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改性纖維球在含油污水領域的應用
日期：2022-11-28 18:50
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摘要：
改性纖維球在含油污水領域的應用
過濾是去除水中懸浮物的*有效手段之一，在研究水的過濾方面，人類經歷了漫長的過程。隨著科技的進步與人工合成新型材料的出現，誘發人們用新的材料和新的工藝，對以石英砂為代表的傳統顆粒濾料提出挑戰。
用纖維絲制成的纖維球濾料，空隙率高、比表面積大，吸附能力強，尤其是國產纖維球，是柔性可壓縮濾料，在過濾過程中，濾層空隙率沿水流方向由大變小，符合理想分布，是很好的過濾材料，主要特點如下：
1）濾速高。纖維球濾速可達40m/h，而砂濾濾速只有8～10 m/h。
2）出水水質好。當濾速為20～40m/h時，國產纖維球可將沉淀池出水懸浮物由＜20mg/L降到1.4～3mg/L，去除率85%左右，日本球出水懸浮物在3.2～3.4mg/L左右。國產纖維球過濾接觸氧化池出水，懸浮物由20～80mg/L降到≤5mg/L。
3）截污量大。過濾沉淀池出水，纖維球濾層截污量為3～4.7kg/m2，為石英砂濾層的1.6～2.4倍；過濾接觸氧化池出水，截污量達4.5～9.4kg/m2。
4）周期產水量大。過濾沉淀池出水時，纖維球過濾周期產水量為360～700m3/m2，是砂濾的3.6～7倍。
5）反沖洗水量少，約占過濾水量的2%左右，而砂濾反沖洗水量約占過濾水量的5%。
纖維球濾料過濾廢水試驗研究成果,于1986年通過了國家環保局組織的技術鑒定。清華大學還進行了纖維球壓縮過濾試驗，獲得了“可調節濾層的纖維球過濾方法”國家發明磚利，采用該方法過濾一般水可得出水濁度＜1（NTU）。
雖然纖維球過濾器的技術優勢很大，但是普通纖維球由于具有非極性的親油表面，一旦吸附原油，根本無法反沖洗再生，因此限制了它在油田含油污水處理中的應用。為了克服纖維濾料這一缺點，充分發揮其去除懸浮物的潛力，在王占生教授的組織指導下，清華同方股份有限公司環境事業部于2000年成功地開發了新型防油改性纖維球，申報“防油纖維濾料”和“扇形防油纖維濾料”國家實用新型磚利，并在華北油田進行了現場試驗。研究成果綜述如下：
1)分析比較了各種不同纖維的綜合性能，研究了不同纖維的改性處理工藝，經過比較篩選得知，滌綸纖維具有良好的耐熱性能，耐酸、耐堿和耐腐蝕性能，耐磨及耐微生物性能，適應油田采出水的高溫、高腐蝕等特點。*后選定以滌綸纖維作為改性對象，進行親水防油改性。
2)研究不同改性劑對滌綸纖維改性效果，篩選出*佳的防油改**劑，確定改性工藝參數，得到理想的表面改性效果。由改性纖維球與原絲纖維球經粘油洗滌后照片（對比可知，原絲纖維球經粘油飽和后根本無法再生，而改性纖維球經浸油飽和后用水沖洗時，能夠迅速恢復清潔的表面，從而得到再生。
如今改性纖維球濾料以獨特的性能和出色的效果逐步在含油水處理領域發揮著無可替代的作用。
過濾是去除水中懸浮物的*有效手段之一，在研究水的過濾方面，人類經歷了漫長的過程。隨著科技的進步與人工合成新型材料的出現，誘發人們用新的材料和新的工藝，對以石英砂為代表的傳統顆粒濾料提出挑戰。
用纖維絲制成的纖維球濾料，空隙率高、比表面積大，吸附能力強，尤其是國產纖維球，是柔性可壓縮濾料，在過濾過程中，濾層空隙率沿水流方向由大變小，符合理想分布，是很好的過濾材料，主要特點如下：
1）濾速高。纖維球濾速可達40m/h，而砂濾濾速只有8～10 m/h。
2）出水水質好。當濾速為20～40m/h時，國產纖維球可將沉淀池出水懸浮物由＜20mg/L降到1.4～3mg/L，去除率85%左右，日本球出水懸浮物在3.2～3.4mg/L左右。國產纖維球過濾接觸氧化池出水，懸浮物由20～80mg/L降到≤5mg/L。
3）截污量大。過濾沉淀池出水，纖維球濾層截污量為3～4.7kg/m2，為石英砂濾層的1.6～2.4倍；過濾接觸氧化池出水，截污量達4.5～9.4kg/m2。
4）周期產水量大。過濾沉淀池出水時，纖維球過濾周期產水量為360～700m3/m2，是砂濾的3.6～7倍。
5）反沖洗水量少，約占過濾水量的2%左右，而砂濾反沖洗水量約占過濾水量的5%。
纖維球濾料過濾廢水試驗研究成果,于1986年通過了國家環保局組織的技術鑒定。清華大學還進行了纖維球壓縮過濾試驗，獲得了“可調節濾層的纖維球過濾方法”國家發明磚利，采用該方法過濾一般水可得出水濁度＜1（NTU）。
雖然纖維球過濾器的技術優勢很大，但是普通纖維球由于具有非極性的親油表面，一旦吸附原油，根本無法反沖洗再生，因此限制了它在油田含油污水處理中的應用。為了克服纖維濾料這一缺點，充分發揮其去除懸浮物的潛力，在王占生教授的組織指導下，清華同方股份有限公司環境事業部于2000年成功地開發了新型防油改性纖維球，申報“防油纖維濾料”和“扇形防油纖維濾料”國家實用新型磚利，并在華北油田進行了現場試驗。研究成果綜述如下：
1)分析比較了各種不同纖維的綜合性能，研究了不同纖維的改性處理工藝，經過比較篩選得知，滌綸纖維具有良好的耐熱性能，耐酸、耐堿和耐腐蝕性能，耐磨及耐微生物性能，適應油田采出水的高溫、高腐蝕等特點。*后選定以滌綸纖維作為改性對象，進行親水防油改性。
2)研究不同改性劑對滌綸纖維改性效果，篩選出*佳的防油改**劑，確定改性工藝參數，得到理想的表面改性效果。由改性纖維球與原絲纖維球經粘油洗滌后照片（對比可知，原絲纖維球經粘油飽和后根本無法再生，而改性纖維球經浸油飽和后用水沖洗時，能夠迅速恢復清潔的表面，從而得到再生。
如今改性纖維球濾料以獨特的性能和出色的效果逐步在含油水處理領域發揮著無可替代的作用。