專(zhuān)利名稱(chēng)：紙基摩擦材料生產(chǎn)中的污水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種生產(chǎn)紙基摩擦材料的工業(yè)生產(chǎn)污水處理方法。
背景技術(shù)：
紙基摩擦材料是一種主要由纖維、粘結(jié)劑、摩擦性能調(diào)節(jié)劑、填料等組成并采用 造紙工藝生產(chǎn)的摩擦材料。它具有摩擦系數(shù)高，接合平穩(wěn)柔和，低噪聲，對(duì)偶盤(pán)損傷 小等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代機(jī)械中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在生產(chǎn)紙基摩擦材料的過(guò)程中， 由于采用濕法制漿和成型工藝而不可避免地會(huì)產(chǎn)生含有填料顆粒、金屬氧化物和纖維 的工業(yè)廢水，廢水中含有一定量的無(wú)機(jī)可溶物、有機(jī)可溶物和細(xì)小懸浮物，不經(jīng)處理 直接排放將對(duì)外界水源產(chǎn)生一定的影響。
直接針對(duì)于紙基摩擦材料生產(chǎn)的污水處理相關(guān)專(zhuān)利未見(jiàn)報(bào)道。目前，較多的專(zhuān)利 關(guān)注于造紙工業(yè)的污水處理，中國(guó)專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)?2112724.7)報(bào)道了一種造紙廢水 的生態(tài)處理和資源化循環(huán)利用，其主要內(nèi)容是利用生態(tài)工程技術(shù)，有效地實(shí)現(xiàn)造紙廢 水的生態(tài)處理和資源化循環(huán)利用。但是由于紙基摩擦材料污水中不存在大量有機(jī)物質(zhì)， 不需進(jìn)行生物處理，故該方法不適合直接應(yīng)用于紙基摩擦材料污水處理。中國(guó)專(zhuān)利(申 請(qǐng)?zhí)?3137210.4)中提出了一種制漿工業(yè)的水處理方法，該方法也是重點(diǎn)在于處理 制漿過(guò)程中污水的有機(jī)污染物，但是對(duì)于纖維、無(wú)機(jī)小顆粒的處理并未涉及，同樣不 能夠直接應(yīng)用于處理紙基摩擦材料生產(chǎn)過(guò)程中的污水。
考慮到本專(zhuān)利應(yīng)用的具體背景，如果采用化學(xué)方法添加諸如明礬的絮凝劑，則會(huì) 產(chǎn)生一下問(wèn)題l.明礬的化學(xué)式為KA1 (S04) 2 12H20，作凈水劑時(shí)明礬中的A1離 子會(huì)水解，生成氫氧化鋁，同時(shí)產(chǎn)生氫離子，這會(huì)使得污水中的pH值降低。如果不 補(bǔ)充一定量的氫氧根離子，那么運(yùn)用凈化水循環(huán)抄片吋會(huì)使得紙基摩擦片上殘留大量 的氫離子，呈現(xiàn)一定的酸性，制成的摩擦片對(duì)對(duì)偶盤(pán)會(huì)產(chǎn)生化學(xué)腐蝕，加速對(duì)偶盤(pán)的 磨損。如果采用加入氫氧根離子來(lái)中和循環(huán)水中的氫離子，則會(huì)造成污水處理成本的 上升，加大整套設(shè)備的實(shí)現(xiàn)難度。2.采用明礬等化學(xué)吸附是一個(gè)動(dòng)力學(xué)過(guò)程，吸收作 用的完成需要一定的作用時(shí)間，那么在設(shè)計(jì)整套水處理裝置中必須預(yù)留一個(gè)中間吸附 反應(yīng)器，這同樣需增加一定的處理成本。