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保安过滤器聚丙烯滤袋清洁回用技术探究

发布日期:2020-7-8 9:42:10 作者:马文佳

摘要:保安过滤器聚丙烯滤袋价格较高、更换频繁、消耗量大,通过采用表层清洁和深层清洁相结合的方式,清除滤袋表层截留的较大颗粒和内层三维空间吸附的细小颗粒,实现滤袋的修复再利用,有效降低水处理运行成本。                                                                                             

1  引言

保安过滤器主要用在预处理过滤之后,膜过滤设备之前,用来滤除浊度1度以上的细小微粒,以确保后续处理设备不受大颗粒物质的损坏。过滤器主要由过滤筒体、不锈钢加强网、滤袋等部件组成,液体渗透过所需要细度等级的滤袋即能获得合格的滤液,杂质颗粒被滤袋拦截。

兖矿集团济三煤矿矿井水处理系统使用的保安过滤器内部安装有16个双层聚丙烯滤袋,滤袋的更换频率较高,平均每天更换两台过滤器,即32个滤袋,总价值2944元,造成了材料成本消耗的持续偏高。滤袋清洁回用技术的研究应用可以在保证水处理效果的基

础上,改善滤袋消耗量偏高这一问题,进一步降低材料成本损耗。

2  技术操作流程

聚丙烯滤袋具有较好的耐酸碱性,其对滤液的过滤原理为表面过滤和深层过滤相结合,滤袋表层可直接截留较大颗粒,无纺纤维内层的三维空间可截留吸附细小颗粒,根据这一特点,主要从表层清洁和深层清洁两方面研究实施滤袋清洁回用技术。

2.1表层清洁

为有效清除滤袋内部表层附着的大颗粒杂质,需要在一定水压下对滤袋表层进行刷洗,在使用后的滤袋中选取一组重量相同的样品,将其在 110 摄氏度左右热空气中烘干,标记编号后分别在 0.25MPa、0.35 MPa、0.45 MPa 三种不同的水压下,对滤袋进行一至四遍刷洗,烘干后计算减轻的重量,试验结果如表1。

表1.png

由表1可以看出,水压越高,刷洗次数越多,杂质减少量越大,去除效果越明显,然而,水压达到 0.45MPa、刷洗 4 次时,杂质去除效果并没有呈现显著递增,与水压为 0.35MPa、刷洗 3 次时的清洁程度十分接近。

为分析是否存在滤袋原有材料结构的破坏情况,进行新滤袋空白试验,试验得出当水压达到0.45MPa或刷洗4次时,会造成滤袋原有材质的损耗,破坏了滤袋结构,将在一定程度上影响复用后的过滤性能。

综合分析得出,选取0.35MPa水压,对滤袋刷洗三次的表层清洁方法,既不会损坏滤袋原有材料结构,又可以有效清除表层杂质,实现人力物力的最优化利用。

2.2深层清洁

滤袋内层间隙处吸附截留的细小杂质不易被水流刷洗去除,需要采取化学药物浸泡的方式剥离。通过对滤袋附着的杂质进行检验,测定到了碳酸钙、氧化铁、三氧化二铝等化合物,剥离去除的最好药剂是盐酸,且聚丙烯滤袋具有较强的耐酸性,不会对滤袋本身造

成腐蚀破坏,因此选用盐酸对滤袋进行浸泡,其化学方程式如下:

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2

Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O Al2O3 + 6HCL = 2AlCl3 + 3H20

使用纯净水对滤袋的压力差进行测定,新滤袋的平均压力差为 0.2MPa。选取两组表层清洁后的滤袋,浸泡试验前,每组滤袋的进出水压力差相同,在使用10%、20%、30%不同浓度的盐酸浸泡不同时间后,再次测定进出水压力差,试验结果如表2所示。

表2.png


由表2可以看出,盐酸浓度越高,浸泡时间越长,滤袋清洗后的进出水压力差越接近新滤袋压力差,也就是过滤性能越好,但浓度20%和30%的盐酸浸泡20小时或30小时的清洗效果相同。

综合分析得出,使用浓度为20%的盐酸浸泡20小时后的滤袋深层清洗方法,其清洁效果最佳。

2.3末次清洗

在完成表层清洁和深层清洁步骤后,滤袋上可能还会存有部分未溶解物质、松动杂质、残余药剂等,需要对滤袋进行末次清洗,用清水冲洗两遍,进一步去除杂质后,在110摄氏度左右热空气中

烘干,保持滤袋的尺寸稳定性,完成滤袋清洁回用技术操作流程。

1  效果检验

完成滤袋清洁回用技术操作流程后,需要对滤袋的杂质重量、过滤性能等技术效果进行检验。

3.1杂质量

随机选取三组样品,对照滤袋使用前、使用后、清洁后的重量,得出平均杂质去除率为86.65%,杂质清除效果较显著。

3.2过滤性能

使用纯净水对滤袋使用前、使用后、清洁后的进出水压力差进行比较,得出清洁后滤袋的过滤器性能提升了80.77%,过滤性能得到了明显提升。

保安过滤器聚丙烯滤袋清洁回用技术的清洗效果显著,在不损坏滤袋原有材质结构基础上,完成了滤袋的回收复用,复新后的滤

袋与新滤袋相比,截留能力和使用寿命基本相同,完全适用于现场。

2  推广应用情况

将滤袋清洁回用技术应用到兖矿集团济三煤矿矿井水处理系统运行中,指定专人负责滤袋的清洁回用工作,并跟踪调查回用滤袋的使用情况。随机抽取四组样品,统计分析保安过滤器工作初始压力差、开罐换滤袋前的工作终止压力差、滤袋使用时间,得出滤袋平均使用时间为 46 小时,压力增速为 0.03 MPa/h。相同水力条件下,新滤袋的使用时间为53小时,压力增速为0.029 MPa/h,回用滤袋使用寿命与新滤袋比较接近,且其对矿井水的过滤性能也基本相同,现场应用情况良好。

3  结论

保安过滤器聚丙烯滤袋清洁回用技术的应用效果较好,可有效去除滤袋附着的杂质,恢复提升其过滤性能,滤袋经过清洁复新后,杂质截留能力和使用寿命与新滤袋比较接近,完全可以替代新滤袋进行回收再利用。同时,此技术投入成本不高,现场操作简便,无需购进价格高昂的仪器和药剂,技术成本远低于购买新滤袋的费用,解决了滤袋消耗量大、使用寿命低的难题,在保证出水水质的基础上,节约了水处理运行成本,实现了节支降耗技术新的突破。


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