Abstrakt
Cirkulerande avloppsvatten från glasfiberproduktion innehåller glasmikrofibrer, kolloider och sura ämnen. Dess vattenkvalitet försämras lätt, vilket påverkar produktkvaliteten, och traditionella reningsprocesser är svåra att återvinna. Detta papper använder ultrafiltreringsmembranteknologi för att behandla cirkulerande avloppsvatten från glasfiberproduktion. Membranflödet, transmembrantrycksskillnaden, effluentkvaliteten och driftsstabiliteten för kors--flödesfiltrering och återvänds-filtreringsprocesser jämförs. Filtreringscykeln och rengöringsschemat är optimerade för att verifiera genomförbarheten av återanvändning av ultrafiltreringsmembran. Experimentella resultat visar att båda filtreringsmetoderna kan uppnå effektiv avloppsvattenrening, vilket ger klart och transparent avloppsvatten. Kors-flödesfiltrering uppvisar starkare kontinuerlig driftstabilitet, medan återvänds-filtrering är mer kompakt. När filtreringscykeln är mindre än eller lika med 2 timmar, förblir den transmembrana tryckskillnaden stabil, och fysisk rengöring som kombinerar luftskrubbning + backspolning + framåtspolning kan helt återställa membranets prestanda. Det renade avloppsvattnet kan återanvändas direkt i produktionslinjen, vilket avsevärt minskar utsläpp och färskvattenförbrukning, vilket ger en teknisk lösning för den resursbaserade-återanvändningen av glasfiberavloppsvatten.
Nyckelord: Ultrafiltreringsmembran; Glasfiber avloppsvatten; Återvinning; Kors-flödesfiltrering; Återvänds-filtrering; Transmembrantryckskillnad; Fysisk städning
Introduktion
Vid tillverkning av glasfiber- och batteriseparatorer genererar det cirkulerande vattensystemet en stor mängd avloppsvatten som innehåller glasmikrofibrer, kolloider och sura ämnen. Vattenkvaliteten försämras snabbt, vilket leder till försämrad produktkvalitet, produktionslinjeavstängningar för vattenersättning och ökat utsläpp av avloppsvatten, vilket ökar avloppsreningsbelastningen. Traditionella sedimenterings- och filtreringsprocesser kan inte ta bort fina fibrer och kolloider, vilket gör det svårt att uppfylla återvinningskraven.
Ultrafiltreringsmembranteknologi, driven av tryck, kan effektivt hålla kvar fina partiklar, kolloider och suspenderade ämnen, vilket erbjuder fördelar som hög separationsnoggrannhet, integrerad utrustning och automatiserad drift, vilket gör den lämplig för behandling av glasfiberavloppsvatten. Kors-flödesfiltrering och återvänds-filtrering är två centrala driftsprocesser för ultrafiltreringsmembran, med betydande skillnader i deras driftsegenskaper, föroreningskontroll och underhållskostnader. Forskning om processoptimering specifikt för glasfiberavloppsvatten är begränsad. Det här dokumentet jämför driftsprestanda för de två processerna genom experiment i -pilotskala, optimerar driftsparametrar och reningsscheman, uppnår återvinning av avloppsvatten och förbättrar produktionseffektiviteten och vattenresursutnyttjandet.
1. Experimentella material och metoder
1.1 Testa vattenprover
Vattenprover togs från bakvattencirkulationspoolen hos en batteriseparatortillverkare. Avloppsvattnets egenskaper var: innehållande glasmikrofibrer och kolloider, pH≈2, mjölkvit till utseendet, hög-fiber, starkt surt cirkulerande avloppsvatten, med en cirkulationscykel på 1-2 dagar och stora fluktuationer i vattenkvaliteten.
1.2 Experimentell utrustning
En helautomatisk ultrafiltreringspilotapparat- användes med en enda ultrafiltreringsmembranmodul. Membranmaterialet var syra-beständigt ultrafiltreringsmembran, med en retentionsnoggrannhet anpassad till retentionen av fina fibrer. Apparaten hade två driftslägen: tvär-flöde och återvändsgränd-, vilket möjliggör automatisk rengöring genom luftskrubbning, backspolning och framåtspolning.
1.3 Experimentell process
Kors-flödesfiltrering: Influensflöde 8 m³/h, permeatflöde 3 m³/h, koncentrat recirkuleras tillbaka till råvattentanken för vidare behandling;
Återvänd-filtrering: Influent flöde=Permeatflöde=3 m³/h, ingen återcirkulation av koncentrat, filtreringscykler inställda på 1h, 2h och 4h;
Rengöringsprocess: Luftskrubbning 2 min + backspolning 2 min + framåtspolning 1 min, rent fysisk rengöring, inga kemiska medel.
1.4 Utvärderingsindikatorer
Kärnutvärderingsindikatorerna är transmembrantryckskillnad, membranflöde, avloppskvalitet och driftsstabilitet. Transmembrantryckskillnaden återspeglar graden av membrannedsmutsning, och effluentens klarhet kännetecknar separationseffekten.
