Absztrakt
Az üvegszálgyártásból származó keringő szennyvíz üveg mikroszálakat, kolloidokat és savas anyagokat tartalmaz. Vízminősége könnyen romlik, ami befolyásolja a termék minőségét, a hagyományos kezelési eljárások pedig nehezen megvalósíthatók újrahasznosítással. Ez a papír ultraszűrő membrántechnológiát használ az üvegszálgyártásból származó keringő szennyvíz kezelésére. Összehasonlítják a membránfluxust, a transzmembrán nyomáskülönbséget, az elfolyó folyadék minőségét és a működési stabilitást a kereszt-áramú szűrés és a holtvégi szűrési-folyamatok között. A szűrési ciklust és a tisztítási sémát úgy optimalizálták, hogy ellenőrizzék az ultraszűrő membrán újrafelhasználásának megvalósíthatóságát. A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy mindkét szűrési módszerrel hatékony szennyvíztisztítás érhető el, tiszta és átlátszó szennyvizet eredményezve. A keresztáramú szűrés erősebb folyamatos működési stabilitást mutat, míg a zsákutca{9}}szűrés kompaktabb. Ha a szűrési ciklus kisebb vagy egyenlő, mint 2 óra, a transzmembrán nyomáskülönbség stabil marad, és a levegős súrolás + visszamosás + előre öblítés kombinálásával végzett fizikai tisztítás teljesen visszaállíthatja a membrán teljesítményét. A tisztított szennyvíz közvetlenül újrafelhasználható a gyártósoron, jelentősen csökkentve a kibocsátást és az édesvíz-fogyasztást, és mérnöki megoldást nyújt az üvegszálas szennyvíz erőforrás-{15}}alapú újrafelhasználására.
Kulcsszavak: Ultrafiltrációs membrán; Üvegszálas szennyvíz; Újrafeldolgozás; Keresztáramú szűrés; zsákutca{1}}szűrés; Transzmembrán nyomáskülönbség; Fizikai tisztítás
Bevezetés
Az üvegszál- és akkumulátorleválasztók gyártása során a keringtető vízrendszerben nagy mennyiségű üveg mikroszálakat, kolloidokat, savas anyagokat tartalmazó szennyvíz keletkezik. A víz minősége rohamosan romlik, ami a termékminőség romlásához, a gyártósorok vízpótlás miatti leállásához, valamint a szennyvízkibocsátás növekedéséhez vezet, ami növeli a szennyvízkezelési terhelést. A hagyományos ülepítési és szűrési eljárások nem tudják eltávolítani a finom szálakat és kolloidokat, ami megnehezíti az újrahasznosítási követelmények teljesítését.
A nyomás által vezérelt ultraszűrő membrán technológia hatékonyan képes megtartani a finom részecskéket, kolloidokat és lebegő szilárd anyagokat, és olyan előnyöket kínál, mint a nagy elválasztási pontosság, az integrált berendezések és az automatizált működés, így alkalmas üvegszálas szennyvízkezelésre. A kereszt-áramú szűrés és a zsákutcás szűrés A kifejezetten üvegszálas szennyvízre vonatkozó folyamatoptimalizálással kapcsolatos kutatások korlátozottak. Ez a tanulmány összehasonlítja a két folyamat működési teljesítményét kísérleti-léptékű kísérletekkel, optimalizálja a működési paramétereket és a tisztítási sémákat, megvalósítja a szennyvíz újrahasznosítását, valamint javítja a termelés hatékonyságát és a vízkészlet-felhasználást.
1. Kísérleti anyagok és módszerek
1.1 Vizsgálja meg a vízmintákat
A vízmintákat egy akkumulátorszeparátor-gyártó cirkulációs medencéjéből vettük. A szennyvíz jellemzői a következők voltak: üveg mikroszálakat és kolloidokat tartalmaz, pH≈2, tejfehér megjelenésű, magas- rosttartalmú, erősen savas keringő szennyvíz, 1-2 napos keringési ciklussal és nagy vízminőségi ingadozásokkal.
1.2 Kísérleti berendezés
Teljesen automatizált ultraszűrő pilóta{0}}méretű berendezést használtak, egyetlen ultraszűrő membránmodullal. A membrán anyaga sav-ellenálló ultraszűrő membrán volt, amelynek visszatartási pontossága a finom szálak visszatartásához igazodott. A készüléknek két üzemmódja volt: kereszt-áramlás és zsákutca-, lehetővé téve az automatikus tisztítást levegős súroláson, visszamosáson és előremenő öblítésen keresztül.
1.3 Kísérleti folyamat
Keresztáramú szűrés: befolyó áramlási sebesség 8 m³/h, permeátum áramlási sebessége 3 m³/h, koncentrátum visszavezetése a nyersvíztartályba további kezelés céljából;
Holtponti szűrés-: befolyó áramlási sebesség=permeátum áramlási sebessége=3 m³/h, nincs koncentrátum-visszavezetés, a szűrési ciklusok 1, 2 és 4 órára vannak állítva;
Tisztítási folyamat: Levegős súrolás 2 perc + visszamosás 2 perc + előre öblítés 1 perc, tisztán fizikai tisztítás, vegyszerek nélkül.
1.4 Értékelési mutatók
Az alapvető értékelési mutatók a transzmembrán nyomáskülönbsége, a membrán fluxusa, a szennyvíz minősége és a működési stabilitás. A membránon átívelő nyomáskülönbség a membrán elszennyeződésének mértékét, a szennyvíz tisztasága pedig az elválasztó hatást jellemzi.
