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改性纤维球在含油污水领域的应用
日期：2024-07-29 08:37
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摘要：
改性纤维球在含油污水领域的应用
过滤是去除水中悬浮物的*有效手段之一，在研究水的过滤方面，人类经历了漫长的过程。随着科技的进步与人工合成新型材料的出现，诱发人们用新的材料和新的工艺，对以石英砂为代表的传统颗粒滤料提出挑战。
用纤维丝制成的纤维球滤料，空隙率高、比表面积大，吸附能力强，尤其是国产纤维球，是柔性可压缩滤料，在过滤过程中，滤层空隙率沿水流方向由大变小，符合理想分布，是很好的过滤材料，主要特点如下：
1）滤速高。纤维球滤速可达40m/h，而砂滤滤速只有8～10 m/h。
2）出水水质好。当滤速为20～40m/h时，国产纤维球可将沉淀池出水悬浮物由＜20mg/L降到1.4～3mg/L，去除率85%左右，日本球出水悬浮物在3.2～3.4mg/L左右。国产纤维球过滤接触氧化池出水，悬浮物由20～80mg/L降到≤5mg/L。
3）截污量大。过滤沉淀池出水，纤维球滤层截污量为3～4.7kg/m2，为石英砂滤层的1.6～2.4倍；过滤接触氧化池出水，截污量达4.5～9.4kg/m2。
4）周期产水量大。过滤沉淀池出水时，纤维球过滤周期产水量为360～700m3/m2，是砂滤的3.6～7倍。
5）反冲洗水量少，约占过滤水量的2%左右，而砂滤反冲洗水量约占过滤水量的5%。
纤维球滤料过滤废水试验研究成果,于1986年通过了国家环保局组织的技术鉴定。清华大学还进行了纤维球压缩过滤试验，获得了“可调节滤层的纤维球过滤方法”国家发明**，采用该方法过滤一般水可得出水浊度＜1（NTU）。
虽然纤维球过滤器的技术优势很大，但是普通纤维球由于具有非极性的亲油表面，一旦吸附原油，根本无法反冲洗再生，因此限制了它在油田含油污水处理中的应用。为了克服纤维滤料这一缺点，充分发挥其去除悬浮物的潜力，在王占生教授的组织引导下，清华同方股份有限企业环境事业部于2000年成功地开发了新型防油改性纤维球，申报“防油纤维滤料”和“扇形防油纤维滤料”国家实用新型**，并在华北油田进行了现场试验。研究成果综述如下：
1)分析比较了各种不同纤维的综合性能，研究了不同纤维的改性处理工艺，经过比较筛选得知，涤纶纤维具有良好的耐热性能，耐酸、耐碱和耐腐蚀性能，耐磨及耐微生物性能，适应油田采出水的高温、高腐蚀等特点。*后选定以涤纶纤维作为改性对象，进行亲水防油改性。
2)研究不同改性剂对涤纶纤维改性效果，筛选出*佳的防油改**剂，确定改性工艺参数，得到理想的表面改性效果。由改性纤维球与原丝纤维球经粘油洗涤后照片（对比可知，原丝纤维球经粘油饱和后根本无法再生，而改性纤维球经浸油饱和后用水冲洗时，能够迅速恢复清洁的表面，从而得到再生。
如今改性纤维球滤料以独特的性能和出色的效果逐步在含油水处理领域发挥着无可替代的作用。
过滤是去除水中悬浮物的*有效手段之一，在研究水的过滤方面，人类经历了漫长的过程。随着科技的进步与人工合成新型材料的出现，诱发人们用新的材料和新的工艺，对以石英砂为代表的传统颗粒滤料提出挑战。
用纤维丝制成的纤维球滤料，空隙率高、比表面积大，吸附能力强，尤其是国产纤维球，是柔性可压缩滤料，在过滤过程中，滤层空隙率沿水流方向由大变小，符合理想分布，是很好的过滤材料，主要特点如下：
1）滤速高。纤维球滤速可达40m/h，而砂滤滤速只有8～10 m/h。
2）出水水质好。当滤速为20～40m/h时，国产纤维球可将沉淀池出水悬浮物由＜20mg/L降到1.4～3mg/L，去除率85%左右，日本球出水悬浮物在3.2～3.4mg/L左右。国产纤维球过滤接触氧化池出水，悬浮物由20～80mg/L降到≤5mg/L。
3）截污量大。过滤沉淀池出水，纤维球滤层截污量为3～4.7kg/m2，为石英砂滤层的1.6～2.4倍；过滤接触氧化池出水，截污量达4.5～9.4kg/m2。
4）周期产水量大。过滤沉淀池出水时，纤维球过滤周期产水量为360～700m3/m2，是砂滤的3.6～7倍。
5）反冲洗水量少，约占过滤水量的2%左右，而砂滤反冲洗水量约占过滤水量的5%。
纤维球滤料过滤废水试验研究成果,于1986年通过了国家环保局组织的技术鉴定。清华大学还进行了纤维球压缩过滤试验，获得了“可调节滤层的纤维球过滤方法”国家发明**，采用该方法过滤一般水可得出水浊度＜1（NTU）。
虽然纤维球过滤器的技术优势很大，但是普通纤维球由于具有非极性的亲油表面，一旦吸附原油，根本无法反冲洗再生，因此限制了它在油田含油污水处理中的应用。为了克服纤维滤料这一缺点，充分发挥其去除悬浮物的潜力，在王占生教授的组织引导下，清华同方股份有限企业环境事业部于2000年成功地开发了新型防油改性纤维球，申报“防油纤维滤料”和“扇形防油纤维滤料”国家实用新型**，并在华北油田进行了现场试验。研究成果综述如下：
1)分析比较了各种不同纤维的综合性能，研究了不同纤维的改性处理工艺，经过比较筛选得知，涤纶纤维具有良好的耐热性能，耐酸、耐碱和耐腐蚀性能，耐磨及耐微生物性能，适应油田采出水的高温、高腐蚀等特点。*后选定以涤纶纤维作为改性对象，进行亲水防油改性。
2)研究不同改性剂对涤纶纤维改性效果，筛选出*佳的防油改**剂，确定改性工艺参数，得到理想的表面改性效果。由改性纤维球与原丝纤维球经粘油洗涤后照片（对比可知，原丝纤维球经粘油饱和后根本无法再生，而改性纤维球经浸油饱和后用水冲洗时，能够迅速恢复清洁的表面，从而得到再生。
如今改性纤维球滤料以独特的性能和出色的效果逐步在含油水处理领域发挥着无可替代的作用。