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蔬菜腌制厂清洗废水砂滤预处理的工艺
作者:管理员    发布于:2016-04-23 10:31:56    文字:【】【】【

  蔬菜腌制厂清洗废水砂滤预处理的工艺王学魁(1.天津市海洋资源与化学重点。

  装置主要由原水箱、缓冲水箱、流量计、蠕动泵以及过滤柱组成,连接管为乳胶管。其中流量计为LZB-15型玻璃转子流量计,蠕动泵型号为BT300-2.小试实验过滤柱为内径35mm、总长440mm的玻璃过滤柱,放大实验过滤柱为内径69mm、总长960mm的塑料过滤柱;小试及放大实验过滤柱中石实验类型L!d过滤从可以看出,3种粒径的石英砂滤料在设定的过滤条件下均有80以上的浊度去除率。同时实验结果表明滤料粒径为0.5 ~1.2mm的滤柱较1.0 ~2.0mm的滤柱有更高的浊度去除率,即较小的滤料粒径可获得更好的出水水质。但考虑到滤料粒径越小,过滤过程中水头损失就越大,可能导致较短的过滤周期,不利于提高滤层的产水量,因此选择粒径为0.7~1.2mm的滤料进行后续的实验研究。

  2.2对过滤性能的影响前人的研究和生产实践表明,滤层厚度与滤料粒径的关系对过滤性能的影响很大。一般由于单位厚度的滤料与悬浮颗粒可能的接触次数的原因,滤料粒径越大,要求滤层的厚度就越大;滤料粒径越小,滤层的厚度相对可以较小。由于实际的滤层滤料粒径d并不均,故本研究采用d1来代表滤层滤料粒径。4.称为有效粒径,表示级配曲线上通过10滤料质量的筛孔直径。有实验表明,起主要过滤作用的有效部分正是粒径小于dio的那些颗粒。在滤料粒径为0.7~1.2mm、滤速为1.04m/h(小试实验)与(放大实验)的条件下,研究L/di对过滤性能的影响。实验结果见、表2.由及表2可知:不论是小试实验还是实验室放大实验,L/di.值越大,其浊度去除率越高,即相同的进水水质时,L/di.值越大出水水质越好,同时L/di值越大,过滤周期越长,周期产水量越高,但是随着L/di值增大,周期产水量增大的速率减小。如放大实验中,L/di值由123.6增大为186.1时,对应的周期值增长50.56,周期产水量的增长率为73.68;同样,L/di值由247.9增大为309.7时,对应的周期产水量由83.46m3/m2增长为87.74m3/m2,即L/di值增长率为24.93,周期产水量的增长率仅为5.13.然而,小试L/di值为120.1时的周期产水量反而较L/di为92.8时的周期产水量更小,这是由于L/di =120.1实验过程中,滤层截污量大,滤层水头损失大,导致过滤终止。此现象在放大实验过程中并未出现,可见随着过程的放大,更深处的滤层被利用,滤层利用率提高。同时可知实验室放大实验相对于小试实验有较好的放大验证效果。比如小试实验中,v =1.04/必=120.1时,过滤周期为351周期产水量为=247.9时,过滤周期为39h,周期产水量为83.46m3/m2.现有的过滤理论表明,滤料对水中悬浮颗粒的截留能力来自于滤料颗粒所具有的表面积。单位截面积滤层的滤料所提供的表面积越大,滤层对水中悬浮颗粒的截留能力越强。根据SusumuKawa-mura提出的滤料表面积与滤层厚度及滤料粒径的关系式可知,较大的L/di比值能给滤层提供较大的表面积,因此增大L/di值能够改善滤层过滤性能。为保证更经济的过滤周期和周期产水量,L/di值宜取较大值,然而过大的L/di值将增大滤层的水头损失及反冲洗难度,增加处理成本。

