1. 反滲透設備膜分離過濾技術應用注意事項
反滲透設備膜分離過濾技術應用注意事項
反滲透過濾設備當中有很多技術,其實每個設備的技術針對的工程也是不同的。RO(ReverseOsmosis)反滲透技術是利用壓力表差為動力的膜分離過濾技術,源於美國二十世紀六十年代宇航科技的研究,後來逐漸應用於民用。
RO技術在反滲透超濾設備當中有什麼特點呢,RO反滲透膜孔徑小至納米級(1納米=10-9米),在一定的壓力下,H2O分子可以通過RO膜,而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質無法通過RO膜,從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區分開來。
由於一般性的自來水經過RO膜過濾後的純水電導率5μs/cm(RO膜過濾後出水電導=進水電導×除鹽率,一般進口反滲透膜脫鹽率都能達到99%以上,5年內運行能保證97%以上。對出水電導要求比較高的,可以採用2級反滲透,再經過簡單的處理,水電導能小於1μs/cm),符合國家實驗室三級用水標准。
【反滲透設備出現的問題】
反滲透設備的關鍵是水廠的一個程序,它擁有的設備,精度和較高的工作壓力。系統的運作有直接影響水質,反滲透設備工作是非常重要的。從以下幾個方面:
一,運行條件
反滲透設備反滲透膜(RO膜),高壓泵和保護反滲透膜過濾器的安全設置。保安過濾器具有過濾孔徑5微米過濾器。這些過濾器將過濾掉任何大於5微米的顆粒大小。有上下游的反滲透膜,否則容易反滲透膜表面結垢的保護作用。較常用的半透膜聚醯胺膜,膜型復合膜的體積類型,膜脫鹽率可以達到99.5%。反滲透膜是易受水的PH值,余氯,水的溫度,因此在水質上運行的反滲透膜的影響,有嚴格的要求:
PH值:3至10
:
淤泥密度指數值:
水溫:
比任何超出范圍的指標,有可能滲透膜變形,從而影響水的質量和縮短膜的使用壽命。和不同類型的電影對水質的要求是不同的。調試前由反滲透膜製造商提供的指示確認。
二,運行前的准備工作
作為高壓設備的操作運行前為保護設備和儀器儀表和安全方面的原因,反滲透,應該按照操作程序確認並調整好閥門打開,如下:
一個完全開放的安全過濾器進水閥門,打開高壓泵進口閥
2,打開高壓泵水閥門圈
3,打開RO進水閥圈
4,濃度水管針閥旋轉的三倍半
5,完全打開出口閥門,水的生產和濃水出口閥
6,所有取樣閥和清洗閥被關閉
7,將顯示所有的壓力閥打開一個半開放的狀態
三,試運行
當確認上述條件得到滿足,你可以啟動高壓泵,並投入試運行。反滲透設備也是一種液-液分離設備,只有當供水壓力高於滲透壓,水可以通過反滲透膜,從而達到脫鹽的效果。這種現象從給水(濃水)壓力和滲透壓(滲透壓半透膜和類型的類型而異)之間的壓差(Δp)為驅動力,壓差,可以安裝在RO入口截止截止閥(閥5),濃水管線壓力調節針型閥(閥13)來調節控制。第一RO入口截止閥來調節用水總量(11抄表和流量計12),設計成水。壓力調節針型閥(閥13),准確地調節產水和濃水的壓力,流量,水的生產時間比設計值,表明供水(厚水)壓力太小,即壓差值是太小了,針閥將關閉小,以增加濃度的水(水)的壓力,直到水的生產等於設計值。
【反滲透純水機與反滲透技術】
隨著人民生活水平的提高,人們不斷關注的水質問題,水處理設備,一些專家看到了機會,生產和研發的人需要水凈化產品。反滲透純水機的發明,是利用國外先進技術-反滲透技術。反滲透技術的使用,新的熱源水行業。
