Abstrakt
Cirkulerende spildevand fra glasfiberproduktion indeholder glasmikrofibre, kolloider og sure stoffer. Dets vandkvalitet forringes let, hvilket påvirker produktkvaliteten, og traditionelle behandlingsprocesser er vanskelige at opnå genanvendelse. Dette papir bruger ultrafiltreringsmembranteknologi til at behandle cirkulerende spildevand fra glasfiberproduktion. Membranfluxen, den transmembrane trykforskel, spildevandskvaliteten og driftsstabiliteten af kryds-flowfiltrering og blindgydefiltreringsprocesser sammenlignes. Filtreringscyklussen og renseskemaet er optimeret for at verificere gennemførligheden af genbrug af ultrafiltreringsmembraner. Eksperimentelle resultater viser, at begge filtreringsmetoder kan opnå effektiv spildevandsrensning, hvilket giver klart og gennemsigtigt spildevand. Cross-flow-filtrering udviser stærkere kontinuerlig driftsstabilitet, mens blind-filtrering er mere kompakt. Når filtreringscyklussen er mindre end eller lig med 2 timer, forbliver den transmembrane trykforskel stabil, og fysisk rengøring, der kombinerer luftskrubning + tilbageskylning + fremadskylning, kan fuldstændig genoprette membranens ydeevne. Det behandlede spildevand kan genbruges direkte i produktionslinjen, hvilket reducerer udledning og ferskvandsforbrug markant, hvilket giver en teknisk løsning til den ressourcebaserede{15}}baserede genbrug af glasfiberspildevand.
Nøgleord: Ultrafiltreringsmembran; Glasfiber spildevand; Genbrug; Kryds-flowfiltrering; Blind-filtrering; Transmembran trykforskel; Fysisk rengøring
Indledning
Ved produktion af glasfiber- og batteriseparatorer genererer det cirkulerende vandsystem en stor mængde spildevand indeholdende glasmikrofibre, kolloider og sure stoffer. Vandkvaliteten forringes hurtigt, hvilket fører til forringelse af produktkvaliteten, nedlukning af produktionslinje for vandudskiftning og øget spildevandsudledning, hvilket øger spildevandsbehandlingsbelastningen. Traditionelle sedimenterings- og filtreringsprocesser kan ikke fjerne fine fibre og kolloider, hvilket gør det vanskeligt at opfylde genbrugskravene.
Ultrafiltreringsmembranteknologi, drevet af tryk, kan effektivt tilbageholde fine partikler, kolloider og suspenderede stoffer, hvilket giver fordele såsom høj separationsnøjagtighed, integreret udstyr og automatiseret drift, hvilket gør den velegnet til glasfiberspildevandsbehandling. Kryds-flowfiltrering og blind-filtrering er to kernedriftsprocesser for ultrafiltreringsmembraner med betydelige forskelle i deres driftsegenskaber, forureningskontrol og vedligeholdelsesomkostninger. Forskning i procesoptimering specifikt til glasfiberspildevand er begrænset. Dette papir sammenligner driftsydeevnen for de to processer gennem pilot-skalaeksperimenter, optimerer driftsparametre og rengøringsskemaer, opnår spildevandsgenanvendelse og forbedrer produktionseffektiviteten og vandressourceudnyttelsen.
1. Eksperimentelle materialer og metoder
1.1 Test vandprøver
Vandprøver blev taget fra cirkulationsbassinet fra en batteriseparatorproducent. Spildevandsegenskaberne var: indeholdende glasmikrofibre og kolloider, pH≈2, mælkehvidt af udseende, høj-fiber, stærkt surt cirkulerende spildevand, med en cirkulationscyklus på 1-2 dage og store udsving i vandkvaliteten.
1.2 Eksperimentelt apparatur
Der blev brugt et fuldt automatiseret ultrafiltreringspilot-skalaapparat med et enkelt ultrafiltreringsmembranmodul. Membranmaterialet var syre-resistent ultrafiltreringsmembran med en retentionsnøjagtighed tilpasset til tilbageholdelse af fine fibre. Apparatet havde to driftstilstande: kryds-flow og blindgyde-, hvilket muliggjorde automatiseret rengøring gennem luftskrubning, tilbageskylning og fremadskylning.
1.3 Eksperimentel proces
Kryds-flowfiltrering: Indløbsflowhastighed 8 m³/h, permeatflowhastighed 3 m³/h, koncentrat recirkuleret tilbage til råvandstanken for yderligere behandling;
Blind-filtrering: Influent flowhastighed=Permeat flow rate=3 m³/h, ingen koncentrat recirkulation, filtreringscyklusser indstillet til 1h, 2h og 4h;
Rengøringsproces: Luftskrubning 2 min + tilbageskylning 2 min + fremskylning 1 min, ren fysisk rengøring, ingen kemiske midler.
1.4 Evalueringsindikatorer
De centrale evalueringsindikatorer er transmembran trykforskel, membranflux, spildevandskvalitet og driftsstabilitet. Transmembran trykforskel afspejler graden af membrantilsmudsning, og spildevandsklarhed karakteriserer separationseffekten.
