Abstraktne
Klaaskiu tootmise ringluses olev reovesi sisaldab klaasmikrokiude, kolloide ja happelisi aineid. Selle veekvaliteet halveneb kergesti, mõjutades toote kvaliteeti, ja traditsioonilisi puhastusprotsesse on raske ringlusse võtta. Selles paberis kasutatakse klaaskiu tootmisel tekkiva tsirkuleeriva reovee puhastamiseks ultrafiltreerimismembraanitehnoloogiat. Võrreldakse membraani voogu, transmembraanse rõhu erinevust, heitvee kvaliteeti ja tööstabiilsust rist-voolufiltreerimise ja tupikfiltrimise-protsesside puhul. Filtreerimistsükkel ja puhastusskeem on optimeeritud, et kontrollida ultrafiltratsioonimembraani taaskasutamise teostatavust. Katsetulemused näitavad, et mõlema filtreerimismeetodiga on võimalik saavutada tõhus reovee puhastamine, mille tulemuseks on selge ja läbipaistev heitvesi. Ristvoolu -filtreerimisel on pidev tööstabiilsus tugevam, samas kui tupik{9}}filtreerimine on kompaktsem. Kui filtreerimistsükkel on 2h või võrdne sellega, jääb transmembraanne rõhuerinevus stabiilseks ja füüsiline puhastamine, mis ühendab õhkpuhastuse + tagasipesu + ettepoole loputamise, võib täielikult taastada membraani jõudluse. Puhastatud heitvett saab otse tootmisliinil uuesti kasutada, vähendades oluliselt äravoolu ja magevee tarbimist, pakkudes tehnilist lahendust klaaskiust reovee ressursside{15}}põhiseks taaskasutamiseks.
Märksõnad: Ultrafiltratsioonimembraan; Klaaskiust reovesi; Taaskasutus; Rist-voolu filtreerimine; ummik{1}}filtreerimine; Transmembraanne rõhu erinevus; Füüsiline puhastus
Sissejuhatus
Klaaskiud- ja patareiseparaatorite tootmisel tekib tsirkuleerivas veesüsteemis suur hulk klaasimikrokiude, kolloide ja happelisi aineid sisaldavat reovett. Vee kvaliteet halveneb kiiresti, mis toob kaasa tootekvaliteedi languse, tootmisliinide seiskamised vee asendamiseks ja reovee ärajuhtimise suurenemise, mis suurendab reoveepuhastuskoormust. Traditsioonilised settimis- ja filtreerimisprotsessid ei suuda peeneid kiude ja kolloide eemaldada, mistõttu on ringlussevõtu nõuete täitmine raskendatud.
Survest juhitav ultrafiltratsioonimembraanitehnoloogia suudab tõhusalt säilitada peenosakesi, kolloide ja hõljuvaid aineid, pakkudes selliseid eeliseid nagu kõrge eraldustäpsus, integreeritud seadmed ja automatiseeritud töö, mistõttu sobib see klaaskiust reovee puhastamiseks. Rist-voolufiltreerimine ja tupikfiltreerimine{2} on ultrafiltreerimismembraanide kaks põhilist tööprotsessi, mille tööomadused, saastetõrje ja hoolduskulud erinevad oluliselt. Spetsiaalselt klaaskiust reovee protsessi optimeerimise uuringud on piiratud. Selles artiklis võrreldakse kahe protsessi toimivust piloot-mastaabis katsetega, optimeeritakse tööparameetreid ja puhastusskeeme, saavutatakse reovee ringlussevõtt ning parandatakse tootmise efektiivsust ja veeressursside kasutamist.
1. Katsematerjalid ja -meetodid
1.1 Testige veeproove
Veeproovid võeti akude separaatori tootja tsirkulatsioonibasseinist. Reovee omadused olid järgmised: sisaldas klaasmikrokiude ja kolloide, pH≈2, välimuselt piimjasvalge, kiudainerikas, tugevalt happeline ringlev reovesi, tsirkulatsioonitsükkel 1-2 päeva ja vee kvaliteedi kõikumised suured.
1.2 Katseaparaat
Kasutati täielikult automatiseeritud ultrafiltrimise piloot{0}}skaalaseadet ühe ultrafiltratsioonimembraanimooduliga. Membraani materjaliks oli happe-kindel ultrafiltratsioonimembraan, mille retentsioonitäpsus oli kohandatud peente kiudude kinnipidamiseks. Seadmel oli kaks töörežiimi: rist-vool ja ummik-, mis võimaldab automaatset puhastamist õhupuhastuse, tagasipesu ja edasi-loputuse kaudu.
1.3 Katseprotsess
Rist-filtreerimine: sissevoolu voolukiirus 8 m³/h, permeaadi voolukiirus 3 m³/h, kontsentraat tsirkuleeritakse tagasi toorveepaaki edasiseks töötlemiseks;
Tupik{0}}filtreerimine: sissevoolu voolukiirus=permeaadi voolukiirus=3 m³/h, kontsentraadi retsirkulatsiooni puudub, filtreerimistsüklid on seatud 1 h, 2 h ja 4 h;
Puhastusprotsess: Õhkpuhastus 2 min + tagasipesu 2 min + edasine loputus 1 min, puhtfüüsiline puhastus, ilma keemiliste aineteta.
1.4 Hindamisnäitajad
Põhilised hindamisnäitajad on transmembraanne rõhuerinevus, membraani voog, heitvee kvaliteet ja tööstabiilsus. Transmembraanne rõhuerinevus peegeldab membraani saastumise astet ja heitvee selgus iseloomustab eraldusefekti.
