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改性纤维球基础
改性纤维球滤料是由改性纤维丝扎结而成的圆形小球，它适用于油田含油污水的精细过滤，和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首选。
改性后的纤维丝具有亲水疏油性，反洗再生性能好，是目前较理想的适合于含油污水处理的精细过滤产品.
改性纤维球的产生和发展
纤维球高效过滤系统在污水回用中的应用
社会的进步和经济的发展给全球资源,环境都带来了巨大的压力.人类自身的生存发展不仅消耗大量的水资源,而且还向环境中排放的污染物质,造成水环境的明显恶化,使全球可利用的淡水资源日益减少.污水回用与资源化是解决缺水问题最为简单,经济的一种途径.
过滤是污水回用深度处理的重要处理单元,是污水回用保证再生水水质的关键过程.其目的在于进一步去除废水二级处理后的生物絮体和胶体物质,降低出水的BOD,COD植,显著降低出水的悬浮物含量和浊度,重金属,细菌等.高效过滤材料与技术的应用,能够显著提高回用水的水质与综合利用率,降低城市与工业的排污总量,并推动水资源可持续利用的发展.
1 纤维球高效过滤技术
1.1 过滤技术的发展
一百多年来,人们不断探索研究高效的过滤工艺以取得更好的滤后水质,研究成果表现在以下几方面:
1) 对过滤机理进行了探索研究,创立了各种过滤理论模式.
2)滤池型式和水流方向发展多样化.
3)滤料由传统的石英沙滤料为主改进到多种介质,如无烟煤,磁铁矿,石榴石,以及颗粒活性炭,塑料珠,陶粒滤料等.滤料组成有单层滤料,双层滤料和多层滤料.
然而,纵观过滤技术的发展历史,有两点基本没有改变:一是普通快滤池为代表的基本构思没有取得突破性的(质的)进展,快滤池通过加大滤料粒径,提高了滤速,发挥了深层滤床的过滤能力,但是,通过水力反冲洗之后,使得砂层的粒径分布随过滤水流(自上而下)逐渐增大.这样,上层滤料的粒径最细,空隙最小,悬浮杂质在滤层中的分布主要集中在上层,尤其是表层,表层孔隙容易堵塞,滤层阻力迅速上升,周期缩短,下层部分滤料仍然没有发挥作用,双层及多层滤料虽然从滤床总体上实现了反粒度过滤,但就每一单滤料层依然如故,不能发挥整个滤床的截污能力,这是传统过滤技术的最大缺陷.二是以石英砂滤料为代表的传统颗粒滤料的主导地位没有改变.颗粒滤料的主要缺点是滤床孔隙率小,滤料比表面积小,滤床截污量低,反冲洗时,滤料容易流失.
1.2 纤维球滤料的发展及特点
1982年日本尤尼奇卡公司将人工合成纤维丝制成绒球作为滤料,用聚脂纤维作成球或扁平椭圆体,用于水的净化处理,取得很好的效果.纤维球具有水头损失小,滤速高,截泥量大等优点,但这种纤维球的纤维丝卷曲缠结在一起,形成的球比较硬,纤维球形成的滤床具有颗粒床结构特点,球与球之间无联系,空隙较大,容易穿透.反冲洗时,纤维球内部积泥很不容易反冲洗干净.
中国清华大学于1983年创造了有自己特色的纤维球,这种纤维球由中心结扎而成,密实度由中心向周边递减,滤料层空隙率达90%以上,其主要特性如下:
1) 纤维球呈柔性,孔隙可变,过滤时受工作压力,上层截泥和滤料自重的影响,形成上疏下密的理想滤层分布状态,可充分发挥出滤料深层的截污能力.
2) 与砂子,无烟煤,陶粒等滤料相比,纤维球滤料具有滤速高,截泥量大,工作周期长等优点.
3) 纤维球滤料在污水处理中(污水直接过滤,一级处理后过滤与二级处理后过滤)能发挥其特点.在同样过滤水量时,采用纤维球滤料可以提高滤速,从而节省过滤设备的容量,节省投资.
近20年来,中国和日本相继展开了纤维滤料研究的热潮.例如日本于1986年研制了卷缩纤维中心结扎纤维球,与中国的纤维球相似,但卷缩丝的加工难度大.1992年又制成棒状纤维滤料,几乎不能反洗,只能用于特殊行业,作为一次性使用.采用纤维长丝束状滤料的典型代表有中国东北电力学院研制的带胶囊与不带胶囊的挤压式过滤器以及江汉研究所研制的靠机械压盖上下挤压的纤维丝过滤器,存在设备结构复杂,造价高,操作不便等问题.
1998年,清华大学又推出彗星式纤维滤料,这种不对称构型滤料具有一定的优势,例如进一步减少了滤料的"死"区(滤料过分紧密,反冲洗时纤维无法散开,从而使其间截留的悬浮物难以脱落),反洗时,由于彗核和慧尾纤维的密度差,慧尾纤维随反冲洗水流散开并摆动,产生较强的甩曳力和相互碰撞,有利于过滤材料的洗净.但是也存在慧尾易结团,慧核溶结材料与滤料本身材质不一样,牢固性需要经受长时间的考验.
特点：
纤维丝表面经改性处理，是一种新制高效产品，具有亲水疏油性。
在运行时滤层隙率沿水流方向逐渐减水，并形成了滤料上大下小的孔隙分布状态。性能稳定，经久耐用。
使填料之间孔隙可变，不易被生和膜填塞，比表面积大，处理效果好，不需更换，每年补填 20-30％，减省维修费用，提高介质利用率
改性纤维球介绍：
改性纤维球去除油及杂质的机理为：直接拦截、惯性拦截和电化学吸附。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,颗料≤2μm 。 纤维球表面经过改性处理，对油及杂质的吸附能力增强；纤维球新型结扎方式，运行时滤层空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。滤料只需每年补充10%左右，无需更换。 改性后的纤维丝具有亲水疏油性，反洗再生性能好，是目前较理想的适合于含油污水处理的精细过滤产品
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