（环境工程专业论文）热轧浊环水处理技术及工艺研究.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 本文针对钢铁企业热轧浊环水处理难这一瓶颈问题，提出了合理的解决方案。 热轧浊环水成分复杂，处理困难，危害大，是困扰我国钢铁企业的一大难题。我国 钢铁企业常采用机械物理法和化学法及三段式处理工艺流程来处理热轧浊环水，但 处理效果不好，给钢铁企业带来了巨大损失。尤其是随着我国钢铁企业生产工艺的 改进和对轧钢质量的提高，迫切需要对原有的浊环水处理技术和工艺进行革新。因 此本文从分析热轧浊环水特性入手，总结了传统处理技术和处理工艺的优缺点，并 在国内外先进的水处理技术和理论的基础上提出了新的有效的革新方案。斗 本文采用钢铁企业产生的大量固体废弃物钢渣作为研究对象，根据其目前的利 用现状、化学成分和物化性能提出了钢渣作为高效吸油剂来处理热轧浊环水的新思 路。并通过实验室的静态吸附研究，证实了钢渣吸附剂可以有效吸附热轧浊环水中 的油，讨论了温度、p h 、钢渣投加量等因素对钢渣吸附剂的处理效果的影响。同时 对钢渣吸附剂的吸附机理进行初步探讨，给出了钢渣吸附剂在不同温度下的吸附等 温线和吸附等温式，钢渣对油的饱和吸附容量和吸附动力学方程等，为钢渣吸附剂 的实际应用提供了科学依据，并提出了使用后的钢渣吸附剂可用来制作陶瓷装饰材 料的资源化路线。 本文还针对我国钢铁企业所采用的传统工艺的弊端，根据钢铁企业热轧浊环水 的关键控错4 污染物和水质特点，提出了同时去除大量悬浮物和所含油份的思路，并 根据膜淤塞理论和微孔膜过滤理论，设计制作出高效除浊除油的自清洗动态膜除浊 除油器。f 通过实验室小试规模运行试验，证实了自清洗动态膜除浊除油器可以有效 处理含有大量悬浮物的工业废水和热轧浊环水，具有适用范围广，过滤性能好，处 理效果好，出水水质稳定等优点，具有广阔的应用前景。j 、 关键词：浊环水，钢渣j 吸咏自清洗动态膜除浊除油器；膜淤塞j 微孔滤膜 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h er e a s o n a b l ep r o c e s st ot r e a te f f e c t i v e l yt h et u r b i dc i r c u l a t i n gw a t e rd i s c h a r g e d f r o mh o t - r o l l e ds t e e lw o r k s h o pw a si n v e s t i g a t e d t h et u r b i dc i r c u l a t i n gw a t e rc o n t a i n s m a n yc o m p l e xp o l l u t a n t ss u c h l u b r i c a n tg r e a s e ，o x i d i z e di r o np a r t i c l e s ，s i l te t c ，w h i c hc a n n o t b ee a s i l yr e m o v e db yt h em e c h a n i c a la n dp h y s i c a lm e t h o d s ，c h e m i c a lm e t h o d sa n dt h e t h r e e s t a g ep r o c e s sw h i c hh a v eb e e nu s e di n t h em o s tr o l l i n gm i l l s ，s ot h ep i p e l i n e s ， c o o l i n gt o w e r a n df d t e r st e n dt ob ec l o g g e da f t e rl o n g - t e r mo p e r a t i o n