同時(shí)，明礬吸附效果隨污水中加入鋁離子的 濃度而變化，較難控制整體吸附效果，滿(mǎn)足處理水的整體循環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)不能有效控制成本，難以控制整體吸附效果的不足，本發(fā)明提 供一種采用分層過(guò)濾、復(fù)合填料的污水處理方法，實(shí)現(xiàn)紙基摩擦材料污水中纖維和無(wú) 機(jī)小顆粒以及少量無(wú)機(jī)、有機(jī)溶劑的吸收和吸附，簡(jiǎn)單、高效、低成本地處理生產(chǎn)污 水，滿(mǎn)足紙基摩擦材料工業(yè)生產(chǎn)的用水循環(huán)，真正達(dá)到生產(chǎn)過(guò)程的綠色化。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案包括以下步驟
1. 將紙基摩擦材料生產(chǎn)過(guò)程中的邊角廢料粉碎后過(guò)篩，篩的孔徑為180 425pm， 保存主要纖維粉碎物。
2. 紙基摩擦材料邊角廢料粉碎后的主要纖維粉碎物與直徑在425 850nm之間的 無(wú)機(jī)小顆粒按照體積分?jǐn)?shù)比為6: 1~12: l的比例采用濕法混合均勻，制成復(fù)合填料。
3. 將各過(guò)濾層從下到上依次裝填，分別為40 80目的尼龍篩網(wǎng)，2 5cm顆粒直徑 大于425pm的細(xì)沙層，孔徑為180 425pm的尼龍篩網(wǎng)，15 30cm復(fù)合填料層，篩眼直 徑大于850)iim的鐵篩網(wǎng)，8 15cm顆粒直徑大于85(^m的無(wú)機(jī)大顆粒填料層，諸如Si02 等。在復(fù)合填料層的下層采用細(xì)沙顆粒，能夠阻擋復(fù)合填料中小顆粒進(jìn)入凈水。復(fù)合 填料層的上層為大顆粒填料層，主要用來(lái)阻擋污水中長(zhǎng)度纖維和大顆粒雜質(zhì)，同時(shí)減 輕流入污水對(duì)復(fù)合填料層的沖擊作用，防止填料層出現(xiàn)"攪拌"現(xiàn)象，造成已經(jīng)復(fù)合 的填料層出現(xiàn)局部積聚，從而保證復(fù)合填料層在水處理過(guò)程中的穩(wěn)定性。相鄰的填料 層之間采用尼龍篩網(wǎng)或者鐵篩網(wǎng)進(jìn)行隔離，目的仍然是防止上層小顆粒進(jìn)入下層，以 免影響最終的污水處理效果。
4 .將待處理污水由上至下依次通過(guò)各過(guò)濾層。過(guò)濾后通過(guò)管路使得處理后的水能 夠回流到抄片機(jī)處，實(shí)現(xiàn)污水的循環(huán)利用。
采用紙基摩擦材料邊角廢料和無(wú)機(jī)小顆粒制成復(fù)合填料的吸收和吸附機(jī)理為碳 纖維增強(qiáng)紙基摩擦材料是一種在潤(rùn)滑油中工作的多孔性材料。碳纖維在組成和結(jié)構(gòu)上 不同于天然纖維，在打漿過(guò)程中不能發(fā)生纖維吸水潤(rùn)脹、纖維細(xì)化、分叉、扭曲、巻 曲、壓縮和伸長(zhǎng)等變化。碳纖維的強(qiáng)度和剛性好，單絲纖維能夠發(fā)生架橋作用。正是 由于碳纖維"架橋作用"形成的空隙結(jié)構(gòu)，使紙基摩擦材料的邊角廢料在粉碎后形成 了很大的比表面積。類(lèi)似于活性炭原理，具有很大比表面積的填料能夠吸收廢水中的 可溶性雜質(zhì)，碳纖維"架橋作用"形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也有效地阻擋廢水中無(wú)機(jī)小顆粒雜
