水刺法循環(huán)水處理技術(shù)的研究

第16卷第1期非織造布Vol. 16. No. 12008年2月Nonwoven技術(shù)探討 Technical Investigations成水刺法循環(huán)水處理技術(shù)的研究驗頌河煩家家張志娟(天津工業(yè)大學(xué),天津200160)摘要:介紹丁不同的水處理設備及方法原理,說(shuō)明了水處理工藝在水刺法非織造布生產(chǎn)過(guò)程中有著(zhù)非常重要的作用。關(guān)鍵詞:非織造布;水刺法;循環(huán)水處理技術(shù);研究中圖分類(lèi)號:TS174.8文獻標識碼:A文章編號:10052054(2008)01-0012-041前言自然界的天然水體和水處理流程中的工藝水體水刺法非織造工藝是非織造布的一種生產(chǎn)方中都含有形形色色的顆粒物,一般說(shuō)來(lái),它是指比法,也稱(chēng)射流噴網(wǎng)非織造工藝,這種工藝是以水為介溶解的低分子更大的各種高分子或多分子的實(shí)體。質(zhì)進(jìn)行能量轉換,使纖網(wǎng)中的纖維相互纏結抱合而水中的非水雜質(zhì)按粒度大致可以分為兩大類(lèi):一類(lèi)固結的。其中,工藝用水的處理是水刺法非織造布是粒度<1m的化合物,其分子量<100,包括所生產(chǎn)的關(guān)鍵,如果工藝用水處理不當,會(huì )使設備無(wú)法有小分子和離子化合態(tài),對于水質(zhì)來(lái)說(shuō),包括微污染正常運行。例如,細小的雜質(zhì)和污垢會(huì )使水針板的物,例如重金屬、氮、磷等化學(xué)品是水質(zhì)污染的主要針孔堵塞;纖維表面油劑選擇不當,水刺后會(huì )產(chǎn)生大成分。另一類(lèi)是粒度>1mm的雜質(zhì),它們本身既可量氣泡影響產(chǎn)品質(zhì)量;如果工藝水中滋生微生物和以成為污染物,更重要的是與微污染物相互作用成藻類(lèi),會(huì )增加水針板針孔堵塞的概率,還會(huì )污染空為其載體,很大程度上決定著(zhù)微污染物在環(huán)境中的遷移轉化和循環(huán)歸宿。表1列出了水中污染物的種為了保證設備的連續運行,工藝用水的要求必類(lèi)及采用的處理技術(shù)。須嚴格,水中不能含有固體顆粒雜質(zhì);水質(zhì)必須是在喪1水體顆粒物及其環(huán)境功能中性范圍的;水中盡量減少金屬離子含量,特別是顆粒物微污染物轉化遷移過(guò)程水處理技術(shù)鈣、鎂離子及其它無(wú)機物、有機物雜質(zhì),更不能有微礦物顆粒重金屬溶解、沉淀混合生物的污染。粘土礦物類(lèi)金屬絡(luò )合、整合沉淀水刺固結工藝的用水量很大,一般在100金屬氫氧化物農藥氧化、還原200t/h,其中90%~95%的水要循環(huán)使用。所以,腐殖質(zhì)化學(xué)品催化、光解過(guò)能否充分利用介質(zhì)—水,將能量最大限度地轉化聚合物有機酸堿吸附、解吸吸附為纖維的纏結力,這不僅影響到單位產(chǎn)品的成本和動(dòng)植物纖維金屬有機物吸收釋放絮凝產(chǎn)品質(zhì)量,也關(guān)系到整條生產(chǎn)線(xiàn)效能的發(fā)揮和公司有機殘渣病毒降解、畜集氣浮的經(jīng)濟效益。