  2.3滤速的影响(小试实验)与247.9(放大实验)的条件下,研究滤速对过滤性能的影响。实验结果见及表3.的程度。过滤的过程初期吸附作用占优势,水流剪力较小,孔隙率较大,随着过滤过程的进行,滤层中的杂质逐渐增多,导致杂质堵塞孔隙,孔隙率逐渐减小,水流剪力因此增大,以至后被吸附上的颗粒将首先脱落下来,或者由水流夹带的后续颗粒不再有吸附现象。于是悬浮颗粒便向滤料下层推移,下层滤料的截留作用慢慢得到发挥。因此,在滤速较低时,吸附作用占优势,滤层能够有效地截留悬浮颗粒,因而滤后水水质较好,浊度较低。尽管过程中随着时间的延长滤层中杂质增多会导致悬浮颗粒下移,后堵塞孔隙,过滤终止,但相对来说这个过程较长,即过滤周期较长,周期产水量较高。当滤速增加时,水流剪力作用增强,相应的吸附作用减弱,原来附着在滤料或杂质颗粒表面的悬浮颗粒被剥落的数量增加,导致滤后水浊度增高,水质变差,滤料孔隙被大量悬浮颗粒堵塞,使过滤周期缩短,周期产水量减小。

  2.4中试实验在假设没有填装滤料(石英砂)的情况下,水流通过整个滤层所占空间需要的时间称为空床接触时间。在已给定设计流量的情况下,空床接触时间是由滤层的截面面积及滤层的厚度来决定的。它们之间的关系可用式(1)表示。

  表3不同滤速下周期产水量比较实验类型滤速Am.h!)过滤直径,m;H为滤层的厚度,m;Q为设计吸附流量,m3/min.小试及放大实验的结果均表明:L/di值越大,其浊度去除率越高,过滤周期越长,周期产水量越高;滤速越大,浊度去除率越小,过滤周期越短。同时通过分析可得到,两种实验的佳条件具有相同的EBCT为10min,因此设计中试过程中EBCT为10min左右。中试实验选用过滤器尺寸:内径500mm,总长1750mm,材质为玻璃钢;采用上流式进水;水力停留时间设计为10min(L/dio=1100,滤速v=7.5m/h)。按操作条件进行实验,结果见表4.由、表3可知,滤速越大,浊度去除率越小,同时过滤过程浮动较大、过滤周期较短,并且放大实验过程中滤速对过滤性能的影响被放大。这是由于过滤主要是悬浮颗粒与滤料颗粒间吸附作用的结果。即在颗粒间吸附作用的同时,还存在由于孔隙中水流剪力作用而导致颗粒从滤料表面脱落的趋势。

  吸附力和水流剪力相对大小,决定了颗粒吸附和脱落中试结果显示,废水处理前后盐度、pH基本不发生改变,浊度、SS的去除率分别为82.56、83.72,出水水质已达到GB/T19923―2005城市污水再生利用工业用水水质中再生水用作工业用水水源的水质标准。

  3结论砂滤处理废水过程中,滤料粒径、L/dw、滤速对过滤性能的影响表现为:滤料粒径越小,对浊度的去除效果越好,但是粒径较小对延长过滤周期、提高滤层产水量、减缓水头损失的增长都是不利的,粒径为0.7~1.2mm的滤料对废水浊度平均去除率可达85.09,满足实验出水要求;L/dw越大,过滤周期越长,周期产水量越高,小试实验中L/dw由60.4增大为120.1,对应的过滤周期、周期产水量分别由17h、周期越长,小试实验中滤速由2.08m/h减小为0.52m/h,对应的过滤周期由11h增长到82h.实验室放大过程中滤料粒径、L/dw、滤速对过滤性能的影响与小试实验中的结果相一致。在此基础上,对中试操作条件进行了初步设计:空床接触通过中试实验验证了砂滤对清洗废水的预处理效果,主要污染物指标得到有效降低,出水水质满足再生水用作工业用水水源的水质要求,同时为下一步废水的后续处理减轻了负担,有助于改善生态环境,同时此方法流程简单、容易操作、基建费和运行费低,便于管理,在探索低成本废水处理技术领域具有重要意义。

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