購買凈水機,我們必須清楚地知道什麼是真正的反滲透水,它的作用。反滲透水是一套微過濾,吸附,超濾歲帶,反滲透,紫外線殺菌,超凈化技術,將直接進軍超純水設備。反滲透(RO)膜反滲透裝置的核心部件。純凈水是瓶裝水的反滲透機沖銷制清新,更健康,更安全,它使用范圍非常廣泛。反滲透技術是當今最先進,最有效的節能膜分離技術。原則是不能對其他物質,這些物質和水為基礎的解決方案,通過半透膜的滲透壓較高。反滲透膜的膜孔徑非常小(只有約10A),能有效地去除水中的溶解鹽類,膠體,微生物,有機物,如(去除高達97%-98%)。反滲透水五種類乎判蘆型的過濾器的水平,與五個級別,能夠進化出絕對純凈水過濾器。通過反滲透凈水器,水果和蔬菜的水凈化清新,水質純凈,煮飯更香美更漂亮,柔軟的衣服,改善亞健康。凈水器是最健康的飲用水,安裝在機櫃下的新鮮過濾,新鮮的飲用水凈化機在中國已逐漸成為一種新趨勢。凈水器以市政自來水為原水,結合各種過濾器和過濾材料,去除有害物質,保持水的生理活性,以確保不僅飲用水,烹調餐湯和廚房水之類的健康和安全。對於消費者而言,只是定期更換過濾器即可。
【水處理設備反滲透技術的應用】
1.純水制備與反滲透技術的現狀
近年來我國的水處理行業特別是純水制備專業的工藝與設備水取得了長足的進步,進而促進了食品、制葯、化工、電力、生活飲用等領域的發展,特別是近年來,反滲透工藝被各行業廣泛接受。
該行業迅速發展的主要原因:國家對行業水質標準的完善及提高促使相應行業對提高水質的要求增長較快,市場需求較旺;國外膜產品大量湧入中國市場,加速了國內膜技術的成熟;國民經濟高速增長,企業購買力加強;市場不斷擴展與生產成本下降形成良性循環;目前反滲透工藝技術的應用發展迅速,技術市場日漸成熟。
2.反滲透技術在各行業中的應用
在國內以反滲透工藝生產純水的最大市場屬電力工業,該行業享受國家優先發展政策,具有雄厚的財力,其工程的數量及規模非其它行業可比,從而使其成為水處理行業的最大用戶,火電廠蒸汽鍋爐給水處理的反滲透工藝已被廣泛接受,並大量採用國產設備,前景良好。制葯工業中,國家葯典對大輸液等規定採用蒸餾法,反滲透技術在片劑、口服液及蒸餾前處理的工藝用水市場已相當可觀,近年來釀酒、飲料等食品行業採用純水勾兌工藝已成趨勢,瓶裝、桶裝飲用純水生產工藝中已大量採用一級或二級反滲透技術。與家用純水器及桶瓶裝水生產線相比,集團用純水機的市場空間也很廣闊,其發展將對改善企業、機關、學校及公共場所的飲水環境提供更實用的設備。
3.純水生產設備的現狀
純水生產設備由多種工藝設備組合而成,涉及的基礎材料、配件及電機、水泵等基礎工業產品很多,其整體設備水平也是國內產品水平的一個縮影,該行業設備目前特點如下:
3.1.以反滲透膜、壓力殼、高壓泵為代表的國內、外高技術產品得到廣泛應用,市場的競爭主要不僅發生在國外產品之間,也發生在國內公司之間。
3.2.超濾、電滲析、精濾、微濾等為代表的主要國產配套設備以其性能、質量及價格等優勢,穩定地佔據了絕大部分國內市場,這充分顯示了我國長期科技投入及相關企業不懈努力在發展民族工業進程中的巨大作用。
3.3.成套設備中反滲透膜等的主設備整體質量與效率普遍提高。
3.4.國產成套設備中重視主要脫鹽設備而忽視預處理的現象較為普遍,此現象也極大的降低了設備的整體設計及運行水平,影響了整體設備的投資效益。
3.5.國內水處理設備製造廠商在中低檔水平設備市場中競爭激烈。
4.我國純水設備發展
1)大力扶植內資反滲透膜組件生產企業,使我國膜組件生產在國際市場中佔有一席之地。吸引國際大型反滲透膜生產企業在境內建廠,全面促進該行業發展。
2)純水生產及整個水處理行業的發展給與其配套的國內中小型工業、商業企業提供了良好的商機。相關企業應及時生產或引進行業配套的高水平材料、配件,以求與水處理行業同步發展。
3)成套設備生產企業應進一步提高工藝設計水平,提高設備的生產、安裝水平,進而提高設備投資效益、降低能耗、提高原水利用率。具備條件的企業應瞄準國際先進水平,提高國際競爭力,以帶動全行業的發展。
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2. 膜分離設備的前景如何