氮磷化合物凝聚、絮凝細菌、真菌表面活性物涉透、過(guò)濾化學(xué)沉淀2水中顆粒物的分類(lèi)乳濁油滴擴散、遷移離子交換中國煤化工積生物氧化收稿日期:200711-16活性CNMHG生物過(guò)濾作者簡(jiǎn)介張志娟(1974-)女,天津工業(yè)大學(xué)在讀碩士研究生懸浮沉積物濃縮脫水2008年(總第65期)張志娟:水刺法循環(huán)水處理技術(shù)的研究133水刺生產(chǎn)工藝過(guò)程中可能產(chǎn)生的物質(zhì)各級過(guò)濾材料上被攔截下來(lái)的纖維團、管壁物和粘實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,水刺法非織造布工藝用水中糊狀物質(zhì)來(lái)說(shuō)明。但由于天然纖維的長(cháng)度不規整,主要含有以下四大類(lèi)物質(zhì)含有一定的短絨和雜質(zhì),在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì )大大增加(1)纖維油劑過(guò)濾器的負擔,縮短濾袋、濾芯的使用壽命,同時(shí)對這種油劑是以乳化方式噴灑于纖維表面的,在乳化油劑、纖維素聚積物和微生物粘泥等細小或軟高壓水對纖網(wǎng)噴射時(shí)溶入循環(huán)水中。它影響纖網(wǎng)纏體懸浮物不能完全將其過(guò)濾掉,因此必須采用更加結強度和一些衛生產(chǎn)品的性能,同時(shí)油劑也是水中有效的過(guò)濾系統。目前比較普遍的是采用化學(xué)和物微生物的營(yíng)養源,通過(guò)物理過(guò)濾較難將其去除理方法相結合的氣浮和砂濾裝置。(2)各類(lèi)纖維短屑和從纖維中脫離的微原纖4.1氣浮技術(shù)原理它是由高壓水針和真空抽吸系統帶入循環(huán)水氣浮就是在廢水中通入空氣,并同時(shí)加入混凝中,一般通過(guò)物理過(guò)濾攔截可去除絕大部分;劑等,使廢水中的乳化油(粒徑在0.5~25m之間)(3)微生物和粘泥或細小的固體顆粒粘附在空氣泡上,隨氣泡一起上水中的微生物主要有細菌、真菌和藻類(lèi),微生物浮到水面,從而回收廢水中的有用物質(zhì)同時(shí)凈化了粘泥指的是由于水中溶解的營(yíng)養源而引起的細菌、廢水。凈水法是以微小氣泡作為載體,粘附水中的真菌和藻類(lèi)等微生物的繁殖,并以這些微生物為主,雜質(zhì)顆粒,使其密度小于水,然后顆粒被氣泡挾帶浮混有泥砂、無(wú)機物和塵土等,形成附著(zhù)或堆積于管道升至水面與水分離去除的方法。壁的軟性沉積物。通常為了有效地控制微生物的數由于水刺生產(chǎn)工藝水中的微粒和膠體帶有一定量,在生產(chǎn)過(guò)程中要加入適量的殺菌劑。的電荷,在電子布朗運動(dòng)的作用下,大多數可較長(cháng)時(shí)(4)纖維素聚積物間懸浮于水體中而不凝聚。當完成了纖維固結后由纖維素纖維中的纖維素在高壓水作用下少量的、帶有纖維屑和乳化油劑等物質(zhì)的工藝用水在進(jìn)溶入循環(huán)水中聚積而成的軟體懸浮物。入氣浮裝置前被加入了混凝劑、破乳劑及pH值調4水刺工藝主要采用的水處理技術(shù)和裝置節劑等化學(xué)助劑使其水中的固體微粒、膠體等懸浮現代水處理方法主要有物理處理法化學(xué)處理物被吸附在混凝劑分子的長(cháng)鏈上形成絮狀物。由于法和生物處理法三類(lèi)。水刺工藝中所用的纖維主要助凝劑對絮狀物的架橋聚集作用,使絮狀物進(jìn)一步包括天然纖維和化學(xué)纖維兩大類(lèi)。其中化學(xué)纖維的集聚成團結成更大粒徑的絮狀物然后集聚成團的長(cháng)度比較整齊短絨和雜質(zhì)少,大部分可以先通過(guò)過(guò)絮狀物被通入的細小的微氣泡粘附使其比重大大濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾。