关于泡沫在过滤吸油过程中使用寿命的研究陈建东

丝道劳动安全卫生与环保(总65期)丛退笠翌型到些呈旦哟兰生丝丝鱼鱼兰39试V二阴.“`分厂v“’“口,’`’`“(“ù半曰丰爷V二龙.动e功/川云八!l|卜||卜|r||||rLa5叫好a2闪口,油阎恋铂华目沙黔左绷教`43之10..甲JJ!welI|||11,1.1`Jll门,1111…,/“缨线…/`吸油…间哪叫阅督叨你`///、`二立誉.,、。~一勺丁万W`。加j;120必口层厚(。11,总库咬an)图1滤层厚度与穿透吸油量、总吸油量之间的关系图2不同流速下水头损失与滤层高度之间的关系四、水头损失与滤层高度之间的关系在泡沫过滤吸油过程中随着滤层高度的增加,其过滤水头损失不断增加。从图2中可以看出,当泡沫层的密度固定不变时,在不同流速的情况下,水头损失随着滤层高度的增加有不同程度的增大。过滤流速较小时,水头损失随层高增长的变化不明显,当过滤流速超过oc印/。in时.,水头棍失贝lJ明显地随着滤层的增加而增大。五、结论1.使用聚氨酗泡沫吸附处理含油污水时,抱沫滤层的合理高度是受被处理水体的水质情况所决定的。进水含油浓度愈高,水温愈低,泡沫层的合理高度就愈低,反之,进水含油浓度愈低,水温愈高,滤层的合理高度就愈大。滤层的合理高度还受到其它一些因素如泡沫层密度,泡沫内平均孔径,过滤流速及水中油质品种等的影响。当水质情况确定后滤层的合理高度可通过试验确定。2.由于其它原因,所采用的滤层高度不是该种水质情况下的滤层合理高度时,若低于合理高度,则周期的终点是由出水含油浓度所控制,若高于合理高度,则周期的终点是由水头损失所控制。3,滤层高度的变化会对过滤水头损失产生一定的影响。当过滤流速较小时,水头损失随滤层高增长的变化不明显,而当过滤流速超过30c二/m未玉时,水头损失明显地随着滤层高度的增加而增大,关于泡沫在过滤吸油过程中使用寿命的研究铁道部劳动卫生研完所环境保护研究室陈建尔支文芳徐学存张继杰胡志声聚氨醋泡沫作为一种过滤吸油材料在工作过程中长期受到油质的浸润和过滤水流的冲刷,在再生过程中还要承受高温水(巧℃)的浸泡和外力的挤压。这些因素都会对泡沫产生破坏作用,泡沫长粗处于这种环境之中必然会导致其老化速度加决。当然饱抹老化的表现也是多方面的,然而最重薯的是其吸讹性能的改变和它作为一种吸油材料能够保证在正常工作的时间,因此,本研究中需要解决的省妥门题就是通过试验检验抱沫在挤油再生后重新吸油的能力,并确定它在反复进行吸油一挤压的过程中的使用寿命。DOI:10.16374/j.cnki.issn2095-1671.1991.02.02040一、反复吸油一再生对泡沫吸油性能的影晌(一)实验方式在一根中90mm的有机玻璃柱中装填10块直径为8.8。m,厚为4.2cm的泡沫,装填密度为泡沫的自然密度42。skg/m3,装填高度为42cm。用泵将含油水从实验柱的下部通入,使其从下至上经过泡沫层,用流量计控制通过流量为100L,/h。当泡沫层的吸油周期结束后,将其从实验柱中取出进行挤压再生。然后将再生后的泡沫进行重复吸油。实验共进行了n个周期。结果见表1。实验中观察到下述现象:在第3周期的挤压再泡沫重复吸生结束后,最底层的泡沫表面上出现了轻微的裂纹。到第6周期的再生结束时,下数第三块泡株的表面上也出现裂纹。当第11周期的再生结束时,底层泡沫上的裂纹深度已发展到1。scm。(二)实验结果1.泡沫吸油后的挤压再生对其过滤吸油性能没有明显影响。抱沫材料作为一种吸油滤料可以反复使用。2.泡沫长期处于吸油一再生环境中会引起抱沫材料破裂,已破裂的泡沫材料其吸油性能没有明显改变。油试验表1周期号上五层泡沫吸汕量总重量均重99/g中三层泡沫吸油量下层泡沫吸油量总重量均重99/g穿透吸油量总重量g均重g/gg/g70.518.2529.8548.2541。9528.5535.1536.2533.7530.6548.551.2820.3320.5430.8230.7630.6190.6390.6410.6140.5570.88372.25107.35116.95132.55115.25118.35119,25、19.45126.15350.445挤2.1893.2533.