4質(zhì)和纖維。同時(shí)，作為紙基摩擦材料粘合劑的酚醛樹(shù)脂中也含有很多的極性和非極性 基團(tuán)，極性和非極性基團(tuán)的存在也能夠吸收廢水中的有機(jī)物和無(wú)機(jī)小顆粒雜質(zhì)，進(jìn)一 步處理了廢水。由于碳纖維"架橋作用"和紙基摩擦填料中的極性和非極性集團(tuán)的吸 收、吸附作用，使得廢水中的雜質(zhì)能夠得到處理。但是粉碎后的邊角料呈纖維狀，整 體強(qiáng)度較低，承載載荷較小，在上方水壓的作用下，容易產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象。僅僅簡(jiǎn)單地 將粉碎后的邊角廢料填充入處理裝置中，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這難以獲得較好的水質(zhì)和較大處理 速度。本專(zhuān)利在粉碎后的紙基摩擦材料中加入其他小顆粒，制成復(fù)合填料，造成團(tuán)聚 層的空隙，形成過(guò)水通道，減少或者破壞團(tuán)聚現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)、高效的水處理。
本發(fā)明的有益效果是由于不采用化學(xué)吸附的方法來(lái)處理污水，使得污水的pH 值在整個(gè)過(guò)程中保持不變，省略了 pH值回調(diào)步驟；本發(fā)明主要利用紙基摩擦材料生 產(chǎn)過(guò)程中的邊角廢料制作復(fù)合填料層，使得紙基摩擦材料生產(chǎn)中的原料得到充分利用 同時(shí)使得處理裝置中原料易于取得。由于采用復(fù)合填料方法，使得填裝單一填料出現(xiàn) 的處理速度慢的問(wèn)題得到解決，能夠?qū)崿F(xiàn)污水循環(huán)利用。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一
1. 將紙基摩擦材料生產(chǎn)過(guò)程中的邊角廢料在粉碎機(jī)高速狀態(tài)下粉碎，粉碎后過(guò)80 目篩，保存主要纖維粉碎物。
2. 紙基摩擦材料邊角廢料粉碎后的主要纖維粉碎物與加入的無(wú)機(jī)Si02小顆粒(直 徑在425 850pm之間)按照體積分?jǐn)?shù)比為12: l的比例制成復(fù)合填料層。
3. 裝置內(nèi)各過(guò)濾層填裝順序從下到上為80目尼龍篩網(wǎng)，5cm細(xì)沙層(粒徑在425nm 到850pm)， 80目尼龍篩網(wǎng)，30cm復(fù)合填料層，鐵篩網(wǎng)(篩眼直徑大于85(^m)， 15cm
大顆粒Si02填料層。
4 .將待處理污水由上至下依次通過(guò)各過(guò)濾層。過(guò)濾后通過(guò)管路使得處理后的水能 夠回流到抄片機(jī)處，實(shí)現(xiàn)污水的循環(huán)利用。
實(shí)施例二
1.將紙基摩擦材料生產(chǎn)過(guò)程中的邊角廢料在粉碎機(jī)高速狀態(tài)下粉碎，粉碎后過(guò)60 目篩，保存主要纖維粉碎物。2. 紙基摩擦材料邊角廢料粉碎后的主要纖維粉碎物與加入的無(wú)機(jī)Si02小顆粒按
照體積分?jǐn)?shù)比為10: 1的比例制成復(fù)合填料層。
3. 裝置內(nèi)各過(guò)濾層填裝順序從下到上為60目尼龍篩網(wǎng)，3cm細(xì)沙層(粒徑在425nm 到850^m)， 60目尼龍篩網(wǎng)，24cm復(fù)合填料層，鐵篩網(wǎng)(篩眼直徑大于850(im)， 12cm
大顆粒填料層。
4 .將待處理污水由上至下依次通過(guò)各過(guò)濾層。過(guò)濾后通過(guò)管路使得處理后的水能 夠回流到抄片機(jī)處，實(shí)現(xiàn)污水的循環(huán)利用。
實(shí)施例三
1. 將紙基摩擦材料生產(chǎn)過(guò)程中的邊角廢料在粉碎機(jī)高速狀態(tài)下粉碎，粉碎后過(guò)40
目篩，保存主要纖維粉碎物。
2. 紙基摩擦材料邊角廢料粉碎后的主要纖維粉碎物與加入的無(wú)機(jī)CaC03小顆粒 (直徑在425 850pm之間)按照體積分?jǐn)?shù)比為6: l的比例制成復(fù)合填料層。
