• 陶瓷膜的高效過濾技術分析

    2015年09月14日

    陶瓷膜的高效過濾技術分析

     

      陶瓷膜是無機膜中最主要的一種。無機膜的研究和應用始于20世紀40年代,自無機膜超濾和微濾技術創立后,無機膜技術得到進一步發展。溶膠-凝膠技術的出現,研制出具有多層不對稱結構的微孔陶瓷膜,孔徑可達30nm以下,空隙率超過50%,這種膜達到了氣體分離的等級,成為有機高聚物膜的有力競爭對手。陶瓷膜過濾越來越受到流體分離及相關行業的重視,因為它是由無機材料制造的,具有無毒、無味、耐高溫等優點,具有廣泛的應用前景。

     

      建立于無機材料科學基礎上的無機膜具有聚合物分離膜所無法比擬的一些優點:化學穩定性好,能耐酸、耐堿、耐有機溶劑;機械強度大,無機膜可承受幾十個大氣壓的外壓,并可反向沖洗;抗微生物能力強,不與微生物發生作用,可以在生物工程及醫學科學領域中應用;耐高溫,一般均可以在400℃下操作,最高可達800℃以上;孔徑分布窄,分離效率高。

     

      (2)多介質高效過濾技術:

     

      利用一種或幾種過濾介質,在一定的壓力下,使原液通過該介質,去除雜質,得到過濾液,從而達到過濾的目的。其內裝的填料一般為:石英砂、無煙煤、顆粒多孔陶瓷、錳砂等。我公司根據自己的產品——優質瓷砂和陶粒濾料開發的高新多介質高效過濾技術,已獲國家專利,該技術充分利用了濾料的粒徑均勻性和表面吸附性,可獲得優良的出水水質。


      (3)纖維球過濾技術:


      其原理是懸浮物等物質粘附沉積在纖維球上,不斷壓實形成上松下緊的過濾層。我公司通過多年研究,在普通纖維球濾料的基礎上,對纖維表面進行化學處理,使之改性,在截留細小懸浮物的同時,提高抗油污染能力,經過簡單清洗即可恢復原始狀態,徹底克服了濾料粘油現象?捎糜谟吞锘刈水處理,可代替核桃殼濾料;精密過濾;含油廢水深度處理


      高級氧化法的主要特性及其應用機理:


      目前水質污染的主要矛盾已從耗氧物質和生物污染轉化為化學物質污染,因此美國國家研究委員會(NRC)在制定21世紀優先研究領域時把《環境中的化學品》列為今后20年應加以資助的六個重點領域之一。我國從2000年1月1日起執行新的地表水環境質量標準(GHZB1—1999),其中控制地表水I、II、III類水域有機化合物為目的的特定項目有40項。


      目前廢水處理最常用的生物法對可生化性差、相對分子質量從幾千到幾萬的物質處理較困難,而化學氧化法可將其直接礦化或通過氧化提高污染物的可生化性,同時還在環境類激素等微量有害化學物質的處理方面具有很大的優勢。然而O3、H2O2和Cl2等氧化劑的氧化能力不強且有選擇性氧化等缺點,難以滿足要求。1987年Glaze等人提出了高級氧化法(Advancedoxidationprocesses,簡稱AOP),它克服了普通氧化法存在的問題,并以其獨特的優點愈來愈引起重視。


      1氧化有機物的機理


      Glaze等人將水處理過程中以羥基自由基作為主要氧化劑的氧化過程稱為AOPs過程,用于水處理則稱為AOP法。典型的均相AOPs過程有O3/UV、O3/H2O2、UV/H2O2、H2O2/Fe2+(Fenton試劑)等,在高pH值情況下的臭氧處理也可以被認為是一種AOPs過程,另外某些光催化氧化也是一個AOPs過程。


      高級氧化法最顯著的特點是以羥基自由基為主要氧化劑與有機物發生反應,反應中生成的有機自由基可以繼續參加·OH的鏈式反應,或者通過生成有機過氧化物自由基后,進一步發生氧化分解反應直至降解為最終產物CO2和H2O,從而達到了氧化分解有機物的目的。


      傳統SBR工藝操作復雜須采用自動控制:


      SBR工藝是一種控制的非穩態系統,即采用某些方法將系統的非穩態行為限制在一定范圍內。傳統的活性污泥法則是一種無控制的非穩態系統。


      存在于生活、工業污水,垃圾填埋滲出液,地下水以及土壤中的污染物,可以分為有機物或無機物,有毒物或無毒物,密度高于水或低于水的物質,易溶于水或難溶于水的物質以及可生物降解或不可生物降解的物質。這些自然地而且非常劇烈地隨著時間或空間的改變而改變,具有非穩態的特性。這些自然地而且非常劇烈的變化常常與環境的不穩定性相關。傳統的理論認為:穩態是保證出水水質穩定并低于一定標準的必要條件。因此,在設計處理工藝時,人們常把這些隨機的變化和潛在的非穩態行為假設為穩態。許多工程人員在設計處理構筑物時,采用流量平衡并不能有效地抵消質量流速的變化。這種做法使這些系統變為無控制的非穩態系統。實際運行中,無控制的非穩態系統只能滿足簡單的處理要求,如去除COD和SS等,而對于去除N、P等則無能為力。N、P等物質的去除要求更好地控制水污染物的不穩定性。這在無控制的非穩態系統,是無法實現的。


      SBR相對于連續流系統還有許多其它方面的優點。首先,這種反應器運行靈活簡潔。它可以配合不同的進水水質調整運行模式。第二,SBR流態上屬于完全混合,而在有機物降解方面卻是時間上推流。因此為了達到較高去除率而只需調整反應時間。這樣大大減少了占地,特別適合中小型水廠。第三,SBR的沉淀階段使泥水有效分離,出水懸浮物濃度低,無需另設澄清池。第四,SBR工藝中無二沉池及回流污泥系統,很多情況還可不設初沉池,因而基建費用低,占地少。


      SBR工藝經過近年10多年的深入研究和發展已經基本完善,但仍存在著一些不盡人意的地方。首先,間歇進水使處理工藝缺乏連續性。若使水處理連續運行,需要設多池系統,增加投資。其次,對于一些高濃度難降解的有機廢水則需要較長的反應時間。再次,SBR工藝操作運行較為復雜,必須采用自動控制,附屬設施較多。

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