新型复合多层滤料滤池处理微污染水的过滤技术研究

以内江市沱江受微污染源水为研究对象，比较三种生物活性滤抖滤池（两种新型复合多层滤料滤池和瓷砂-石英砂双层滤料滤池）的挂膜情况和稳定运行期的处理效果。研究结果表明：包含惰性和活性滤料（由极性和非极性滤料复合而成）并在下部设有一定厚度的石英砂出水浊度保扩区的新型复合多层滤料滤池在充氧条件下，对CODMn的去除串可达22：4％-29．2％，对氨氮的去除率可达57％-92％，其出水水质优于国家生活饮用水卫生标准，具有较好的处理效果。

静电纺聚酰胺6/聚苯乙烯复合纳米纤维膜制备及其空气过滤性能

针对空气过滤纤维材料的过滤效率、阻力和使用寿命难以平衡的问题,采用多喷头静电纺丝技术,制备了不同直径、形貌纤维及不同纤维沉积顺序的聚酰胺6/聚苯乙烯(PA6/PS)复合纳米纤维膜,测试了复合膜的平均孔径及孔隙率,建立了纤维结构与过滤效率及阻力的构效关系;结合扫描电镜表征探讨了不同形貌、直径纤维的叠加次序对过滤寿命及细颗粒物沉积行为的影响,系统研究了过滤风速、细颗粒物尺寸对过滤性能的影响。结果表明:在5.33 cm/s的风速下,以多喷头静电纺丝方式制备的PA6/PS复合膜具有更好的抵抗风速变化的能力,在长期使用中阻力增加较缓慢,其具有93.13%的过滤效率,30.67 Pa的过滤阻力和0.0889 Pa-1的品质因子,综合过滤性能优于同等条件下H10等级(过滤效率>90%)的商业玻璃纤维过滤膜。

空气过滤用微纳米纤维多层梯度复合材料的制备与性能

将薄微米纤维网作为静电纺丝的基材,静电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维网形成微纳单层复合纤网,再将多个不同过滤精度的单层复合纤网按照一定顺序叠加,经热风粘合工艺加固制备具有逐层变化结构的微纳米纤维多层梯度复合空气过滤材料,分别研究了以纺丝时间为梯度、微米纤维网面密度为梯度的多层梯度复合滤料的孔径及过滤性能。研究结果表明:以纺丝时间为梯度的多层梯度复合滤料的平均孔径、最大分布的孔径均减小;对≥0.3μm颗粒的过滤效率提高了13%,而过滤阻力略微增大,但均在26-30 Pa之间。以微米纤网面密度为梯度的多层梯度复合滤料的平均孔径、最大分布的孔径相近;在过滤阻力保持稳定的情况下,对≥0.3μm颗粒的过滤效率提高幅度较小。因此,不同类型的梯度结构可在阻力略微增大或保持不变的情况下,提高复合材料的整体过滤性能,为制备高效低阻、可实际应用的复合滤料提供思路。

表面覆膜多层复合纤维滤料过滤性能的数值研究

根据Matlab软件和数值计算前处理软件Gambit中的Journal文件建立了多层复合纤维滤料模型,利用计算流体动力学(CFD)技术对沿气流方向具有不同纤维填充密度及直径分布的滤料内部的气-固两相流动特性进行了数值研究,计算了不同运行条件下滤料的压力损失及过滤效率,并将数值计算值和经典模型及实验关联式的计算值进行了比较.结果表明,压力损失的数值计算预测值和实验关联式计算值吻合较好,误差在2%以内.随着迎面风速的增加,压力损失呈线性增加.相对于填充密度,纤维直径对压力损失和过滤效率的影响更显著.不同结构滤料过滤效率的数值计算结果和理论模型的计算值变化趋势基本一致.不同迎面风速下,过滤效率都是先减小后增大,对于颗粒直径dp≤0.05μm的颗粒,随着风速的增大,过滤效率减小;对于dp≥0.5μm的颗粒,过滤效率变化趋势正好相反.迎面风速不同,过滤效率最低点出现的位置也不同.对于小颗粒,风速越小,扩散作用起主导作用;而对于大颗粒,风速越大,惯性作用越明显.过滤效率最低点出现在扩散作用逐渐弱化,惯性作用刚刚开始加强的区域.多层复合滤料在结构上采用纤维直径逐层加大的梯次结构时,能够获得较高的过滤效率.而在多层复合滤料表面覆膜后过滤效率平均增加约13%.