2 Eksperimentelle resultater og analyse
2.1 Egnethedstest af ultrafiltreringsmembranudstyr
Ultrafiltreringspilotenheden fungerede intermitterende i 33 timer. Indløbet var mælkehvidt surt spildevand, og permeatet forblev klart og gennemsigtigt hele vejen igennem, hvilket beviser, at ultrafiltreringsmembranen er velegnet til glasfiberspildevand og udviser stabil adskillelsesevne.
2.2 Ydeevne af kryds-flowfiltreringsproces
Under kontinuerlig drift af kryds-flowfiltrering øges transmembrantrykforskellen langsomt over tid. Efter vandudskiftning og membrantilbageskylning genoprettes trykforskellen helt. Kontinuerlig drift viser ingen ukontrolleret membranbegroning, og permeatkvaliteten forbliver stabil og opfylder kravene til genanvendelse af produktionslinjen.
Fordele: Recirkulation af koncentrat reducerer aflejring af forurenende stoffer på membranoverfladen og sænker tilsmudsningshastigheden. Den er velegnet til stor-, lang-kontinuerlig produktion og udviser optimal driftsstabilitet.
2.3 Ydelse af blind-filtreringsproces
Blind-filtreringscyklustest:
1h, 2h: Ingen signifikant ændring i transmembran trykforskel; stabil drift.
4h: Signifikant stigning i transmembran trykdifferens; øget membranbegroning. Efter fysisk rengøring genoprettes trykforskellen dog hurtigt, og membranens ydeevne viser ingen nedgang.
Konklusion: Blind-filtrering med en cyklus kontrolleret inden for 2 timer kan fungere stabilt i længere perioder. Enheden producerer ingen koncentratudledning, har en mere kompakt struktur og er velegnet til små-kompakte behandlingsscenarier.
2.4 Membrantilsmudsningskontrol og regenereringsydelse
Ultrafiltreringsmembrantilsmudsning er et uundgåeligt fænomen under drift. En kombineret fysisk rensningsproces med luftskuring + tilbageskylning + fremskylning fjerner effektivt fibre og kolloide aflejringer fra membranoverfladen, efterlader ingen kemikalierester, forårsager ingen skade på membranmodulet og muliggør fuldstændig genopretning af membranflux og separationsydelse, hvilket sikrer langtids-stabil drift.
2.5 Genbrugseffekt og tekniske fordele
Genbrug af permeatvand: Ultrafiltreringspermeat kan genbruges direkte i produktionslinjens cirkulerende vandsystem, hvilket sikrer stabil vandkvalitet, forbedrer membranproduktkvaliteten og forlænger produktionslinjens vandskiftecyklus.
Forureningsreduktion og kulstofreduktion: Spildevandsudledning reduceres betydeligt, hvilket sænker belastningen på spildevandsrensningsanlægget; ferskvandsforbruget reduceres betydeligt, hvilket sparer vandressourcer og driftsomkostninger.
Produktionseffektivitet: Hyppig nedetid for vandskift undgås, hvilket øger produktionslinjens kontinuerlige driftstid og forbedrer produktionseffektiviteten.
3. Procesoptimering og tekniske anbefalinger
Procesvalg: Kryds-flowfiltrering anbefales til stor-kontinuerlig produktion på grund af dens høje stabilitet; blind{2}}filtrering anbefales til små-kompakte projekter på grund af dens lette betjening og vedligeholdelse.
Driftsparametre: Blind{0}}filtreringscyklus Mindre end eller lig med 2 timer; kryds-flowfiltrering kombineret med periodisk tilbageskylning kontrollerer transmembrantrykforskellen inden for et rimeligt område.
Rengøringsplan: Der anvendes rent fysisk kombineret rengøring, der ikke kræver kemiske midler, hvilket gør det miljøvenligt og billigt, velegnet til sure spildevandsforhold.
4. Konklusion
Ultrafiltreringsmembranteknologi kan effektivt behandle surt cirkulerende spildevand fra glasfiberproduktion, effektivt tilbageholde glasmikrofibre og kolloider, hvilket producerer klart og kompatibelt spildevand, der direkte kan genbruges i produktionslinjen.
Både cross-flow-filtrering og blind--filtrering er velegnede til denne spildevandsbehandling. Cross-flow-filtrering giver mere stabil drift, mens blind{4}}filtreringsenheder er mere kompakte, hvilket giver mulighed for fleksibelt valg baseret på projektskala.
En filtreringscyklus, der er mindre end eller lig med 2 timer og kombineret fysisk rengøring kontrollerer effektivt membrantilsmudsning, hvilket sikrer en stabil-langtidsstabil membranydelse.
Ultrafiltreringsmembrangenbrugsteknologi kan opnå genvinding af spildevandsressourcer og volumenreduktion, forbedre produktkvaliteten og produktionseffektiviteten og har betydelige økonomiske og miljømæssige fordele.