a n dt h ep o l l u t a n t s d og r e a th a r mt ot h es t e e lp r o d u c t i o ne s p e c i a l l yt ot h eq u a l i v yo ft h eh o t - r o l l e ds t e e l ，a n d t h u sb r i n gg r e a tl o s st ot h es t e e li n d u s t r y i np a r t i c u l a rw i t ht h ed e m a n do fi n n o v a t i o no f t h es t e e lr o l l i n gt e c h n o l o g ya n dt h ed e m a n do ft h eh i g h e rq u a l i t yo ft h er o l l e ds t e e l ，i ti s o b l i g e dt oi m p r o v ea n dd e v e l o pc i r c u l a t i n gw a t e r t r e a t m e n tt e c h n o l o g ya n d p r o c e s s t h e c h a r a c t e r i s t i c so f t h ec i r c u l a t i n gw a t e r , t h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so f t h et r a d i t i o n a l c i r c u l a t i n gw a t e rt r e a t m e n tt e c h n o l o # e sa r ea n a l y z e di nt h i st h e s i s an e w r o u t ew a sp u t f o r w a r dt oe f f e c t i v e l yr e m o v et h e p o l l u t a n t sf r o mc i r c u l a t i n g w a t e r a s t u d yw a sc a r r i e do u to n t h es t e e lr e s i d u et h a ti so n ek i n do ft h em a s ss o l i dw a s t e o f t h es t e e li n d u s t r y b a s e do nt h ec h e m i c a lc o m p o n e n t sa n d p h y s i c a lc h a r a c t e r i s t i c so f t h e s t e e lr e s i d u e ，an e wt r e a t m e n tm e t h o do ft h ec i r c u l a t i n gw a t e rw a sd e v e l o p e db yu s i n g s t e e lr e s i d u ea so i la b s o r b e n t t h el a b o r a t o r ys t a t i ca b s o r p t i o ne x p e r i m e n to nt h es t e e l r e s i d u ea p p r o v e dt h a tt h er e s i d u em a y e f f e c t i v e l ya b s o r bt h eo i l si nt h ec i r c u l a t i n gw a t e r m a n yf a c t o r st h a t i n f l