膜分離技術是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時,實現選擇性分離的技術,在飲用水凈化、工業用水處理,食品、飲料用水凈化、除菌,生物活性物質回收、精製等方面得到廣泛應用,並迅速推廣到紡織、化工、電力、食品、冶金、石油、機械、生物、制葯、發酵等各個領域。分離膜因其獨特的結構和性能,在環境保護和水資源再生方面異軍突起,在環境工程,特別是廢水處理和中水回用方面有著廣泛的應用前景。 膜在大自然中,特別是在生物體內是廣泛存在的,首先出現的是超濾膜和微孔過濾,然後才出現反滲透。
1748年Abble Nelkt發現水能自然地擴散到裝有酒精溶液的豬膀胱內,首次揭示了膜分離現象,但是直到本世紀60年代中期,膜分離技術才應用在工業上。
1861年Schmidt首先提出超過濾的概念,他指出,當溶液用比濾紙孔徑更小的棉膠膜或賽璐玢膜過濾時,如果對接觸膜的溶液施加壓力並使膜兩側產生壓力差,那麼它可以過濾分離溶液中如細菌、蛋白質、膠體那樣的微小粒子,這種過濾精度要比通常的濾紙過濾高的多,因此稱這種膜過濾法為超過濾。
在截留分子量級重要概念提出後,關於截留各種不同分子量的超過濾膜,是Machaelis等用各種比例的酸性和鹼性高分子電解質混合物,以水-丙酮-溴化鈉為溶劑首先製成的。此後,一些國家又相繼用各種高分子材料研製了具有不同用途的超過濾膜,並由美國Amicon公司首先進行了商品化生產。將各種形狀的大面積的超過濾膜放在耐壓裝置中的膜組件中,隨著反滲透組件的研製而發展起來的。
幾種主要膜技術發展近況大致如下:
微濾在20世紀30年代硝酸纖維素微濾膜商品化,60年代主要開發新品種。雖然早在100多年前已在實驗室製造微孔濾膜,但是直到1918年才由Zsigmondy提出商品微孔過濾膜的製造法,並報道了在分離和富集微生物、微粒方面的應用。1925年在德國建立世界上第一個微孔濾膜公司「Sartorius」,專門經銷和生產微孔濾膜。第二次世界大戰後,美國對微孔濾膜的製造技術和應用技術進行了廣泛的研究研究微孔濾膜主要是發展新品種,擴大應用范圍。使用溫度在-100~260℃。
超濾從20世紀70年代進入工業化應用後發展迅速,已成為應用領域最廣的技術。日本開發出孔徑為5~50nm的陶瓷超濾膜,截留分子量為2萬,並開發成功直徑為1~2mm,壁厚200~400um的陶瓷中空纖維超濾膜,特別適合於生物製品的分離提純。
離子交換膜和電滲析技術主要用於苦鹹水脫鹽,引起氯鹼工業的深刻變化。離子膜法比傳統的隔膜法節約總能耗30%,節約投資20%。90年世界上已有34個國家近140套離子膜電解裝置投產,到2000年全世界將1/3氯鹼生產轉向膜法。
20世紀60年代Loeb與Sourirajan發明了第一代高性能的非對稱性醋酸纖維素膜,把反滲透首次用於海波及苦鹹水淡化。70年代開發成功高效芳香聚醯胺中空纖維反滲透膜,使RO膜性能進一步提高。90年代出現低壓反滲透復合膜,為第三代RO膜,膜性能大幅度提高,為RO技術發展開辟了廣闊的前景。超純水製造、鍋爐水軟化,食品、醫葯的濃縮,城市污水處理,化工廢液中有用物質回收。
1979年Monsanto公司用於H2/N2分離的Prism系統的建立,將氣體分離推向工業化應用。1985年Dow化學公司向市場提供以富N2為目的空氣分離器「Generon」氣體分離用於石油、化工、天然氣生產等領域,大大提高了過程的經濟效益。
20世紀80年代後期進入工業應用的膜分離技術是用滲透汽化進行醇類等恆沸物脫水,由於該過程的能耗僅為恆沸精餾的1/3~1/2,且不使用苯等挾帶劑,在取代恆沸精餾及其它脫水技術上具有很大的經濟優勢。德國GFT公司是率先開發成功唯一商品GFT膜的公司。90年代初向巴西、德、法、美、英等國出售了100多套生產裝置,其中最大的為年產4萬噸無水乙醇的工業裝置,建於法國。除此之外,用PV法進行水中少量有機物脫除及某些有機/有機混合物分離,例如水中微量含氯有機物分離,MTBE/甲醇分離,我國膜科學技術的發展是從1958年研究離子交換膜開始的。