Abstrakti
Lasikuitutuotannon kiertojätevesi sisältää lasimikrokuituja, kolloideja ja happamia aineita. Sen veden laatu huononee helposti, mikä vaikuttaa tuotteiden laatuun, ja perinteisiä käsittelyprosesseja on vaikea kierrättää. Tässä paperissa käytetään ultrasuodatuskalvoteknologiaa lasikuitutuotannon kierrättävän jäteveden käsittelyyn. Verrataan kalvovirtausta, kalvon läpi tapahtuvaa paine-eroa, jäteveden laatua ja toiminnan vakautta poikki-virtaussuodatus- ja-umpipääsuodatusprosessissa. Suodatussykli ja puhdistusjärjestelmä on optimoitu varmistamaan ultrasuodatuskalvon uudelleenkäytön toteutettavuus. Kokeet osoittavat, että molemmilla suodatusmenetelmillä voidaan saavuttaa tehokas jäteveden puhdistus, jolloin saadaan kirkasta ja läpinäkyvää jätevettä. Ristivirtaussuodatuksella on vahvempi jatkuvan toiminnan vakaus, kun taas umpi{9}}suodatus on kompaktimpaa. Kun suodatusjakso on pienempi tai yhtä suuri kuin 2 tuntia, kalvon läpi kulkeva paine-ero pysyy vakaana, ja fyysinen puhdistus, jossa yhdistyvät ilmapesu + vastavirtahuuhtelu + huuhtelu eteenpäin, voi palauttaa kalvon suorituskyvyn täysin. Käsitelty jätevesi voidaan käyttää suoraan uudelleen tuotantolinjalla, mikä vähentää merkittävästi päästöjä ja makean veden kulutusta, mikä tarjoaa teknisen ratkaisun lasikuitujäteveden resurssi{15}}pohjaiseen uudelleenkäyttöön.
Avainsanat: Ultrasuodatuskalvo; Lasikuitu jätevesi; Kierrätys; Ristivirtaus{0}}suodatus; umpikuja{1}}suodatus; Transmembraaninen paine-ero; Fyysinen puhdistus
Johdanto
Lasikuitu- ja akkuerottimien valmistuksessa kiertovesijärjestelmässä syntyy suuri määrä lasimikrokuituja, kolloideja ja happamia aineita sisältävää jätevettä. Veden laatu heikkenee nopeasti, mikä johtaa tuotteiden laadun heikkenemiseen, tuotantolinjojen seisokkeihin vedenvaihdon vuoksi ja jätevesien lisääntymiseen, mikä lisää jäteveden käsittelykuormitusta. Perinteiset sedimentointi- ja suodatusprosessit eivät pysty poistamaan hienojakoisia kuituja ja kolloideja, mikä vaikeuttaa kierrätysvaatimusten täyttämistä.
Paineen ohjaama ultrasuodatuskalvotekniikka voi tehokkaasti pidättää hienoja hiukkasia, kolloideja ja suspendoituneita kiintoaineita tarjoten etuja, kuten korkean erottelutarkkuuden, integroidun laitteiston ja automatisoidun toiminnan, mikä tekee siitä sopivan lasikuitujätevesien käsittelyyn. Risti-virtaussuodatus ja umpikujasuodatus- ovat ultrasuodatuskalvojen kaksi keskeistä toimintaprosessia, joiden käyttöominaisuuksissa, saastumisen hallinnassa ja ylläpitokustannuksissa on merkittäviä eroja. Erityisesti lasikuitujätevesien prosessin optimointia koskeva tutkimus on rajallista. Tässä artikkelissa verrataan näiden kahden prosessin suorituskykyä pilotti{5}}mittakaavan kokeilujen avulla, optimoidaan toimintaparametrit ja puhdistusjärjestelmät, saavutetaan jäteveden kierrätys ja parannetaan tuotannon tehokkuutta ja vesivarojen käyttöä.