過(guò)濾介質(zhì)的主要任務(wù)是憑借其結減小,依靠水的浮力浮至水面并被刮渣機清除,從而構,盡可能地增加與懸浮水體中的顆粒產(chǎn)生碰撞而達到固液分離的凈水目的。將其滯留的概率,同時(shí)盡量降低流體的能量損失。根據氣浮凈化原理,實(shí)現氣浮凈化的必要條件過(guò)濾裝置的作用是集聚流體中的微顆粒而允許流體有兩個(gè):一是必須向水體中提供足夠數量的微氣泡;通過(guò),為下一級過(guò)濾提供較潔凈的水二是必須使水中的雜質(zhì)呈懸浮或疏水性質(zhì),從而附水刺工藝過(guò)程主要采取的物理過(guò)濾方式包括:著(zhù)于氣泡上浮升,所以在氣浮凈化過(guò)程中,有混凝集帶式過(guò)濾器過(guò)濾濾料為300~400g/m2針刺氈,過(guò)聚、氣泡粘附、浮升清除三個(gè)過(guò)程其中重要的是混濾精度為130~150m;袋式過(guò)濾器,過(guò)濾濾料為凝集聚和氣泡粘附。350~450g/m2針刺氈,過(guò)濾精度為100~120ym;芯4.1.1混凝集聚作用的基本原理式過(guò)濾器,過(guò)濾濾料為紗線(xiàn)纏繞的芯式過(guò)濾器,過(guò)濾混凝是一個(gè)復雜的化學(xué)反應過(guò)程。水體中各種精度為50~60μm;根據生產(chǎn)中的實(shí)際情況選擇采膠體顆粒微小,表面水化和帶電使其具有穩定性。用安全過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾,過(guò)濾濾料為致密金屬網(wǎng),過(guò)濾精帶電膠體與其周?chē)碾x子組成雙電層結構的膠團。度約40m經(jīng)過(guò)這種過(guò)濾方式的水處理系統對固體顆粒位稱(chēng)物大的膠體或懸浮物的過(guò)濾比較有作用,這可以從驗結果TH中國煤化工動(dòng)表現出來(lái)的電CNMHG電泳或電滲實(shí)非織造布第16卷第1期=4xp/(DE)……………………(1)所以實(shí)際使用中采用投藥后快速攪拌(產(chǎn)生流速梯式中:—液體的動(dòng)力粘度/Pa度)的方法來(lái)保持膠體間較高的碰撞次數,使其脫u——顆粒電泳遷移的平均速度或液體穩和凝聚。電滲的平均移動(dòng)速度/(cm/s);另外,由于溶入水體中的纖維油劑均為乳化狀D——液體的介電常數;態(tài),所以也必須加入破乳劑進(jìn)行破乳,并使其凝聚成E一兩電極間單位距離外加的電位差。較粗大的油粒而易于去除混凝理論認為,要使膠體脫穩和凝聚,必須投加為加強凝聚效果,還要加入一定量的高分子助定的電解質(zhì)混凝劑,對膠體表面的電荷進(jìn)行電中凝劑。助凝劑主要起吸附架橋、粘附卷掃的作用,可和及壓縮膠體的雙電層,而描述膠體脫穩程度的重促使因電解質(zhì)作用而初步絮凝的膠體顆粒進(jìn)一步聚要指標是電位,所以同時(shí)還必須降低:電位和破集成較粗大的絮狀顆粒,有利于氣泡的吸附和分離壞水化膜,并提供膠體碰撞的動(dòng)能。造成膠體碰撞的處理。對水中膠體及顆粒物具有高效電中和、架橋、主要原因是布朗運動(dòng)、流速梯度和渦流紊動(dòng)而由于絮凝和吸附等物理化學(xué)功能,可有效去除水中濁度、布朗運動(dòng)對1pm左右的細小顆粒已基本不起作用,色度、重金屬離子及微量有機毒物表2幾種常見(jiàn)的助凝劑及其使用的pH值pH值酸鋁、結晶氯化鋁、聚合氯化鋁等6.0-8.5無(wú)機絮凝劑氯化鐵、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵4.0~11鈣鹽、鎂鹽9.5~14聚硅氰化鋁、聚硅硫酸鋁、聚硅硫酸鐵陰離子型:聚丙酸鈉、水溶性聚丙烯酰胺、磺化聚丙烯酰胺等1.0~14有機絮凝劑陽(yáng)離子型:聚乙烯亞胺、聚乙烯吡啶鹽等1.0~7.0非離子型:聚丙烯酰胺、氯化聚乙烯等適用范圍寬4.1.2氣泡粘附作用的基本原理壓閥進(jìn)入氣浮池,由于突然減到常壓,這時(shí)溶解于廢粘附是指以微小氣泡作為載體,粘附水中已經(jīng)水中的空氣便形成許多細小的氣泡逸出,進(jìn)行氣浮。