strauji pasliktinās, izraisot produktu kvalitātes pazemināšanos, ražošanas līniju slēgšanu ūdens nomaiņai un palielinātu notekūdeņu novadīšanu, tādējādi palielinot notekūdeņu attīrīšanas slodzi. Tradicionālie sedimentācijas un filtrēšanas procesi nevar noņemt smalkās šķiedras un koloīdus, tādējādi apgrūtinot pārstrādes prasību izpildi.
Ultrafiltrācijas membrānas tehnoloģija, ko darbina spiediens, var efektīvi aizturēt smalkas daļiņas, koloīdus un suspendētās cietās vielas, piedāvājot tādas priekšrocības kā augsta atdalīšanas precizitāte, integrēts aprīkojums un automatizēta darbība, padarot to piemērotu stikla šķiedras notekūdeņu attīrīšanai. Šķērsplūsmas-filtrēšana un strupceļa filtrēšana{2} ir divi galvenie ultrafiltrācijas membrānu darbības procesi ar ievērojamām atšķirībām to darbības īpašībās, piesārņojuma kontrolē un uzturēšanas izmaksās. Pētījumi par procesa optimizāciju īpaši stikla šķiedras notekūdeņiem ir ierobežoti. Šajā rakstā ir salīdzināta abu procesu darbības veiktspēja, izmantojot izmēģinājuma- mēroga eksperimentus, optimizēti darbības parametri un tīrīšanas shēmas, panākta notekūdeņu pārstrāde un uzlabota ražošanas efektivitāte un ūdens resursu izmantošana.
1. Eksperimentālie materiāli un metodes
1.1. Pārbaudiet ūdens paraugus
Ūdens paraugi tika ņemti no bateriju separatoru ražotāja baltā ūdens cirkulācijas baseina. Notekūdeņu raksturlielumi bija šādi: satur stikla mikrošķiedras un koloīdus, pH≈2, pēc izskata pienbalts, daudz-šķiedru, stipri skābi cirkulējoši notekūdeņi, ar cirkulācijas ciklu 1-2 dienas un lielām ūdens kvalitātes svārstībām.
1.2. Eksperimentālais aparāts
Tika izmantots pilnībā automatizēts ultrafiltrācijas izmēģinājuma{0}aparāts ar vienu ultrafiltrācijas membrānas moduli. Membrānas materiāls bija skābes-izturīga ultrafiltrācijas membrāna ar aiztures precizitāti, kas pielāgota smalko šķiedru noturēšanai. Ierīcei bija divi darbības režīmi: šķērs-plūsma un strupceļš-, kas ļauj veikt automatizētu tīrīšanu, izmantojot gaisa tīrīšanu, mazgāšanu atpakaļ un skalošanu uz priekšu.
1.3. Eksperimentālais process
Šķērsplūsmas -filtrēšana: ieplūdes plūsmas ātrums 8 m³/h, caurplūdes plūsmas ātrums 3 m³/h, koncentrāts tiek recirkulēts atpakaļ neapstrādāta ūdens tvertnē turpmākai apstrādei;
Piln{0}}gala filtrēšana: ieplūdes plūsmas ātrums=caurplūdes plūsmas ātrums=3 m³/h, nav koncentrāta recirkulācijas, filtrēšanas cikli iestatīti uz 1h, 2h un 4h;
Tīrīšanas process: Gaisa beršana 2 min + mazgāšana atpakaļ 2 min + skalošana uz priekšu 1 min, tīri fiziska tīrīšana, bez ķīmiskiem līdzekļiem.
1.4. Novērtēšanas rādītāji
Galvenie novērtēšanas rādītāji ir transmembrānas spiediena atšķirība, membrānas plūsma, notekūdeņu kvalitāte un darbības stabilitāte. Transmembrānas spiediena starpība atspoguļo membrānas piesārņojuma pakāpi, un notekūdeņu skaidrība raksturo atdalīšanas efektu.
2 Eksperimentālie rezultāti un analīze
2.1. Ultrafiltrācijas membrānas aprīkojuma piemērotības pārbaude
Ultrafiltrācijas izmēģinājuma bloks darbojās ar pārtraukumiem 33 stundas. Ieplūde bija pienaini balti skābie notekūdeņi, un permeāts palika dzidrs un caurspīdīgs, pierādot, ka ultrafiltrācijas membrāna ir piemērota stikla šķiedras notekūdeņiem un tai ir stabila atdalīšanas veiktspēja.
2.2. Šķērs-plūsmas filtrēšanas procesa veiktspēja
Nepārtrauktas šķērsplūsmas filtrēšanas darbības laikā transmembrānas spiediena starpība laika gaitā lēnām palielinās. Pēc ūdens apmaiņas un membrānas atpakaļskalošanas spiediena starpība pilnībā atjaunojas. Nepārtraukta darbība neuzrāda nekontrolētu membrānas piesārņojumu, un permeāta kvalitāte saglabājas stabila, atbilstot ražošanas līnijas pārstrādes prasībām.
