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超細纖維濾布是由作為縱向或經向紗線的超細纖維和作為緯紗的普通纖維組成,外表面覆蓋這厚厚的超細絨毛,這種絨毛往往具有特定的方向,其上密下疏的結構避免了現有的濾布過濾阻力大。水頭損失大的缺點,這對過濾的高效性是很重要的。超細纖維的織造布具有的纖維直徑小、表面積大、孔隙小、空隙率高等特點,極適合作液固分離或氣固分離的過濾材料。正是這些特性使超細纖維濾料逐漸推廣和應用到了水處理領域中。
超細纖維濾布不但有優良的過濾性能,而且濾層通道前窄后寬,顆粒物質大部分保存在纖維與纖維間的空隙中,濾料內層不易集塵,通過反沖表面沉淀物,易使其恢復過濾效率,保持濾料長期穩定運行。筆者前期探索發現,這種以超細纖維織物為濾料的過濾器的優點有:(1)透水速度快。以滌錦超細纖維材料制成的過濾織物濾料微粒,在過濾羅氏沼蝦養殖產生的污水時,與石英砂濾料相比,在同厚度下的過濾速度快5倍左右。(2)分離效果好。分離效果依不同纖維直徑和織物密度組成的濾布而有所差異。以0.2dtex滌錦超細纖維制成的珍珠面經編毛圈織物,紡織密度在156×126(經×緯)/10cm、厚度0.73mm、密度320g/m2左右的濾布,即可捕獲4-05um大小的懸浮顆粒。(3)易于從過濾器上反沖洗去除微粒,使過濾器復凈。(4)超細纖維材質多樣(滌錦、丙綸、聚酰胺、聚丙烯等)??梢约橡B殖需求,將超細纖維濾布與常用的石英砂、沸石、煤渣等濾料結合分層使用,便于處理大規模的高懸浮養殖污水。
超細纖維同時可以扎結成纖維球濾料,作為球狀濾料結合傳統顆粒濾料使用。由超細纖維制成的改性纖維束,其濾層的含污能力大、彈性效果好、水頭損失大、濾速快(20-85m/h),再生沖洗水量為過濾水量的1%-2%。纖維平均直徑為0.407um的超細纖維,其比表面積約為70m2/g,與普通纖維材料(比表面積0.1m2/g左右)相比,比表面積提高700倍左右,其附著生物膜的量也有很大提高,完全可以適用于養殖水體的過濾。
常用的水產養殖過濾池濾料(活性炭、黃沙等)通過分層放置,以組成適當的級配并保持足夠的孔隙體積,在反沖清洗時,粒徑小的濾料容易漏到承托板下,使濾料層變薄,也容易將粒徑小的濾料沖至表層。而使用超細纖維球狀濾料和濾布,則可以相對穩定地固定整個過濾系統的層級。已有的利用纖維球的高過濾性發明出的易反沖濾料(如彗星式濾料)證明,其與沙濾器相比,體積可減少90%,反沖洗耗水量減少66%-50%,過濾速度增長5-10倍。
高效處理養殖廢水的難點之一還在于,養殖品種繁多,餌料種類各異,養殖過程中不同品種所產生的廢水,其中懸浮物顆粒的大小相差甚遠。如工廠化紅尾蝦的養殖廢水中,懸浮顆粒直徑在0.2-0.8um,約占總懸浮顆粒數的53%;海參養殖由于使用粉末狀餌料,其廢水中懸浮顆粒直徑在0.3-0.5um,使用相同的過濾層就很難控制不同養殖廢水的過濾速度與效率。如果將不同孔隙率的超細纖維構成的纖維球濾料和超細纖維織物濾布進行合理組合、分層放置,利用模塊化的過濾組件方便靈活地按需組建新的過濾系統,則可準確控制過濾精度,高效過濾養殖污水。而且由于使用了同種材質的濾料,過濾系統更易于清潔和重復利用。
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