匕434.0163.4923.58已36143.6203.8234.253221.2238.8253.2280.0225.025Q.8230.3255.3255.35287.412.705作#10.05510.8551150912.72710.22711.40010.4011162711.80713.0642.092.8343.3823.7494.1323。3533。5753。5123.7183.7474.3302-件J45丹O目`ROù0-`.人`.二中层4块泡沫的吸油均重,140公字子下层1块泡沫的吸油均重。二、反复吸油一再生对泡沫老化的影响对在实验室内进行了n个周期吸油试验的泡床材料进行测定,结果见表a2从表2中可以看出,反复吸油后的泡沫其拉伸强度,延伸率,压缩强度等指标均有不同程度的下吸油后泡沫性能测定表2项目新;包沫上五层泡沫中三层泡沫下二层泡沫密度拉伸强度延伸率压缩强度压缩变形回弹率老化条数kg/mskg/emZ肠kg/emz肠肠朴39.40.780.500.340。33174.0103。592。775。0.05。800。0310.0280.02693724652.059.053.052.023201230.老化试验温度为80℃41q6艺1降。这表明长期处于吸油一再生的环境中会引起泡沫材料的老化。此外,经过了n个周期的吸油一再生试验,位于滤层中不同位置的泡沫,由于其累积吸油量不同,其老化程度也不同。下层泡沫的老化现象较严重,上层泡沫的老化现象较轻。:.F夏=100.845(2)以下数第三块泡沫为例计例F3Fs二n·丫n=6(次)三、一个判断泡沫老化的重要指标=16.935(g/g)q6艺1实验发现,泡沫的使用寿命与一段时间内单位重量泡沫的累积吸油量及其所经历过的再生次数两因素有关。比较表1、2中的数据可见,在同一实验柱中经过反复吸油一再生后,位于滤层上部的沫泡由于其吸油量较小,虽然经过多次挤压再生其强度并未受到很大的影响,泡沫表面也未出现裂纹。而位于滤层底部的泡沫由于其累积吸油量较大,在再生中很早就出现了损坏,经过11个周期的吸油-再生后其强度比上层泡沫下降较大。这个结果表明泡沫内累积吸油量的大小是影响其使用寿命的一个重要因素。然而,再生次数也是影响泡沫老化的重要因素。实验中还发现泡沫在长期浸油的情况下如不经受反复挤压不会出现强度大幅度下降及内部破烈的现之。因此认为,一段时间内单位重量泡沫的累积吸油星及其所经历的再生次数对于泡沫在过滤吸油工艺中的使用寿命均为重要的影响因素。恨摒上上分析,为了便于判断在过滤吸油过程中的他洲:的老化程度,研究中引入一个综合判断参数F。F值的大小等于一段时间内单位重量泡沫的累积吸油月卫q与该时间内滤层经历的再生次数牡的乘积。F二n.芝q(1)泡沫在含某种油质的皮水中过滤吸油时的F值可从通过实验得出。F值大小的确定关系到泡沫不向的老化程度,每确定一个F值,就对应有泡沫的一个老化程度。根据表l中数据可以得到泡沫在过滤吸附防腐厂含油废水时的F值。1.似表面出现裂纹作为泡沫的老化标志,其F值为:(1)以底层第一块泡沫为例计算F夏3F:=n。卫q1一,.F3二101。628比较(1)与(2)中的结果可见,Fi二F3澎100这与实验中观察到的现象是较为接近的,因此把泡沫表面出现裂纹的F值定为10002.以泡沫破碎作为其老化标志,计算F值在老化实验中发现当第11周期结束后,底层泡沫的强度虽然有较大的下降但仍能继续使用。根据经验至少还可工作4~5个周期,因此取n二15.计算Fz’。15并取艺q二15.几,111q二芝q/11二11.理了9(g/g)115.’.Ft’=n·艺q1二2582.734比较F,与Fl’可看出,后者为前者的25倍,这说明当底层泡沫出现裂纹后,抱沫的大部分使用能力还没有得到充分的发挥。如果此时更换泡沫将会造成很大的浪费。四、结论,.’n“3(次)=33.615(g/g)1.泡沫吸油后的挤压再生对其过滤吸油性能没有影响,但会影响到泡沫的使用寿命。2。饱沫材科在吸油工艺中的使用寿命是由一段时间内单位重量泡沫的累积吸油量艺q及该段时间内泡沫所经历的再生次数n所决定的。3.利用综合判断参数F可以判断过滤吸油过程中泡沫的老化程度。使用泡沫处理木材防腐厂含油废水时,标志泡沫出现裂纹的F值为100,标志泡沫出现破碎不能继续过滤吸油的F值为25。。左右。不同的含油污水,泡沫的F值不同。4.根据F值的大小及处理水体的水质情况可以估算出滤层中各层泡沫的更换周期,q3艺1么