u e n c eo i lr e m o v a lr a t e ，s u c ha st e m p e r a t u r e ，p h ，a m o u n to ft h es t e e l r e s i d u ee t c a r ei n v e s t i g a t e di nt h i st h e s i s f e a s i b i l i v yo fu s i n gs t e e lr e s i d u ea sa b s o r b e n tt ot r e a to i l y w a s t e w a t e rf r o mr o l l i n gw o r k s h o pw a sv a l i d a t e d f u r t h e r m o r e ，a b s o r p t i o nc a p a b i l i t yo fs t e e lr e s i d u e w a sd e t e r m i n e dt or e m o v et h eo i l sf r o mt h ew a s t e w a t e ra n dt h e a b s o r p t i o nm e c h a n i s mw a sd i s c u s s e dt o p r o v i d eb a s i st h e o r yf o ri t si n d u s t r i a la p p l i c a t i o n t h en e wp r o c e s se m b o d i e db ys e l f - c l e a n i n gd y n a m i cm e m b r a n ed e v e l o p e da to u r l a b o r a t o r yw a sd e s i g n e da n dw a sa p p r o v e dt oh a v et h ea b i l i t yt or e m o v es i m u l t a n e o u s l y m es sa n do i l t h ep r o c e s sc o m p o s e do f s e l f - c l e a n i n gd y n a m i cm e m b r a n er e m o v i n gs s a n do i lw i l lh a v ew i d e s p r e a da p p l i c a t i o n si nt h ev e r yn e a rf u t u r eb e c a u s eo fi t s m a n y i i 华中科技大学硕士学位论文 2 2 = i = = ；= = ；= = 2 一一： u n i q “。a d ”a n t a g e s s u c ha s s i m p l i f i e dt r e a t m e n t p r o c e s s ，s p a c e s a v i n g ，c o n v e n i e 砒 m 蝴g e m e n ta n dm a i n t e n a n c e ，h i g ht u r b i d i t ya n do i lr e m o v a lr a t ed e m o n s t r a t e db yt h e e x p e r i m e n tr e s u l t s ，w h i c hc a ns a t i s f yt h e r e q u i r e m e n t so f r o l l i n gm i l l s 。 