2 Katsetulemused ja analüüs
2.1 Ultrafiltratsioonimembraaniseadmete sobivuse test
Ultrafiltratsiooni pilootseade töötas katkendlikult 33 tundi. Sissevool oli piimvalge happeline reovesi ning permeaat jäi läbivalt selgeks ja läbipaistvaks, mis tõestab, et ultrafiltratsioonimembraan sobib klaaskiust reovee jaoks ja sellel on stabiilne eraldusvõime.
2.2 Ristvoo -filtreerimise protsessi toimivus
Pideva rist-filtrimise ajal suureneb transmembraanne rõhuerinevus aja jooksul aeglaselt. Pärast veevahetust ja membraani tagasipesu taastub rõhuerinevus täielikult. Pidev töö ei näita kontrollimatut membraani saastumist ja permeaadi kvaliteet jääb stabiilseks, vastates tootmisliini ringlussevõtu nõuetele.
Eelised: kontsentraadi retsirkulatsioon vähendab saasteainete ladestumist membraani pinnale, aeglustades saastumise kiirust. See sobib suuremahuliseks-pika tsükli-järjepidevaks tootmiseks, millel on optimaalne tööstabiilsus.
2.3 Lõppfiltri{1}}protsessi toimimine
Tupik{0}}filtratsioonitsükli testid:
1h, 2h: Transmembraanse rõhuerinevuse oluline muutus puudub; stabiilne töö.
4h: Transmembraanse rõhu erinevuse märkimisväärne suurenemine; suurenenud membraani saastumine. Kuid pärast füüsilist puhastamist taastub rõhkude erinevus kiiresti ja membraani jõudlus ei vähene.
Järeldus: 2 tunni jooksul juhitava tsükliga{0}}tupikfiltreerimine võib töötada stabiilselt pikema aja jooksul. Seade ei eralda kontsentraati, sellel on kompaktsem struktuur ja see sobib väikesemahulisteks ja kompaktseteks töötlemiseks.
2.4 Membraani saastumise kontroll ja regenereerimise jõudlus
Ultrafiltratsioonimembraani saastumine on töö ajal vältimatu nähtus. Kombineeritud füüsiline puhastusprotsess, milleks on õhu küürimine + tagasipesu + ettepoole pesemine, eemaldab tõhusalt kiud- ja kolloidsed ladestused membraani pinnalt, jätmata kemikaalijääke, kahjustamata membraanimoodulit ning võimaldab täielikult taastada membraani voo ja eraldusvõime, tagades pikaajalise stabiilse töö.
2.5 Taaskasutamise efekt ja tehnilised eelised
Permeaadi vee taaskasutamine: Ultrafiltratsiooni permeaati saab tootmisliini tsirkuleerivas veesüsteemis otse taaskasutada, tagades stabiilse veekvaliteedi, parandades membraanitoodete kvaliteeti ja pikendades tootmisliini veevahetustsüklit.
Reostuse vähendamine ja süsinikusisalduse vähendamine: reovee ärajuhtimine väheneb oluliselt, vähendades reoveepuhasti koormust; magevee tarbimine väheneb oluliselt, säästes veeressursse ja tegevuskulusid.
Tootmise efektiivsus: välditakse sagedasi veevahetuse seisakuid, pikendades tootmisliini pidevat tööaega ja parandades tootmise efektiivsust.
3. Protsessi optimeerimise ja tehnilised soovitused
Protsessi valik: ristvoolu{0}}filtreerimine on selle kõrge stabiilsuse tõttu soovitatav suuremahulise-mahulise pideva tootmise jaoks; ummikfiltreerimist on soovitatav kasutada väikesemahuliste-kompaktsete projektide jaoks, kuna seda on lihtne kasutada ja hooldada.
Tööparameetrid:{0}}tupikfiltrimise tsükkel Vähem kui 2 tundi või sellega võrdne; rist-voolu filtreerimine koos perioodilise tagasipesuga reguleerib transmembraani rõhuerinevust mõistlikus vahemikus.
Puhastusskeem: kasutatakse puhtfüüsilist kombineeritud puhastust, mis ei vaja keemilisi aineid, muutes selle keskkonnasõbralikuks ja odavaks{0}}, mis sobib happelise reovee tingimustes.
4. Järeldus
Ultrafiltratsioonimembraanitehnoloogia suudab tõhusalt puhastada klaaskiu tootmisel tekkivat happelist ringlevat reovett, säilitades tõhusalt klaasmikrokiud ja kolloidid, tekitades selget ja nõuetele vastavat heitvett, mida saab tootmisliinil otse uuesti kasutada.
Selle reoveepuhastuse jaoks sobivad nii rist-filtreerimine kui ka tupikfiltreerimine-. Rist-voofiltreerimine pakub stabiilsemat tööd, samas kui tupik-filtreerimisseadmed on kompaktsemad, võimaldades paindlikku valikut projekti mastaabi alusel.
Filtreerimistsükkel Vähem kui 2 tundi ja kombineeritud füüsiline puhastus kontrollivad tõhusalt membraani saastumist, tagades membraani pikaajalise stabiilse toimimise.
Ultrafiltratsioonimembraani taaskasutamise tehnoloogia võib saavutada reoveeressursside taaskasutamise ja mahu vähendamise, parandada toote kvaliteeti ja tootmise efektiivsust ning sellel on märkimisväärne majanduslik ja keskkonnakasu.