Priekšrocības: Koncentrāta recirkulācija samazina piesārņojuma nogulsnēšanos uz membrānas virsmas, palēninot piesārņojuma ātrumu. Tas ir piemērots liela mēroga-ilga{2}}cikla nepārtrauktai ražošanai, nodrošinot optimālu darbības stabilitāti.
2.3. Ne{1}}beigu filtrēšanas procesa darbība
Piln{0}}gala filtrēšanas cikla testi:
1h, 2h: Nav būtisku izmaiņu transmembrānas spiediena starpībā; stabila darbība.
4h: ievērojams transmembrānas spiediena starpības pieaugums; palielināta membrānas piesārņošana. Tomēr pēc fiziskās tīrīšanas spiediena starpība ātri atjaunojas, un membrānas veiktspēja nemazinās.
Secinājums: strupceļa{0}filtrēšana ar ciklu, kas tiek kontrolēts 2 stundu laikā, var darboties stabili ilgu laiku. Ierīce neizdala koncentrātu, tai ir kompaktāka struktūra, un tā ir piemērota maza mēroga-kompaktiem apstrādes scenārijiem.
2.4. Membrānas piesārņojuma kontrole un reģenerācijas veiktspēja
Ultrafiltrācijas membrānas piesārņojums ir neizbēgama parādība darbības laikā. Kombinētais fiziskās tīrīšanas process, kurā ietilpst gaisa mazgāšana + atgriešana + mazgāšana uz priekšu, efektīvi noņem šķiedru un koloidālos nogulsnes no membrānas virsmas, neatstājot ķīmiskas atliekas, neradot bojājumus membrānas modulim un ļaujot pilnībā atjaunot membrānas plūsmu un atdalīšanas veiktspēju, nodrošinot ilgtermiņa stabilu darbību.
2.5. Atkārtotas izmantošanas efekts un inženierijas priekšrocības
Permeāta ūdens atkārtota izmantošana: Ultrafiltrācijas permeātu var tieši atkārtoti izmantot ražošanas līnijas cirkulācijas ūdens sistēmā, nodrošinot stabilu ūdens kvalitāti, uzlabojot diafragmas produktu kvalitāti un pagarinot ražošanas līnijas ūdens maiņas ciklu.
Piesārņojuma samazināšana un oglekļa samazināšana: notekūdeņu novadīšana ir ievērojami samazināta, samazinot notekūdeņu attīrīšanas iekārtu slodzi; saldūdens patēriņš ir ievērojami samazināts, ietaupot ūdens resursus un ekspluatācijas izmaksas.
Ražošanas efektivitāte: tiek novērsta biežas ūdens maiņas dīkstāves, palielinot ražošanas līnijas nepārtrauktas darbības laiku un uzlabojot ražošanas efektivitāti.
3. Procesu optimizācijas un inženiertehniskie ieteikumi
Procesa izvēle: lielas-apjoma nepārtrauktai ražošanai ir ieteicama šķērsplūsmas filtrēšana tās augstās stabilitātes dēļ; Nelieliem-izmēra, kompaktiem projektiem ir ieteicama strup{2}}filtrēšana, jo tā ir vienkārša darbība un apkope.
Darbības parametri: filtrēšanas{0}beigas cikls Mazāks vai vienāds ar 2 stundām; Šķērsplūsmas filtrēšana apvienojumā ar periodisku pretskalošanu kontrolē transmembrānas spiediena starpību saprātīgā diapazonā.
Tīrīšanas shēma: tiek izmantota tīri fiziska kombinēta tīrīšana, kas neprasa ķīmiskus līdzekļus, padarot to videi draudzīgu un zemu{0}}izmaksu, piemērotu skābiem notekūdeņu apstākļiem.
4. Secinājums
Ultrafiltrācijas membrānas tehnoloģija var efektīvi attīrīt skābos cirkulējošos notekūdeņus no stikla šķiedras ražošanas, efektīvi aizturot stikla mikrošķiedras un koloīdus, radot skaidrus un prasībām atbilstošus notekūdeņus, ko var tieši atkārtoti izmantot ražošanas līnijā.
Šai notekūdeņu attīrīšanai ir piemērota gan šķērsplūsmas-filtrācija, gan strupceļa-filtrēšana. Šķērsplūsmas-filtrēšana nodrošina stabilāku darbību, savukārt strupceļa-filtrēšanas ierīces ir kompaktākas, ļaujot elastīgi izvēlēties, pamatojoties uz projekta mērogu.
Filtrēšanas cikls Mazāks par vai vienāds ar 2 stundām un kombinētā fiziskā tīrīšana efektīvi kontrolē membrānas piesārņojumu, nodrošinot ilgstošu-stabilu membrānas darbību.
Ultrafiltrācijas membrānas atkārtotas izmantošanas tehnoloģija var sasniegt notekūdeņu resursu atgūšanu un apjoma samazināšanu, uzlabot produktu kvalitāti un ražošanas efektivitāti, un tai ir ievērojams ekonomisks un vides ieguvums.