k e yw o r d ：t u r b i dc i r c u l a t i n gw a t e r s t e e lr e s i d u e a b s o r p 曲n s e l f - c l e a n i n gd y n a m i cm e m b r a n ef o rs sa n do j jr e m o 砌 m e m b r a n e f o u l i n gm i c r o f i l t r a t i o nm e m b 啪e 1 1 1 华中科技大学硕士学位论文 1 绪论 钢铁企业连铸及轧钢车间浊环水是钢铁企业含油污水的主要来源，其中的污染 物给工艺生产和循环水处理带来很大的危害，影响生产的正常运行和产品质量，严 重时使车间停产。尤其是近年热轧钢工艺的改进以及对浊环水水质标准的要求逐步 提高，迫切需要改进现有的浊环水处理技术和工艺，这对于我国新建轧钢厂水处理 或老厂的水处理改造都具有重要的指导意义。目前国内各生产厂家及设计、科研部 门均在研究、探索新的处理技术，以期改善热轧浊环水水质。 1 1 热轧浊环水特性 钢铁企业热轧浊环水系统主要供给出炉辊道、轧机前后工作辊、四辊轧机、矫 直机前辊、分段剪后辊道、矫直机矫直辊身冷却，高压水除磷，出炉辊道等冷却用水。 生产过程中大量的氧化铁皮、各润滑点大量的油类物质带入冷却水中，在周检或检 修过程中也有油类物质进入冷却水中，从而形成热轧浊环水系统。此外润滑点漏油、 油压系统渗油尤其易造成浊环水系统油类冲击负荷。 钢铁企业热轧浊环水具有出水水量大，水质不稳定，水中含有的悬浮物及溶解 物成分的含量、水温、p h 值等常出现动态变化，出水温升较高等特点。 1 1 1 热轧浊环水的主要污染物 热轧浊环水中的润滑油脂与金属粉尘、氧化铁皮颗粒等悬浮物粘合在一起，形 成铁油混合物。由于冷却水水量大，使用后温升较高，出水水质变化大，铁油混合 物在浓度高时形成了具有较大粘性的“油泥”，而在浓度低时形成低浓度含油废水， 具有很大的危害。因此热轧浊环水的主要污染物是水中的悬浮物和油份并因此而产 生的具有很高粘性的“油泥”。 钢铁企业热轧车间浊环水中大量悬浮物的主要成分为粗、细氧化铁皮、泥砂等 杂质，一般国内钢铁企业出水悬浮物浓度大约为4 0 0 m g l 1 5 0 0 m g l f ”，因不同的 生产工艺而不同。浊环水中悬浮物粒径分布情况可参考表1 i f 2 】。 钢铁企业热轧浊环水中所含的油份主要为润滑油脂，一般油品在水中成四种不 均匀状态分布。( 1 ) 浮油：这种油在水中分散颗粒较大，油粒径一般大于1 0 0pm ，易 华中科技大学硕士学位论文 从水中分离出来，上浮至水面而被撇除。( 2 ) 分散油：油品在水中的分散粒径为1 0 1 0 0um 。( 3 ) 乳化油：这种乳化油的油品在水中分散颗粒较小，油粒直径一般为 o 0 0 1 1 0um ，但其中的粒径分布视不同的水质而不同，而且通常成分比较复杂。 其稳定性取决于水的性质及油粒在水中分散度，分散度愈大，则愈稳定。( 4 ) 溶解 油：溶解油是溶解在水中的油份，极其稳定。 表1 1国内部分冶金企业热轧浊环水氧化铁皮粒度组成表 钢铁企业热轧浊环水中主要含浮油，约占浊环水中总含油量的6 0 8 0 ， 但浮油比较好去除，而且目前存在的处理浮油技术去除浮油的效果都很好。热轧浊 环水中的乳化油含量虽然比浮油少，约占浊环水中总含油量的2 0 4 0 ，但很 稳定，尤其是浊环水中含有大量的氧化铁皮及其他固体杂质废弃物和特殊污染物3 】 如清洗剂、洗涤液等成为水中油类的乳化剂，使得浊环水中乳化油的成分复杂，难 以去除，成为热轧浊环水处理的难点。溶解油在热轧浊环水中含量极少，一般不予 考虑。 1 1 2 热轧浊环水的危害 热轧浊环水水质变化大，特别是其中的油份与细铁皮、泥砂等杂质“粘合”而 形成具有较大粘性的“油泥”。油泥很容易粘附在管道、用水设备和水处理设备上， 使得管道结垢腐蚀、水井积泥、设备堵塞、磨损破坏现象严重，极大程度地干扰了 生产的正常进行。如油泥粘附在冷却塔的填料上，在填料表面形成隔热层，阻塞填 2 华中科技大学硕士学位论文 料自j 通道，降低冷却效果，甚至压垮填料。