1. Koemateriaalit ja -menetelmät
1.1 Testaa vesinäytteet
Vesinäytteet otettiin paristoerottimen valmistajan kiertovesialtaalta. Jäteveden ominaisuudet olivat: sisältää lasimikrokuituja ja kolloideja, pH≈2, maidonvalkoinen, runsaskuituinen, vahvasti hapan kiertävä jätevesi, kiertokierto 1-2 päivää ja suuria vedenlaadun vaihteluita.
1.2 Koelaitteisto
Käytettiin täysin automatisoitua ultrasuodatuksen pilotti{0}}mittakaavalaitetta, jossa oli yksi ultrasuodatuskalvomoduuli. Kalvomateriaali oli hapon-kestävää ultrasuodatuskalvoa, jonka retentiotarkkuus sovitettiin hienojen kuitujen retentioon. Laitteessa oli kaksi toimintatilaa: poikki-virtaus ja umpikuja-, mikä mahdollistaa automaattisen puhdistuksen ilmapesulla, vastahuuhtelulla ja huuhtelulla eteenpäin.
1.3 Kokeellinen prosessi
Risti-virtaussuodatus: Tulovirtausnopeus 8 m³/h, permeaatin virtausnopeus 3 m³/h, tiiviste kierrätetään takaisin raakavesisäiliöön jatkokäsittelyä varten;
Umpi{0}}suodatus: Tulovirtausnopeus=Läpäisyvirtausnopeus=3 m³/h, ei tiivistekierrätystä, suodatusjaksot on asetettu 1 h, 2 h ja 4 h;
Puhdistusprosessi: Ilmahankaus 2 min + vastahuuhtelu 2 min + huuhtelu eteenpäin 1 min, puhtaasti fyysinen puhdistus, ei kemiallisia aineita.
1.4 Arviointiindikaattorit
Keskeisiä arviointiindikaattoreita ovat kalvon läpi kulkeva paine-ero, kalvovirtaus, jäteveden laatu ja toiminnan vakaus. Membraanien läpi kulkeva paine-ero heijastaa kalvon likaantumisastetta, ja jäteveden kirkkaus kuvaa erotusvaikutusta.
2 Kokeelliset tulokset ja analyysi
2.1 Ultrasuodatuskalvolaitteiden soveltuvuustesti
Ultrasuodatuksen pilottiyksikkö toimi ajoittain 33 tunnin ajan. Tulovesi oli maidonvalkoista hapanta jätevettä, ja permeaatti pysyi läpinäkyvänä ja läpinäkyvänä, mikä osoitti, että ultrasuodatuskalvo sopii lasikuitujäteveteen ja sillä on vakaa erotuskyky.
2.2 Risti-virtaussuodatusprosessin suorituskyky
Ristivirtaussuodatuksen jatkuvassa käytössä{0}}transmembraaninen paine-ero kasvaa hitaasti ajan myötä. Vedenvaihdon ja kalvon vastahuuhtelun jälkeen paine-ero palautuu täysin. Jatkuvassa käytössä ei näy hallitsematonta kalvon likaantumista, ja permeaatin laatu pysyy vakaana ja täyttää tuotantolinjan kierrätyksen vaatimukset.
Edut: Konsentraatin kierrätys vähentää epäpuhtauksien kertymistä kalvon pinnalle ja hidastaa likaantumisnopeutta. Se soveltuu laajamittaiseen-pitkäjaksoiseen-jatkuvaan tuotantoon, ja sillä on optimaalinen toimintavakaus.
2.3 Loppusuodatusprosessin{1}} suoritus
Umpi{0}}suodatusjakson testit:
1h, 2h: Ei merkittävää muutosta transmembraanisessa paine-erossa; vakaa toiminta.
4h: Merkittävä nousu kalvon läpi tapahtuvassa paine-erossa; lisääntynyt kalvon likaantuminen. Fyysisen puhdistuksen jälkeen paine-ero kuitenkin palautuu nopeasti, eikä kalvon suorituskyky ole laskenut.
