纖維球濾料

纖維球概念：

纖維球是由纖維絲扎結而成的，呈柔性、孔隙率可變的高性能濾料，它與傳統(tǒng)的剛性顆粒濾料相比具有彈性效果好、不上浮水面、孔隙率大、工作周期長、水頭損失小等優(yōu)點。并在過濾過程中受工作壓力，上層截泥和濾料浸水后自重的影響，從而形成了上疏下密的濾層分布狀態(tài)，它以其極大的比表面積和孔隙率吸附并截留水中的懸浮物。濾層空隙沿水流方向逐漸變小，形成了比較符合理想濾料由上大下小的空隙分布結構。因此，它具有效率高、濾速快、截泥容量大、過濾效果好，可再生，用氣水反沖洗，沖洗水量為過濾水量的1-2％，適應于各種水質的過濾和精濾。

性能指標：

纖維球性能特點：

1）濾速高。纖維球濾速可達40m/h，而砂濾濾速只有8～10 m/h。

2）出水水質好。當濾速為20～40 m/h時，國產纖維球可將沉淀池出水懸浮物由＜20mg/l降到1.4～3mg/l，去除率85%左右，日本球出水懸浮物在3.2～3.4mg/l 左右。國產纖維球過濾接觸氧化池出水，懸浮物由20～80mg/l降到≤5mg/l。

3）截污量大。過濾沉淀池出水，纖維球濾層截污量為3～4.7kg/m2，為石英砂濾層的1.6～2.4倍；過濾接觸氧化池出水，截污量達4.5～9.4 kg/m2。

4）周期產水量大。過濾沉淀池出水時，纖維球過濾周期產水量為360～700m3/m2，是砂濾的3.6～7倍。

5）反沖洗水量少，約占過濾水量的2%左右，而砂濾反沖洗水量約占過濾水量的5%。

纖維球分類：

纖維球分為普通纖維球和改性纖維球，普通纖維球主要用于含油量低于15ml的水質過濾，改性纖維球在含油量高的領域應用更為廣泛。

改性纖維球濾料：

改性纖維球適用于油田含油污水的精細過濾，也適用于其它工業(yè)廢水的精細過濾。  

改性纖維球表面經過改性處理，對油及有機物的吸附能力增強；改性纖維球新型結扎方式，運行時濾層孔隙率沿水流方向逐漸減小，形成了比較理想的濾料上大下小的孔隙分布狀態(tài)，過濾效果更好；濾速高，可達25-30m/h。濾料只需每年補10%左右，無需更換。 改性纖維球與普通纖維球最大的區(qū)別在于是一種不同于紡織用染色性差的高分子聚合物----改性纖維絲束精細制作而成，親水疏油，在對含油污水處理中具有效果佳、精度高、易沖洗、使用周期長等優(yōu)點，廣泛應用于油田、石化加工，印染等行業(yè)污水處理中。

改性纖維球是由改性纖維絲結扎而成的。是由含量在35%～85%之間的第二和第三單體的共聚物紡絲制得的改性纖維絲束經過預熱 → 蒸汽牽伸 → 水洗 → 烘干 → 熱定形 → 卷曲 → 分絲 → 扎結→剪斷→包裝等工藝加工而成。 改性纖維絲的性能極似羊毛,彈性較好,伸長20%時回彈率仍可保持65%，蓬松卷曲而柔軟，有合成羊毛之稱。強度 22.1～48.5cN/dtex，比羊毛高1～2.5倍。耐曬性能優(yōu)良，露天曝曬一年，強度僅下降20％，以此種纖維制作成的纖維球彈性好，比表面積大，空隙率高，濾速可調節(jié)，是水質高精度過濾的首選。

它適用于油田含油污水的精細過濾，也適用于其它工業(yè)廢水的精細過濾。改性纖維球去除油及有機物的機理為：直接攔截、慣性攔截和電化吸附。濾前水質含油≤15mg/L，懸浮物≤10mg/L；濾后水質含油≤5mg/L，懸浮物≤2mg/L。

纖維球濾料雖然纖維球過濾器的技術優(yōu)勢很大，但是普通纖維球由于具有非極性的親油表面，一旦吸附原油，根本無法反沖洗再生，因此限制了它在油田含油污水處理中的應用。為了克服纖維濾料這一缺點，充分發(fā)揮其去除懸浮物的潛力，在王占生教授的組織指導下，清華同方股份有限公司環(huán)境事業(yè)部于2000年成功地開發(fā)了新型防油改性纖維球，申報“防油纖維濾料"和“扇形防油纖維濾料"國家實用新型專利，并在華北油田進行了現(xiàn)場試驗。

