Abstrak
Air sisa yang beredar daripada penghasilan gentian kaca mengandungi mikrofiber kaca, koloid, dan bahan berasid. Kualiti airnya mudah merosot, menjejaskan kualiti produk, dan proses rawatan tradisional sukar dicapai untuk kitar semula. Kertas ini menggunakan teknologi membran ultraturasan untuk merawat air sisa yang beredar daripada penghasilan gentian kaca. Fluks membran, perbezaan tekanan transmembran, kualiti efluen dan kestabilan operasi-penapisan aliran silang dan proses penapisan-mati telah dibandingkan. Kitaran penapisan dan skim pembersihan dioptimumkan untuk mengesahkan kebolehlaksanaan penggunaan semula membran ultraturasan. Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa kedua-dua kaedah penapisan boleh mencapai penulenan air sisa yang cekap, menghasilkan efluen yang jelas dan telus. Penapisan-aliran silang mempamerkan kestabilan operasi berterusan yang lebih kukuh, manakala penapisan-mati lebih padat. Apabila kitaran penapisan adalah Kurang daripada atau sama dengan 2j, perbezaan tekanan transmembran kekal stabil, dan pembersihan fizikal yang menggabungkan penyental udara + basuh belakang + curahan hadapan boleh memulihkan prestasi membran sepenuhnya. Efluen yang dirawat boleh digunakan semula secara terus dalam barisan pengeluaran, dengan ketara mengurangkan pelepasan dan penggunaan air tawar, menyediakan penyelesaian kejuruteraan untuk penggunaan semula{15}}sumber air sisa gentian kaca.
Kata kunci: Membran ultraturasan; Air sisa gentian kaca; Kitar semula; Penapisan{0}}alir silang; Penapisan -mati; Perbezaan tekanan transmembran; Pembersihan fizikal
pengenalan
Dalam pengeluaran gentian kaca dan pemisah bateri, sistem air beredar menghasilkan sejumlah besar air sisa yang mengandungi mikrofiber kaca, koloid, dan bahan berasid. Kualiti air merosot dengan cepat, membawa kepada penurunan kualiti produk, penutupan barisan pengeluaran untuk penggantian air, dan peningkatan pelepasan air sisa, sekali gus meningkatkan beban rawatan air sisa. Proses pemendapan dan penapisan tradisional tidak dapat mengeluarkan gentian halus dan koloid, menjadikannya sukar untuk memenuhi keperluan kitar semula.
Teknologi membran ultrafiltrasi, didorong oleh tekanan, boleh mengekalkan zarah halus, koloid dan pepejal terampai dengan cekap, menawarkan kelebihan seperti ketepatan pemisahan yang tinggi, peralatan bersepadu dan operasi automatik, menjadikannya sesuai untuk rawatan air sisa gentian kaca. Penapisan-alir dan penapisan mati-akhir ialah dua proses operasi teras membran ultraturasan, dengan perbezaan ketara dalam ciri pengendalian, kawalan pencemaran dan kos penyelenggaraannya. Penyelidikan mengenai pengoptimuman proses khusus untuk air sisa gentian kaca adalah terhad. Kertas kerja ini membandingkan prestasi pengendalian kedua-dua proses melalui percubaan skala-perintis, mengoptimumkan parameter pengendalian dan skim pembersihan, mencapai kitar semula air sisa dan meningkatkan kecekapan pengeluaran dan penggunaan sumber air.
1. Bahan dan Kaedah Eksperimen
1.1 Menguji Sampel Air
Sampel air diambil dari kolam peredaran air putih pengeluar pemisah bateri. Ciri-ciri air sisa ialah: mengandungi mikrofiber kaca dan koloid, pH≈2, rupa putih susu, serat-tinggi, air sisa beredar berasid kuat, dengan kitaran edaran 1-2 hari dan turun naik yang besar dalam kualiti air.
1.2 Radas Eksperimen
Alat skala perintis ultrafiltrasi automatik sepenuhnya-digunakan, dengan modul membran ultraturasan tunggal. Bahan membran ialah membran ultraturasan tahan asid-, dengan ketepatan pengekalan disesuaikan dengan pengekalan gentian halus. Radas mempunyai dua mod pengendalian:-aliran dan buntu-akhir, membolehkan pembersihan automatik melalui penyentalan udara, cuci belakang dan curahan ke hadapan.
1.3 Proses Eksperimen
Penapisan aliran-silang: Kadar aliran pengaruh 8 m³/j, kadar aliran meresap 3 m³/j, pekat diedarkan semula ke tangki air mentah untuk rawatan lanjut;
Penapisan akhir-mati: Kadar aliran pengaruh=Kadar aliran meresap=3 m³/j, tiada peredaran semula pekat, kitaran penapisan ditetapkan kepada 1j, 2j dan 4j;
Proses pembersihan: Penyentalan udara 2 min + basuh belakang 2 min + siram ke hadapan 1 minit, pembersihan fizikal semata-mata, tiada agen kimia.
1.4 Petunjuk Penilaian
Penunjuk penilaian teras ialah perbezaan tekanan transmembran, fluks membran, kualiti efluen, dan kestabilan operasi. Perbezaan tekanan transmembran mencerminkan tahap kekotoran membran, dan kejelasan efluen mencirikan kesan pemisahan.