油泥粘附在管道上，将会缩小管道有效 面积，降低供水量或增大管道阻力，引起金属垢下腐蚀。油泥粘附在二冷喷淋嘴上， 容易堵塞喷嘴，降低二冷区的冷却效率。 特别是油泥会粘附在过滤器填料上，会使高速过滤器内的滤料堵塞、板结，使过 滤设备不能正常运转，从而导致循环水质恶化，致使冷却水系统处于恶性循环中， 给循环水带来了很大危害，严重影响生产正常运行。通常在此情况下，企业选择更 换滤料来解决此问题，在生产控制好，漏油少，水中油和悬浮物含量低的情况下， 一般来说运行一年更换一次滤料，有的企业甚至一年更换2 次。而更换滤料存在着 难度大、环境差、成本高等缺点。 处理后水质不能达到回用水的标准，会影响轧钢质量和轧机的使用寿命，影响产 品质量，给钢厂带来巨大经济损失。为维持正常生产，有部分厂家将含油污水部分 或全部外排，这样不仅污染了水体，而且也浪费了宝贵的水资源。 1 2 常用的热轧浊环水处理技术 轧钢含油废水的处理在冶金系统是一个普遍的问题，从8 0 年代到现在二十几年 里技术的应用有了较大的提高。我国钢铁企业热轧浊环水常用的处理方法主要有机 械物理法和化学法。但机械物理法不能有效去除水中较稳定的乳化油，而化学法也 存在诸多弊端。 1 2 1 热轧浊环水机械物理处理技术 现在各钢铁企业的热轧浊环水处理中大多采用机械物理法除油。物理法的处理 以沉淀为基础，基于重力沉淀理论，使得油类上浮到水体表面，从而达到处理的目 的。可以有效去除浮油，但很难去除乳化油。主要有以下几种方法【l 】： ( 1 ) 隔油池法。隔油池法除去水中的浮油的原理是利用油、水的容重差进行油 水分离。容重小于1 0k g 1 的油品借助与水的容重差靠浮力上升至水面，形成油腊层， 再利用各种除油装置将浮油去除回收。 ( 2 ) 气浮法。气浮就是向水中通入空气，使水中的油粘附在空气泡上，随着 气泡一起升至水面，使油得以去除。主要影响因素有气泡的分散度、浊环水水质、 温度和压力等。 华中科技大学硕士学位论文 ( 3 ) 机械法。目前机械法除油设备均属标准设备，其原理就是利用特制的机 械设备以撇除水中的浮油。主要有刮渣机、带式除油机、管式除油机、浮筒式除油 机、浮油回收机、p p 2 吸油毡等。通过实际生产运行调查发现【3 j ，带式除油机效率 较低，且皮带容易变形，冬季除油效果不佳；管式除油机的油管容易老化，除油 能力欠佳；由于平流池悬浮物含量偏高，浮筒式除油机容易堵塞；浮油回收机使用 效果优于其它。 1 2 2 浊环水化学处理技术 化学法处理热轧浊环水主要通过投加药剂破乳、絮结来处理浊环水中的乳化油。 其作用机理是通过表面活性剂的投加，来改变体系表面状态，中和水中胶体的表面 电荷，减少扩散层厚度，消除或降低l 电位，从而使乳化油脱稳而相互絮结。目前 已经开发了很多种化学除油剂。如以水溶性线形高聚物1 4 为主要成分的c j - 0 2 除油 剂，线性高聚物中多含有聚丙烯酰胺基( - c o n h 2 ) 和异构壬基聚乙烯醚基( o ) 能形成氢键，是双官能度高聚物。当高分子链上的电离基团因吸附而部分地中和了 离子表面的电荷，剩余的电荷又与其他离子电荷作用，粒予由于这种镶嵌式吸引力 的作用而得以絮凝。常用的絮凝剂为聚丙烯酰胺、异构壬基聚乙烯醚，此外还有表 面活性荆，吸附剂，铁盐或镁盐添加剂等，不同的配方其成分不同。 目前，根据此原理产生了新型的化学除油装置，是近年新开发的一种集除油沉 淀为一体的处理设备，现在诸多钢铁企业中也有应用【5 】o 但由于浊环水水质不稳定，其出水水量、水温等常出现周期性动态变化，使得化 学法处理热轧浊环水及化学除油装置受到诸多限制。主要表现在以下几个方面： ( 1 ) 药量的调整困难。 浊环水处理中的加药量的调节范围一般控制1 0 1 5 m g l 【4 j ：l l u - j 。由于生产线设 备工作状况和油类泄漏情况时有变化，使得水质变化范围较大，如不及时调整加药 量，会影响出水水质。当加药量小时，出水水质明显下降，加药量大时，形成的絮 花大而松散，比重轻，不易沉降。 ( 2 ) 水量变化敏感 由于生产情况的影响，浊环水水量变化很大，对化学法除油尤其是对化油器的 4 华中科技大学硕士学位论文 沉降产生一些不良的影响，使得处理效果不稳定。当进水流量增大，上升流速增大， 容易造成絮体带出反应器而使出水水质变差。 ( 3 ) 温度对处理效果影响较大 由于浊环水出水水温较高，而水温对化学法除油影响较大，尤其当系统停产或 检修后恢复时影响最为严重。主要因为进水水温和系统温差产生异重流使处理器中 产生水流紊动，造成絮体沉降困难，而使出水水质差。 ( 4 ) 排泥效果不好 浊环水水质变化大使常规的加药絮凝方式难以控制预期除泥效果 6 1 。对于化学斜 管沉淀器，当排泥不及时或排泥不净时，产生泥斗和斜管的积泥，造成局部短流和 死水，长时间势必导致斜管压塌、配水区堵塞。出水携带的大量铁泥进入后部管道、 设备及吸水井、集水井中，使水质稳定剂不能有效发挥作用，极大程度地干扰了 生产的正常进行。另外，由于浓缩池负荷分配不均匀而导致的各池积泥高度、排浆 浓度不一致等问题，也影响了污泥脱水设备压滤机的正常运行。 1 3 常用的热轧浊环水处理工艺 大型钢铁企业，由于各轧钢厂的投产的年代不同及受技术局限性的制约，采 用的生产技术不同，使得其配套轧钢含油废水的处理工艺存在着较大的差异，但国 内企业大部分采用三段式处理模式7 1 ，并采用机械设备除油。其流程见图1 - 1 。 图1 - 1 三段式处理流程 这种处理工艺又称为“一沉、二平、三过滤”，“一沉”指旋流沉淀，主要去除 颗粒大的氧化铁皮：“二平”指平流沉淀池或斜管沉淀，主要去除粒径较小的杂质： “三过滤”指的是高速过滤器、磁滤等。 从现场使用的情况来看，这种模式的处理工艺存在的普遍问题是，浮油的收集 华中科技大学硕士学位论文 效率低，出水效果不好。浮油收集困难具体表现为回水不均衡和水位的波动使得隔 油、刮油设备除油效率不高；带式或管式设备在实际运行中只能和小部分水流接触， 且皮带容易变形，油管易老化，不能充分发挥除油效能。浮筒式除油机易堵塞。浮 油回收机效果好，但存在除油过程中带水的缺点。此外机械除油方式的设备较为庞 大，一般设置在室外，管理不便，易出故障，使其实际使用效率不高，造成污水大 量外排，带来外部环境污染问题阁。 而三段式处理工艺的致命缺陷是重力沉淀只能去除水中浮油，无法保证水中细 小悬浮物和乳化油的去除，从而造成后继过滤处理中过滤器或钢毛的的板结，出现 短流、堵寨现象，需要经常更换滤料，严重影响水质，影响生产和轧钢质量，使得 钢厂蒙受了巨大的经济损失。如鞍钢轧钢浊环水【2 】最早采用铁皮坑及平流沉淀池或旋 流井的的处理工艺，五六十年代，由于轧钢产量低，钢材品种少，质量要求不高， 对供水水质要求的标准较低( s s 5 0 m g l ) ，还能基本满足生产的用水要求。随着轧 钢厂产量及其品种的增加，钢材质量要求的提高，在用水量增加的同时对水质要求 也在不断提高( s s 2 0 m g l ，平均s s 5 m g l ) ，原有的沉淀处理工艺已满足不了轧 钢生产发展的需要。8 0 年代在轧钢浊环水处理工艺上采用某热轧厂从国外一。二的压 力过滤新技术( 双层滤料：无烟煤1 5 m ，石英砂0 6 m ) 。由于轧钢浊环水系统的回 水除了含有大量含氧化铁皮的悬浮物外，还有相当数量的成份复杂的乳化油，压力 过滤器在投产初期、还可以维持生产，但时间不长，( 不到半年) 就出现了压力过滤 器滤料板结、穿孔流失等问题。为了维持生产，只好采取频繁换滤料的应急措施。 为了改善压力过滤器的工况，在新建轧钢厂如线材、厚板两厂的轧钢浊环水处理工 艺中，在旋流井之后增设平流沉淀池并附设除油设施，使进入压力过滤器的水质达 到标准( s s 滤液出口 过滤装置己聚流装置3 壳俸4 卸渣装置 图4 1 主体结构图 自清洗动态除浊除油器工艺流程简图可参考图4 2 。 图4 2自清洗动态除浊除油器工艺流程简图 过滤开始，通过泵将大量热轧浊环水送入除浊除油器的主体，动态膜会高效拦 截吸附水中的悬浮物和油及其混合物，可以使出水迅速澄清，达到浊环水工艺的要 求。