絮凝成團的雜質(zhì)顆粒,使其密度小于水,然后絮凝顆葉輪氣浮的充氣是靠葉輪高速旋轉時(shí)在固定的蓋板粒被氣泡挾帶浮升至水面與水分離去除的過(guò)程。在下形成負壓,從空氣管中吸入空氣。曝氣氣浮是用這個(gè)過(guò)程中,起主要作用的是微氣泡的直徑鼓風(fēng)機將空氣直接打入裝在氣浮池底的充氣器,使所以,在一定的條件下,如果氣泡分散得越小,空氣形成細小的氣泡進(jìn)入廢水中進(jìn)行氣浮。從處理則單位體積的氣體總表面積越大,因此與懸浮物或效率說(shuō),加壓氣浮產(chǎn)生的氣泡最小,約30~120m,乳化油粒碰撞和粘附的機會(huì )就越多,氣浮效率就越氣浮效率最高,而且運行管理方面比較簡(jiǎn)便,為水刺高。但如果水中表面活性物的數量超過(guò)一定限度法水處理工藝的首選方法。后,盡管起泡現象很強烈,泡沫在水面上聚集很多,42砂濾技術(shù)情況但氣浮效果卻大大降低了。這是因為大量表面活性砂濾其實(shí)是一種古老的凈化水的方法,當然現物質(zhì)所造成的嚴重乳化問(wèn)題引起的。在的砂濾融入了許多現代技術(shù)手段。目前,國內外4.1.3氣浮設備應用最多的是所謂動(dòng)態(tài)砂濾技術(shù)和靜態(tài)砂濾技術(shù)。在一定條件下,氣泡在廢水中的分散程度是影動(dòng)態(tài)砂濾技術(shù)是在過(guò)濾的同時(shí)對砂粒進(jìn)行清洗,可響氣浮效率的直接因素,所以氣浮設備一般以產(chǎn)生以不間斷地連續工作,基本上不需維護。靜態(tài)砂濾氣泡的方法來(lái)分類(lèi),包括加壓氣浮、葉輪氣浮、曝氣是利用不同粒徑的砂層來(lái)攔截水體中細小的微粒。氣浮和真空氣浮等。其中加壓氣浮是用水泵將廢水砂的中國煤化工采用分層裝填的加壓到3~4個(gè)大氣壓,同時(shí)注入空氣,在上述壓力方式CNMHG濾,上部進(jìn)水、下下在溶氣罐中使空氣溶解于廢水中。廢水經(jīng)過(guò)減部出水。H壓刀達到一疋值時(shí),需對砂子進(jìn)2008年(總第65期)張志娟:水刺法循環(huán)水處理技術(shù)的研究15行清潔,清潔方式采用空壓帶水由下部反向沖洗,清生物化學(xué)需氧量是指由于水中好氣微生物的繁洗水由上部流出。靜態(tài)砂濾雖然不能連續工作,但殖或呼吸作用,水中有機物被分解所消耗的溶解氧可以使用很細的砂粒來(lái)提高過(guò)濾精度和增加1個(gè)備的量簡(jiǎn)稱(chēng)BOD。通常規定為20℃時(shí)5天所消耗氧用罐用于輪換清洗,以保證連續工作。量,以mg/L單位表示。測定時(shí)通常選用標準稀釋5水質(zhì)指標的要求法測定經(jīng)過(guò)這些處理后可以大大地提高了水處理的效53化學(xué)需氯量(Co0D果,節約了成本。經(jīng)過(guò)氣浮、砂濾裝置以及各種過(guò)濾化學(xué)需氧量是指1L水中還原性物質(zhì)(有機或介質(zhì)的處理后使水的品質(zhì)得到大大的改善,出水濁無(wú)機的)在規定的條件下被氧化時(shí)所消耗的氧的毫度可降到5mg/L以下,雜質(zhì)粒徑<30m,乳化油脂克數。