2 Experimentella resultat och analys
2.1 Lämplighetstest av ultrafiltreringsmembranutrustning
Ultrafiltreringspilotenheten fungerade intermittent i 33 timmar. Inflödet var mjölkvitt surt avloppsvatten, och permeatet förblev klart och genomskinligt, vilket bevisade att ultrafiltreringsmembranet är lämpligt för glasfiberavloppsvatten och uppvisar stabil separationsprestanda.
2.2 Resultat av kors-flödesfiltreringsprocessen
Under kontinuerlig drift av tvärflödesfiltrering ökar den transmembrana tryckskillnaden långsamt över tiden. Efter vattenbyte och membranspolning återställs tryckskillnaden helt. Kontinuerlig drift visar ingen okontrollerad nedsmutsning av membranet, och permeatkvaliteten förblir stabil och uppfyller kraven för produktionslinjeåtervinning.
Fördelar: Återcirkulation av koncentrat minskar avsättning av föroreningar på membranytan, vilket minskar nedsmutsningshastigheten. Den är lämplig för stor-, lång-kontinuerlig produktion och uppvisar optimal driftsstabilitet.
2.3 Prestanda för återvänds-filtreringsprocess
Återvänds-filtreringscykeltest:
1h, 2h: Ingen signifikant förändring i transmembrantryckskillnaden; stabil drift.
4h: Signifikant ökning av transmembrantryckskillnaden; ökad membranförorening. Efter fysisk rengöring återhämtar sig emellertid tryckskillnaden snabbt och membranets prestanda visar ingen minskning.
Slutsats: Återvänds-filtrering med en cykel som kontrolleras inom 2 timmar kan fungera stabilt under långa perioder. Enheten producerar inga koncentratutsläpp, har en mer kompakt struktur och är lämplig för små-, kompakta behandlingsscenarier.
2.4 Membranpåväxtkontroll och regenereringsprestanda
Nedsmutsning av ultrafiltreringsmembran är ett oundvikligt fenomen under drift. En kombinerad fysisk rengöringsprocess med luftskurning + backspolning + framåtspolning tar effektivt bort fibrer och kolloidala avlagringar från membranytan, lämnar inga kemikalierester, orsakar inga skador på membranmodulen och möjliggör fullständig återställning av membranflödet och separationsprestanda, vilket säkerställer en lång-stabil drift.
2.5 Återanvändningseffekt och tekniska fördelar
Permeatvattenåteranvändning: Ultrafiltreringspermeat kan återanvändas direkt i produktionslinjens cirkulerande vattensystem, vilket säkerställer stabil vattenkvalitet, förbättrar diafragmans produktkvalitet och förlänger produktionslinjens vattenbytescykel.
Minskning av föroreningar och koldioxidminskning: Utsläppen av avloppsvatten minskar avsevärt, vilket minskar belastningen på avloppsreningsverket; färskvattenförbrukningen minskar avsevärt, vilket sparar vattenresurser och driftskostnader.
Produktionseffektivitet: Frekventa stillestånd för vattenbyten undviks, vilket ökar produktionslinjens kontinuerliga drifttid och förbättrar produktionseffektiviteten.
3. Processoptimering och tekniska rekommendationer
Processval: Cross-flow-filtration rekommenderas för stor-kontinuerlig produktion på grund av dess höga stabilitet; blindvändsfiltrering rekommenderas för små-kompakta projekt på grund av dess enkla drift och underhåll.
Driftsparametrar: Dead end-filtreringscykel Mindre än eller lika med 2 timmar; tvärflödesfiltrering i kombination med periodisk backspolning kontrollerar tryckskillnaden mellan membranet inom ett rimligt område.
Rengöringsplan: Rent fysisk kombinerad rengöring används, som inte kräver några kemiska medel, vilket gör den miljövänlig och låg-kostnad, lämplig för sura avloppsvattenförhållanden.
4. Slutsats
Ultrafiltreringsmembranteknologi kan effektivt behandla surt cirkulerande avloppsvatten från glasfiberproduktion, effektivt hålla kvar glasmikrofibrer och kolloider, producera klart och följsamt avloppsvatten som direkt kan återanvändas i produktionslinjen.
Både kors-flödesfiltrering och återvänds-filtrering är lämpliga för denna avloppsvattenrening. Kors-flödesfiltrering ger mer stabil drift, medan återvändsfilter-filtreringsenheter är mer kompakta, vilket möjliggör flexibelt urval baserat på projektskala.
En filtreringscykel Mindre än eller lika med 2 timmar och kombinerad fysisk rengöring kontrollerar effektivt nedsmutsning av membranet, vilket säkerställer en lång-stabil membranprestanda.
Teknik för återanvändning av ultrafiltreringsmembran kan uppnå återvinning av avloppsvattenresurser och volymminskning, förbättra produktkvalitet och produktionseffektivitet och har betydande ekonomiska och miljömässiga fördelar.