2 Keputusan dan Analisis Eksperimen
2.1 Ujian Kesesuaian Peralatan Membran Ultrafiltrasi
Unit perintis ultrafiltrasi beroperasi secara berselang-seli selama 33 jam. Pengaruhnya ialah air sisa berasid putih susu, dan resapan kekal jernih dan telus sepanjang keseluruhannya, membuktikan bahawa membran ultraturasan sesuai untuk air sisa gentian kaca dan mempamerkan prestasi pemisahan yang stabil.
2.2 Prestasi Proses Penapisan-Rentas Aliran
Semasa operasi berterusan penapisan-aliran, perbezaan tekanan transmembran meningkat perlahan-lahan dari semasa ke semasa. Selepas pertukaran air dan basuh balik membran, perbezaan tekanan pulih sepenuhnya. Operasi berterusan tidak menunjukkan kekotoran membran yang tidak terkawal, dan kualiti meresap kekal stabil, memenuhi keperluan untuk kitar semula barisan pengeluaran.
Kelebihan: Edaran semula pekat mengurangkan pemendapan bahan cemar pada permukaan membran, memperlahankan kadar kekotoran. Ia sesuai untuk pengeluaran berterusan-berskala besar,-panjang, mempamerkan kestabilan operasi yang optimum.
2.3 Prestasi Proses Penapisan -Mati
Ujian kitaran penapisan tamat-akhir:
1j, 2j: Tiada perubahan ketara dalam perbezaan tekanan transmembran; operasi yang stabil.
4j: Peningkatan ketara dalam perbezaan tekanan transmembran; peningkatan kekotoran membran. Walau bagaimanapun, selepas pembersihan fizikal, perbezaan tekanan pulih dengan cepat, dan prestasi membran tidak menunjukkan penurunan.
Kesimpulan: Penapisan tamat-dengan kitaran terkawal dalam masa 2j boleh beroperasi secara stabil untuk tempoh yang lama. Peranti tidak menghasilkan pelepasan pekat, mempunyai struktur yang lebih padat dan sesuai untuk senario rawatan padat-kecilan.
2.4 Kawalan Fouling Membran dan Prestasi Penjanaan Semula
Kekotoran membran ultrafiltrasi adalah fenomena yang tidak dapat dielakkan semasa operasi. Proses pembersihan fizikal gabungan penyedutan udara + basuh belakang + basuhan hadapan dengan berkesan membuang gentian dan mendapan koloid dari permukaan membran, tidak meninggalkan sisa kimia, tidak menyebabkan kerosakan pada modul membran, dan membenarkan pemulihan lengkap fluks membran dan prestasi pemisahan, memastikan operasi stabil-panjang.
2.5 Kesan Guna Semula dan Faedah Kejuruteraan
Penggunaan Semula Air Resap: Resap ultrafiltrasi boleh digunakan semula secara terus dalam sistem peredaran air barisan pengeluaran, memastikan kualiti air yang stabil, meningkatkan kualiti produk diafragma, dan memanjangkan kitaran perubahan air barisan pengeluaran.
Pengurangan Pencemaran dan Pengurangan Karbon: Pelepasan air sisa dikurangkan dengan ketara, mengurangkan beban pada loji rawatan air sisa; penggunaan air tawar dikurangkan dengan ketara, menjimatkan sumber air dan kos operasi.
Kecekapan Pengeluaran: Masa henti yang kerap untuk perubahan air dielakkan, meningkatkan masa operasi berterusan barisan pengeluaran dan meningkatkan kecekapan pengeluaran.
3. Pengoptimuman Proses dan Syor Kejuruteraan
Pemilihan Proses: Penapisan silang-aliran disyorkan untuk pengeluaran berterusan berskala besar- kerana kestabilannya yang tinggi; penapisan mati-dicadangkan untuk-kecilan, projek padat kerana kemudahan operasi dan penyelenggaraannya.
Parameter Operasi: Kitaran penapisan tamat-Kurang daripada atau sama dengan 2 jam; penapisan silang-aliran digabungkan dengan basuh belakang berkala mengawal perbezaan tekanan transmembran dalam julat yang munasabah.
Skim Pembersihan: Pembersihan gabungan fizikal semata-mata digunakan, tidak memerlukan agen kimia, menjadikannya mesra alam dan kos-rendah, sesuai untuk keadaan air sisa berasid.
4. Kesimpulan
Teknologi membran ultrafiltrasi dengan cekap boleh merawat air sisa beredar berasid daripada penghasilan gentian kaca, mengekalkan mikrofiber kaca dan koloid dengan berkesan, menghasilkan efluen yang jelas dan patuh yang boleh digunakan semula secara terus dalam barisan pengeluaran.
Kedua-dua-penapisan aliran dan penapisan-mati adalah sesuai untuk rawatan air sisa ini. Penapisan-aliran silang menawarkan operasi yang lebih stabil, manakala peranti-mati mati adalah lebih padat, membolehkan pemilihan fleksibel berdasarkan skala projek.
Kitaran penapisan Kurang daripada atau sama dengan 2 jam dan gabungan pembersihan fizikal berkesan mengawal kekotoran membran, memastikan-prestasi membran stabil jangka panjang.
Teknologi penggunaan semula membran ultrafiltrasi boleh mencapai pemulihan sumber air sisa dan pengurangan volum, meningkatkan kualiti produk dan kecekapan pengeluaran, dan mempunyai faedah ekonomi dan alam sekitar yang ketara.