3. 裝置內(nèi)各過(guò)濾層填裝順序從下到上為40目尼龍篩網(wǎng)，2cm細(xì)沙層(粒徑在425pm 到850nm)， 60目尼龍篩網(wǎng)，15cm復(fù)合填料層，鐵篩網(wǎng)(篩眼直徑大于850nm)， 8cm 大顆粒填料層(CaC03顆粒，顆粒直徑大于85(Vm)。
4 .將待處理污水由上至下依次通過(guò)各過(guò)濾層。過(guò)濾后通過(guò)管路使得處理后的水能 夠回流到抄片機(jī)處，實(shí)現(xiàn)污水的循環(huán)利用。
將三種實(shí)施例處理后水樣送西北大學(xué)分析測(cè)試中心作水質(zhì)檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)處理過(guò)
的污水均達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB3544-2008，《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》)。
權(quán)利要求
1、紙基摩擦材料生產(chǎn)中的污水處理方法，其特征在于包括下述步驟(a)將紙基摩擦材料生產(chǎn)過(guò)程中的邊角廢料粉碎后過(guò)篩，篩的孔徑為180～425μm，保存主要纖維粉碎物；(b)紙基摩擦材料邊角廢料粉碎后的主要纖維粉碎物與直徑在425～850μm之間的無(wú)機(jī)小顆粒按照體積分?jǐn)?shù)比為6∶1～12∶1的比例采用濕法混合均勻，制成復(fù)合填料；(c)將各過(guò)濾層從下到上依次裝填，分別為40～80目的尼龍篩網(wǎng)，2～5cm顆粒直徑大于425μm的細(xì)沙層，孔徑為180～425μm的尼龍篩網(wǎng)，15～30cm復(fù)合填料層，篩眼直徑大于850μm的鐵篩網(wǎng)，8～15cm顆粒直徑大于850μm的無(wú)機(jī)大顆粒填料層；(d)將待處理污水由上至下依次通過(guò)各過(guò)濾層，過(guò)濾后通過(guò)管路使得處理后的水能夠回流到抄片機(jī)處，實(shí)現(xiàn)污水的循環(huán)利用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種紙基摩擦材料生產(chǎn)中的污水處理方法，將紙基摩擦材料生產(chǎn)過(guò)程中的邊角廢料粉碎后過(guò)篩，保存主要纖維粉碎物；將主要纖維粉碎物與無(wú)機(jī)小顆粒采用濕法混合均勻，制成復(fù)合填料；將各過(guò)濾層從下到上依次裝填，分別為尼龍篩網(wǎng)，2～5cm細(xì)沙層，尼龍篩網(wǎng)，15～30cm復(fù)合填料層，鐵篩網(wǎng)，8～15cm無(wú)機(jī)大顆粒填料層；將待處理污水由上至下依次通過(guò)各過(guò)濾層，過(guò)濾后通過(guò)管路使得處理后的水能夠回流到抄片機(jī)處，實(shí)現(xiàn)污水的循環(huán)利用。本發(fā)明省略了pH值回調(diào)步驟，使得紙基摩擦材料生產(chǎn)中的原料得到充分利用同時(shí)使得處理裝置中原料易于取得。
文檔編號(hào)C02F103/28GK101508495SQ20091002158
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2009年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
發(fā)明者付業(yè)偉, 李賀軍, 楊國(guó)盛, 杰 費(fèi) 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)