研究成果綜述如下：

 1)分析比較了各種不同纖維的綜合性能，研究了不同纖維的改性處理工藝，經過比較篩選得知，滌綸纖維具有良好的耐熱性能，耐酸、耐堿和耐腐蝕性能，耐磨及耐微生物性能，適應油田采出水的高溫、高腐蝕等特點。最后選定以滌綸纖維作為改性對象，進行親水防油改性。

 2)研究不同改性劑對滌綸纖維改性效果，篩選出最佳的防油藥劑，確定改性工藝參數(shù)，得到理想的表面改性效果。由改性纖維球與原絲纖維球經粘油洗滌后照片對比可知，原絲纖維球經粘油飽和后根本無法再生，而改性纖維球經浸油飽和后用水沖洗時，能夠迅速恢復清潔的表面，從而得到再生。可見防油改性絲的表面已經發(fā)生了根本性的變化，防油藥劑一方面與表面非晶區(qū)中的自由基以及游離自由基發(fā)生化學接枝，另一方面通過物理吸附作用在纖維的表面。吸附時，由于纖維表面具有非極性，防油藥劑在上面吸附時，一般以親油基靠近固體表面，親水基朝外，這樣原來的非極性表面就變成親水的極性表面。

 3) 現(xiàn)場試驗研究 現(xiàn)場試驗在中國某油田污水處理站進行，歷時2個月。試驗濾柱直徑164mm，柱高2.7m，改性纖維球裝高0.9m，來水為隔油罐后污水。改性纖維球的除油率及除懸浮物率均大于80%，來水含油＜20mg/l，出水含油＜5 mg/l，來水含油＜10 mg/l左右，出水含油＜2 mg/l。在去除懸浮物方面，更表現(xiàn)出非常好的控制能力，進水懸浮物10 mg/l左右，出水懸浮物≤2 mg/l，出水顆粒中值≤2μm，顆粒總數(shù)去除率大于90%。 改性纖維球過濾系統(tǒng)纖維束濾料是我廠近年來開發(fā)研制的新型填料。本產品選用優(yōu)質丙綸，滌綸絲為原料，由于它運用自身表面所沾附的大量生物團與充氧，與污水反復接觸，使不易沉淀去除的微小懸浮物的截留及有機物降解而達到凈化的目的。濾速比石英砂濾料高4-4.5倍。易反洗再生，可實現(xiàn)自動化管理，一般濾速35m/h,粗濾進水120mg/L，出水SS≤5mg/L，精濾進水25mg/L,出水≤2mg/L，還由于它工藝特殊，能進快的進行更換和維修，目前，廣泛用于電力、油田、化工、冶金、電子等行業(yè)的高標準用水、循環(huán)、旁濾、和廢水回收利用。 纖維絲性能質地輕。強度高，彈性好，耐磨損，耐腐蝕，不吸水。

改性纖維球濾料特點：

1、除具有原纖維球所具有的優(yōu)點外，還有耐酸堿、耐腐蝕、耐溫，同時對油具有理想的吸

附及解吸附能力，反洗時，自身脫油率≥95％。             

2、孔隙率大，吸附截污能力強，出水精度高。由于獨特的纖維結構，可使反洗達到搓洗的目的，反洗徹底再生方便。水頭損失小、用水量少。

3、過濾效果好，由于它對油及有機物采用了新的去除機理直接攔截、慣性攔截和電化吸附。使之進水含油≤20mg，懸浮物SS≤15mg／L；出水含油≤5mg/L，懸浮物SS≤2mg／L。可以去除出水顆粒物總數(shù)去除率大于95％，顆粒中值≤2um。

4、隨水飄動的纖維束，使填料之間空隙可變，不易被生物膜堵塞。

5、比表面積大，活性強，處理效果好。

6、濾速高(可達25—30m/h)，使用周期長、每年只需補充10％左右，無需更換。

纖維球濾料適用范圍:

1、廣泛應用于循環(huán)水旁流過濾、生活水深度處理、鍋爐給水處理、反滲透前置過濾，污水回用過濾。

2、適用于油田含油污水回注的粗、中、精細過濾及油田、煉油廠污水的外排處理；

3、適用于鋼鐵、熱電、造船、造紙、醫(yī)藥、化工、紡織、食品、飲料、自來水、游泳池等各種工業(yè)用循環(huán)水和生活用水及其廢水的回收利用過濾處理。

4、適用于純凈水、海水、苦咸水淡化及集中供水工程、城市污水處理工程等水處理。

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