2 Kísérleti eredmények és elemzés
2.1 Ultraszűrő membrán berendezés alkalmassági vizsgálata
Az ultraszűrő kísérleti egység 33 órán keresztül szakaszosan működött. A befolyó tejfehér savas szennyvíz volt, a permeátum pedig mindvégig tiszta és átlátszó maradt, bizonyítva, hogy az ultraszűrő membrán alkalmas üvegszálas szennyvízre, és stabil elválasztási teljesítményt mutat.
2.2 A keresztáram{1}}szűrési folyamat teljesítménye
A keresztáramú szűrés folyamatos működése során a transzmembrán nyomáskülönbség idővel lassan növekszik. A vízcsere és a membrán visszamosása után a nyomáskülönbség teljesen helyreáll. A folyamatos működés nem mutat ellenőrizetlen membránszennyeződést, és a permeátum minősége stabil marad, megfelelve a gyártósoros újrahasznosítás követelményeinek.
Előnyök: A koncentrátum recirkuláció csökkenti a szennyeződések lerakódását a membrán felületén, lassítva a szennyeződés sebességét. Alkalmas nagy-hosszú-ciklusú folyamatos gyártásra, optimális működési stabilitást mutatva.
2.3 A holt{1}}végű szűrési folyamat teljesítménye
Holtvégi{0}}szűrési ciklustesztek:
1h, 2h: Nincs jelentős változás a transzmembrán nyomáskülönbségben; stabil működés.
4 óra: A transzmembrán nyomáskülönbség jelentős növekedése; fokozott membránszennyeződés. A fizikai tisztítás után azonban a nyomáskülönbség gyorsan helyreáll, és a membrán teljesítménye nem mutat csökkenést.
Következtetés: A zsákutcás{0}szűrés 2 órán belül szabályozott ciklussal hosszabb ideig stabilan működik. A készülék nem termel koncentrátumkibocsátást, kompaktabb a szerkezete, és alkalmas kis-léptékű, kompakt kezelési forgatókönyvekre.
2.4 A membrán elszennyeződésének ellenőrzése és regenerálási teljesítménye
Az ultrafiltrációs membrán elszennyeződése elkerülhetetlen jelenség a működés során. A levegő súrolás + visszamosás + előremosás kombinált fizikai tisztítási folyamata hatékonyan távolítja el a rost- és kolloid lerakódásokat a membrán felületéről, nem hagy kémiai maradványokat, nem károsítja a membránmodult, és lehetővé teszi a membrán fluxusának és elválasztási teljesítményének teljes helyreállítását, biztosítva a hosszú távú stabil működést.
2.5 Újrahasználati hatás és tervezési előnyök
Permeátum víz újrafelhasználása: Az ultrafiltrációs permeátum közvetlenül újra felhasználható a gyártósor keringő vízrendszerében, biztosítva a stabil vízminőséget, javítva a membrántermékek minőségét, és meghosszabbítva a gyártósor vízcsere ciklusát.
Szennyezés- és szén-dioxid-csökkentés: Jelentősen csökken a szennyvízkibocsátás, ami csökkenti a szennyvíztisztító telep terhelését; Az édesvíz fogyasztás jelentősen csökken, így vízforrások és üzemeltetési költségek takaríthatók meg.
Gyártási hatékonyság: elkerülhető a gyakori vízcsere miatti leállás, ami növeli a gyártósor folyamatos működési idejét és javítja a termelés hatékonyságát.
3. Folyamatoptimalizálási és mérnöki ajánlások
Folyamatválasztás: A keresztáramú{0}}szűrés a nagy-léptékű, folyamatos gyártáshoz ajánlott a nagy stabilitása miatt; A zsákutca{2}}szűrése kis-léptékű, kompakt projektekhez javasolt a könnyű kezelhetőség és karbantartás miatt.
Működési paraméterek: Szűrési ciklus holtpontja{0} Kevesebb, mint 2 óra; A keresztáramú szűrés az időszakos visszamosással kombinálva ésszerű tartományon belül szabályozza a transzmembrán nyomáskülönbséget.
Tisztítási séma: Tisztán fizikai kombinált tisztítást alkalmaznak, amely nem igényel vegyi anyagokat, így környezetbarát és alacsony költségű-, alkalmas savas szennyvízkörülményekre.
4. Következtetés
Az ultrafiltrációs membrán technológia hatékonyan tudja kezelni az üvegszálgyártásból származó savas keringő szennyvizet, hatékonyan megtartva az üveg mikroszálakat és kolloidokat, tiszta és megfelelő szennyvizet állítva elő, amely közvetlenül újra felhasználható a gyártósoron.
Ehhez a szennyvízkezeléshez a kereszt-áramú szűrés és a zsákutca{1}}szűrés egyaránt alkalmas. A kereszt-áramú szűrés stabilabb működést biztosít, míg a holtponti szűrőberendezések
A 2 óránál rövidebb szűrési ciklus és a kombinált fizikai tisztítás hatékonyan szabályozza a membrán eltömődését, biztosítva a hosszú távú stabil membránteljesítményt.
Az ultrafiltrációs membrán újrafelhasználási technológiája képes elérni a szennyvízforrások visszanyerését és mennyiségének csökkentését, javítja a termék minőségét és a termelés hatékonyságát, valamint jelentős gazdasági és környezeti előnyökkel jár.