Johtopäätös: umpikujasuodatus{0}}kahdessa tunnissa ohjatulla jaksolla voi toimia vakaasti pitkiä aikoja. Laite ei tuota tiivistepurkausta, sillä on kompaktimpi rakenne ja se soveltuu pienikokoisiin, kompakteihin hoitoskenaarioihin.
2.4 Kalvon likaantumisen hallinta ja regeneroinnin suorituskyky
Ultrasuodatuskalvon likaantuminen on väistämätön ilmiö käytön aikana. Yhdistetty fyysinen puhdistusprosessi ilman hankaus + vastahuuhtelu + eteenpäinpesu poistaa tehokkaasti kuidut ja kolloidiset kerrostumat kalvon pinnalta jättämättä kemikaalijäämiä, vaurioittamatta kalvomoduulia ja mahdollistaa kalvon vuodon ja erotuskyvyn täydellisen palautumisen, mikä varmistaa pitkän -vakauden toiminnan.
2.5 Uudelleenkäyttövaikutus ja tekniset edut
Permeaattiveden uudelleenkäyttö: Ultrasuodatuspermeaattia voidaan käyttää suoraan uudelleen tuotantolinjan kiertovesijärjestelmässä, mikä varmistaa vakaan vedenlaadun, parantaa kalvotuotteiden laatua ja pidentää tuotantolinjan vedenvaihtosykliä.
Saastumisen vähentäminen ja hiilidioksidipäästöjen vähentäminen: Jätevesipäästöt vähenevät merkittävästi, mikä vähentää jätevedenkäsittelylaitoksen kuormitusta; makean veden kulutus vähenee merkittävästi, mikä säästää vesivaroja ja käyttökustannuksia.
Tuotannon tehokkuus: Vältetään toistuvia vedenvaihtoseisokkeja, mikä lisää tuotantolinjan jatkuvaa käyttöaikaa ja parantaa tuotannon tehokkuutta.
3. Prosessin optimointi- ja suunnittelusuositukset
Prosessin valinta: Ristivirtaussuodatusta-suositellaan suuren-mittakaavan jatkuvaan tuotantoon sen korkean vakauden vuoksi. umpi-suodatusta suositellaan pieniin-kokoisiin projekteihin sen helppokäyttöisyyden ja huollon vuoksi.
Toimintaparametrit: umpi{0}}suodatusjakso Alle tai yhtä suuri kuin 2 tuntia; poikki-virtaussuodatus yhdistettynä säännölliseen vastahuuhteluun säätelee kalvonläpäiseviä paine-eroja kohtuullisella alueella.
Puhdistusohjelma: Käytetään puhtaasti fyysistä yhdistettyä puhdistusta, joka ei vaadi kemiallisia aineita, mikä tekee siitä ympäristöystävällisen ja edullisen{0}}, joka sopii happamiin jätevesiolosuhteisiin.
4. Johtopäätös
Ultrasuodatuskalvoteknologialla voidaan tehokkaasti käsitellä lasikuitutuotannon hapanta kiertävää jätevettä, säilyttää tehokkaasti lasimikrokuidut ja kolloidit, jolloin saadaan kirkasta ja vaatimustenmukaista jätevettä, joka voidaan käyttää suoraan uudelleen tuotantolinjalla.
Sekä poikki-virtaussuodatus että umpi{1}}pääsuodatus sopivat tähän jäteveden käsittelyyn. Rist-virtaussuodatus tarjoaa vakaamman toiminnan, kun taas-umpikujasuodatuslaitteet ovat kompaktimpia, mikä mahdollistaa joustavan valinnan projektin mittakaavan perusteella.
Suodatusjakso Alle 2 tuntia ja yhdistetty fyysinen puhdistus kontrolloivat tehokkaasti kalvon likaantumista, mikä varmistaa kalvon pitkäaikaisen vakaan-toiminnan.
Ultrasuodatuskalvon uudelleenkäyttöteknologialla voidaan saavuttaa jätevesiresurssien talteenotto ja tilavuuden vähentäminen, parantaa tuotteiden laatua ja tuotannon tehokkuutta, ja sillä on merkittäviä taloudellisia ja ympäristöllisiä etuja.