它是描述水質(zhì)被污染程度的綜合性指標之的量可減少95%,總固體懸浮物的量能達到不高于。目前,國內外測定COD的方法較多,公認和通100mg/L,可以完全達到水刺生產(chǎn)工藝用水的要求用的方法是采用重鉻酸鉀法和高錳酸鉀法。也符合國家對于工業(yè)廢水的排放標準。國家對于工6結語(yǔ)業(yè)廢水的排放有嚴格的規定,如表3所示。綜上所述,在水刺生產(chǎn)過(guò)程中采用有效的水處理裝置可以有以下幾個(gè)方面的作用。表3工業(yè)廢水排放標準(1)可以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在水刺生有害物質(zhì)或項目名稱(chēng)最高容許排放濃度/(mg/L)產(chǎn)過(guò)程中,使用高效的水處理技術(shù),可以有效地減少pH值安全過(guò)濾芯、水針板堵塞和水針板針孔磨損變形現懸浮物象的發(fā)生,使產(chǎn)品的斷裂強力和外觀(guān)質(zhì)量得到明顯生化需氧量的改善?；瘜W(xué)需氧量(2)降低消耗。采用有效的水處理工藝和設硫化物1備,可大大減少物理方法過(guò)濾材料的消耗,并且使水揮發(fā)碑氰化物(以游離氰根計的回收利用率顯著(zhù)增加。對于企業(yè)來(lái)講經(jīng)濟效益毋庸置疑。(3)降低勞動(dòng)強度。采用有效的水處理工藝和銅及其化合物1(按Cu計)設備,大大減少了多級過(guò)濾材料的堵塞,也就減少了鋅及其化合物5(按Zn計)對這些材料頻繁更換清洗的次數,降低了勞動(dòng)強度。氟的有機化合物10(按F計)參考文獻:1]靳向煜,柯勤飛非織造布學(xué)[M][2]馬建偉郭乘臣陳韶娟非織造布技術(shù)概論[M].北京:中國紡苯胺類(lèi)織出版社在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,要對水質(zhì)進(jìn)行定期的檢測。[3]水刺技術(shù)染整加工的一種新方法[全國染整新技術(shù)協(xié)作網(wǎng)簡(jiǎn)般常規的檢測項目包括水的pH值測定、生化需訊,2002,(12)4]氣浮技術(shù)控制影響因素的探討江西科學(xué),2006,(1)氧量的測定、化學(xué)需氧量的測定等。5]氣浮凈水技術(shù)的理論及應用[門(mén)四川化工,2005,(4)51pH值的測定[6]余瑞寶陸正龍水質(zhì)污染的分析方法和儀器[]pH值標準的測定方法采用電極系統進(jìn)行測定?！?]清華大學(xué)給水排水教研組廢水處理與利用工作[M測定時(shí)使用的工作電極很多有氫電極醌一氫醌電8水體顆粒物和難降解有機物的特性與控制技術(shù)原理[9] Nelson L Nemerow Liquid Waste of Industry[J]極、金屬銻電極、玻璃電極等。其中應用最廣泛的是[10] Gorden Maskew Fair, John Charles Geyer. Water Supply and玻璃電極。Disposed[J]52生物化學(xué)需氧量(BOD)中國煤化工(下轉第18頁(yè))CNMHG非織造布第16卷第1期橫強度比均衡、有利于實(shí)現產(chǎn)品的薄型化發(fā)展等。有報告報道,2006年日本汽車(chē)產(chǎn)量超過(guò)美國成這種材料目前在國際上被廣泛應用到車(chē)頂襯墊材為世界第一大汽車(chē)生產(chǎn)國,美國僅次之后,中國超過(guò)料、座椅墊層、車(chē)后箱襯墊材料、緩沖和隔音材料等。