但是在过滤过程中，由于动态膜被压缩，粒子与粒子间的孔隙被压缩，压力将 逐渐增加，出水流量逐渐减少，从而可以根据压力的升高来控制过滤时间，保证出 水流量和水质稳定。 一孽 华中科技大学硕士学位论文 当过滤到一定的时间，压力上升到一定的程度，停止过滤，开始蓄压，通过蓄 压时间可以控制反吹洗的压力，通过释压喷渣，将过滤元件上的滤渣剥落，达到清 洗的目的。所有这些过程的进行时间非常短，基本不超过1 m i n 。 因此形成过滤、蓄压、释压、排渣为一个周期的工艺流程。而整个工艺流程可 以通过以时间为参数的程序来进行自动控制，自动控制系统由图4 3 所示。 4 3 本章小结 图4 - 3 自动控制流程图 本章具体讨论自清洗动态膜的主体结构及由此而形成的一套处理热轧浊环水的 水处理系统和工艺流程。指出自清洗动态膜除浊除油器的主体是有过滤装置，聚流 装置，卸渣装置和壳体构成。以自清洗动态膜除浊除油器为主体的水处理系统由管 道系统，取样系统，处理主体和自动控制系统构成，并形成了过滤、蓄压、释压、 喷渣排泥为一个周期的间歇式工艺流程。 华中科技大学硕士学位论文 5自清洗动态膜除浊除油器的除浊试验 通过对白清洗动态膜除浊除油器的优化设计，我们成功制作出样机，并进行安 装。还需要对自清洗除浊除油器进行运行调试，研究压力和流量的变化情况，考察 出水水质，以确定最佳工况，用来证实对热轧浊环水的分析和处理对策的提出是否 正确。目前选择了两种成膜基材，记为滤膜a 和滤膜b ，开发了一种成膜材料c a p ， 并制作了滤元a 和滤元b 。 本章选择滤元a 利用自清洗动态膜除浊除油器对含有大量悬浮物的工业废水进 行除浊实验，主要进行实验室小试规模实验。从而确定动态膜处理含有大量悬浮物 的工业废水是否可行，并确定每个工作周期的参数，探讨了进行动态膜过程的必要 性和作用，并确定自动控制系统、阀件及附属设备的稳定性，考察了动态膜过滤技 术处理含有大量悬浮物的工业废水的适应性，可靠性和出水水质。 5 1 设计处理量和出水水质 我们设计样机处理水量为l m 3 h ，设计出水水质见表5 - 1 。对悬浮物采用浊度仪 测定2 4 1 。 表5 - 1 设计出水水质 5 2 工艺周期参数确定 对样机首先进行除浊实验，确定工艺参数，包括过滤时间的确定，蓄压时间的 确定，释压时间和卸渣时间的确定，从而确定一个周期的时间。由自动控制系统按 照时间自动控制整个工艺流程。 华中科技大学硕士学位论文 5 2 1 过滤时间的确定 过滤时间的确定，主要考虑过滤性能即流量和压力的变化情况和出水水质。一 般过滤初期压力随时间上升比较快，随后压力上升比较缓慢，直到后来压力基本不 变化，流量则在开始时随时间下降较快，随后流量下降比较缓，到后来流量基本不 变化。传统的过滤时间比较长，选择压力基本不变化、过滤速率下降很明显时才进 行反吹洗。 而本实验选用较短过滤时间的操作制度，这种操作曲线是间断的，但比普通过 滤要大大有利。本实验从十几分钟试验到几十分钟。这里选择过滤1 7 m i n 3 0 s 时的过 滤性能曲线和过滤时间为5 2 m i n 3 0 s 的过滤性能曲线作比较，参见表5 - 2 。由表5 - 2 可以看出，当过滤时间为1 7 m i n 3 0 s 时，压力和流量基本没有变化，说明整个设备的 性能还未完全发挥出来，而当过滤时间增加到5 2 m i n 3 0 s 时，压力上升不多，而流量 下降幅度大约为初始流量的2 8 ，具有良好的过滤性能，同时可以充分发挥整个设备 的性能。因而通过实验室现场调试，选择过滤时间为5 2 m i n 3 0 s 。 表5 2 不同过滤时间过滤性能比较 5 2 2 蓄压反吹洗时间的确定 蓄压时间要由反吹洗的压力大小来决定，二者又与过滤的流量有关。我们选择 一定的蓄压时间，确保反吹洗压力在0 2 5 - 0 4 m p a 之间，通过实验室现场调试，确定 蓄压时间为1 2 s 。 反吹洗的时间非常快，使得所蓄集的压力瞬时释放，达到喷渣的目的。