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改性纤维球滤料的由来
时间:2018-03-21  作者:华恒环保

     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。   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。    

    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"国家实用新型专利,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。最后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,筛选出佳的防油药剂,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(图3)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。
做为滤水材料,改性纤维球滤料具有以下优点:
(1) 具有足够的化学稳定性,滤水过程中无有害成分溶出;
(2)反洗气水高强度的摩擦,碰撞,剪切力不会发生破损和流失跑料;
(3)多年浸泡在水中耐久不腐。