德國成為世界第三大汽車(chē)生產(chǎn)國;另有報告預測,到由于紡粘法在技術(shù)性能和制造成本上的優(yōu)勢,隨著(zhù)2014年,全球的汽車(chē)產(chǎn)量將達到7500萬(wàn)輛,其中美紡粘針刺材料在汽車(chē)領(lǐng)域的應用擴展,正在很多領(lǐng)國仍居第一,中國和日本將并列居第二位,德國排第域不斷取代短纖針刺非織造布產(chǎn)品。三。從上述報道和預測可以看出,中國的汽車(chē)產(chǎn)量紡粘熱軋非織造布是汽車(chē)用簇絨地毯底布的最已居世界第三位,并有可能上升至第2位,幾年后汽主要材料,目前在歐美等汽車(chē)用地毯中,簇絨地毯占車(chē)產(chǎn)量將接近和達到1000萬(wàn)輛。按照這一數字計據主要份額,而簇絨地毯的底布幾乎都是采用PET算,屆時(shí)我國產(chǎn)的汽車(chē)所需各類(lèi)非織造布將達到20紡粘熱軋法非織造布;此外,PET紡粘法熱軋布還萬(wàn)t左右。廣泛應用到汽車(chē)過(guò)濾領(lǐng)域和汽車(chē)內飾材料中。我國汽車(chē)領(lǐng)域的高速發(fā)展對于非織造布生產(chǎn)商短纖廢紡浸漬法非織造布在汽車(chē)結構中也有較和供應商是個(gè)良好的發(fā)展機遇,關(guān)鍵是非織造布生多應用,主要用于車(chē)底板墊層的模壓成型材料及其產(chǎn)者應該與汽車(chē)行業(yè)密切合作,抓住時(shí)機,不斷開(kāi)發(fā)它用途上。出具有優(yōu)良質(zhì)量和高性能的汽車(chē)用非織造布材料,結語(yǔ)提升我國的汽車(chē)內飾檔次和取得更大的經(jīng)濟效益。Application and Development of Nonwovens in Automobile IndustryZHANG Xue-ming, LIU Hai-jiangLiaoning Tianwei Textile Research Architectural Design Co LTD)Abstract: Application of nonwovens in automobile field and its performance and advantage are described in thepaper. Characteristics and process method of pet nonwovens which is used generally in automobile industrintroduced It is explained that application of nonwovens in China automobile industry has excellent developiKeywords: Nonwovens; Automobile; Development; Application; Prospect(上接第15頁(yè))Technology and Research for Spunlaced Circle Water TreatmentZHANG Zhi-juan(Tianjin Industry Institute)Abstract: Various water treatment equipment and method prine國煤化工Der. It is explainedthat water treatment process is very important in the course ofNMHGKeywords: Nonwovens; Spunlaced; Circle water treatment technogy