通过实 验室现场调试，我们选择释压反吹洗的时间为3 s ，而排渣的时间为2 m i n 。 2 8 华中科技大学硕士学位论文 5 2 3 整个周期工艺流程 这样整个周期的工艺流程可由自控系统按照时间程序自动控制，一个周期的运行 参数设定见表5 3 。 表5 - 3 样机运行程序表 单个时间 循环周期时间 3 0 s5 2 m i n 3 0 s1 2 s 5 5 m i n l 5 s 5 3 有动态膜过程的除浊效果试验 5 3 1 工况试验 通过运行工况试验，对不同进水浊度的废水进行处理来分析其过滤性能和除浊 效果。 一个周期过滤时间为5 2 m i n 3 0 s ，每隔5 m i n 测一次流量，每次测两个平行样， 每隔3 m i n 记一次压力，每隔5 m i n 出水取两个平行样，测其浊度。每隔十五分钟， 进水取两个平行样，测其浊度。本试验作了多组不同进水浊度的工况试验，现选择 其中4 组详细介绍其过滤性能曲线及出水水质随时间变化情况，并对多组试验的过 滤性能作了比较。由于过滤元件的表面积是一定值为o 2 m 2 ，在讨论过滤性能时，就 只考虑其压力和流量的变化情况。 进水浊度为6 0 n t u 时，过滤压力和流量随时间变化的过滤性能睦线和出水浊度 及去除率随时间变化曲线分别见图5 1 和图5 - 2 。由图可以看出，压力随时间变化不 大，在o 0 3 0 1 5 m p a 之间，随过滤时间的增加而逐渐升高，而流量下降也不大，由 1 2 6 0 1 h 下降到9 5 0 1 h ，流量下降幅度为初始流量的2 4 ，说明过滤性能良好。出水 水质较好，基本稳定在2 n t u 左右。整个过滤过程水中悬浮物的去除率在9 0 以上。 华中科技大学硕士学位论文 一压力( m p )十流量( 1 h ) o 2 重0 1 5 。0 ，1 苕0 0 5 0 1 3 0 0 1 2 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 9 0 0 8 0 0 2 v 埘 蟋 051 0 1 52 02 53 03 54 04 55 05 5 过滤时间( m i n ) 图5 1 进水浊度为6 0 n t u 时的过滤性能曲线 + 出水浊度一去赊率 一2 0 曼1 5 遗1 0 翅 嘉s o 1 0 0 主 8 0 v 6 0 鐾 4 0 悄 2 0 o o5l o1 52 02 53 03 5 4 04 55 05 5 过滤时阃( m i n ) 图5 2 进水浊度为6 0 n t u 时出水水质随时间变化曲线 进口浊度为2 8 0 n t u 时，过滤过程中压力、流量随时间变化的过滤性能曲线 和出水水质分别见图5 3 和图5 - 4 。由图s - 3 可以看出，当进口浊度增大后，过滤性 能仍然很好，压力在0 1 5 m p a 之内逐渐增加，而流量降低也比较小，其最大流量为 11 0 0 岫，而最小流量为8 5 0 1 h ，流量减少幅度为初始流量的2 3 。 一压力十流量 o5l o l 52 02 53 03 54 04 55 05 5 过滤时间( m i n ) 图5 - 3 进水浊度为2 8 0 n t u 时的过滤性能曲线 华中科技大学硕士学位论文 一 2 0 昌 一1 5 蜊 舞 1 0 * 羽 5 0 + 出口浊度+ 流量 1 0 0 8 0 窑 6 0 褂 4 0 鬟 2 0 0 051 01 52 0 2 5 3 0 3 54 0 ba u 5 5 过滤时间( m i n ) 图5 - 4 进水浊度为2 8 0 n t u 时出水水质随时间变化曲线 由图5 - 4 可见出水水质更好，出水浊度基本小于3 n t u ，出水水质稳定在2 n t u ， 远远小于热轧浊环水水质要求。整个过滤过程水中悬浮物去除率为9 6 以上。 当进口浊度为5 0 0 n t u 时，其过滤性能曲线和出水水质随时间变化曲线分别见 图5 5 和图5 - 6 。由图可看出，当进口浊度增加到5 0 0 n t u