60年代進入開創階段。1965年著手反滲透的探索,1967年開始的全國海水淡化會戰,大大促進了我國膜科技的發展。70年代進入開發階段。這時期,微濾、電滲析、反滲透和超濾等各種膜和組器件都相繼研究開發出來,80年代跨入了推廣應用階段。80年代又是氣體分離和其他新膜開發階段。 隨著我國膜科學技術的發展,相應的學術、技術團體也相繼成立。她們的成立為規范膜行業的標准、促進膜行業的發展起著舉足輕重的作用。半個世紀以來,膜分離完成了從實驗室到大規模工業應用的轉變,成為一項高效節能的新型分離技術。1925年以來,差不多每十年就有一項新的膜過程在工業上得到應用。
由於膜分離技術本身具有的優越性能,產業界和科技界把膜過程視為二十一世紀工業技術改造中的一項極為重要的新技術。曾有專家指出:誰掌握了膜技術誰就掌握了化學工業的明天。
80年代以來我國膜技術跨入應用階段,同時也是新膜過程的開發階段。在這一時期,膜技術在食品加工、海水淡化、純水、超純水制備、醫葯、生物、環保等領域得到了較大規模的開發和應用。並且,在這一時期,國家重點科技攻關項目和自然科學基金中也都有了膜的課題。
為眾多的企業帶來了較為顯著的經濟效益、社會效益和環境效益。
3. 不同膜分離技術存在哪些不同的原理
在生物化工過程中常用的膜分離技術有微濾(MF)、超濾(UF)、反滲透(RO)、納濾(NF)、電滲析(ED)、液膜(LM)等。
微濾
微濾是以多孔細小的薄膜作為過濾的介質,以篩分原理為根據的薄膜過濾。在壓力作為推動力的作用下,溶劑、水、鹽類及大分子物質均能透過薄膜,而微細顆粒和超大分子等顆粒直徑大於膜孔徑的物質均被滯留下來,以達到分離的目的,進一步使溶液凈化。微濾是目前膜分離技術中應用最廣且經濟價值最大的技術,主要應用於生物化工中的制葯行業。
超濾
超濾是根據篩分原理,以一定的壓力差為推動力,從溶液中分離出溶劑的操作。同微濾過程相比,超濾過程受膜表面孔的化學性質影響較大,在一定的壓力差下溶劑或小分子量的物質可以透過膜孔,而大分子物質及微細顆粒卻被截留,以達到分離目的。超濾膜通常為不對稱膜,膜孔徑的大小和膜表面的性質分別起著不同的截留作用。超濾主要應用於濃縮大分子溶液的凈化等.在生物化工過程中應用最廣。
反滲透
反滲透過程主要是根據溶液的溶解、擴散原理,以壓力差為推動力的膜分離過程。它與自然的滲透過程剛好相反。滲透和反滲透均是通過半透膜來完成的。在濃溶液一側,當施加壓力高於自然滲透壓力時,就會迫使溶液中溶劑反向透過膜層,流向稀溶液一側,從而達到分離提純的目的。反滲透過程主要應用於低分子量組分的濃縮,如氨基酸濃縮(甘氨酸HGB
3075—79)、乙醇濃縮(GB 679-65)等。其滲透壓的大小與膜的種類無關,而與溶液的性質有關。
納濾
納濾也是根據吸附、擴散原理,以壓力差為推動力的膜分離過程。它除了有本身的工作原理外,還具有反滲透和超濾的工作原理。納濾又可以稱為低壓反滲透,是一種新型的膜分離技術,這種膜過程,拓寬了液相膜分離的應用,分離性能介於超濾和反滲透之間,其截斷分子量約為200~2000。納米膜屬於復合膜,允許一些無機鹽和某些溶劑透過膜。納濾過程所需壓力比反滲透低得多,具有節約動力的優點。它能截斷易透過超濾膜的那部分溶質,同時又可能被反滲透膜所截斷的溶質透過,其特有功能是反滲透和超濾無法取代的。納濾膜具有良好的熱穩定性、pH
穩定性和對有機溶劑的穩定性,因此現已廣泛應用於各個工業領域,尤其是醫葯、生物化工行業的分離提純過程。納濾膜是現今最先進的膜分離技術。微濾、超濾、反滲透、納濾4種分離技術沒有太明顯的分界線,均是以壓力作為推動力,被截斷的溶質的直徑大小在某些范圍內相互重疊。
電滲析
電滲析是以電位差為推動力,在直流電作用下利用離子交換膜的選擇透過性,把電解質從溶液中分離出來,從而實現溶液的淡化、精製或純化目的。
液膜
液膜是懸浮在液體中的一層乳液微粒,形成液相膜。依據溶解、擴散原理,通過這層液相膜可以將兩個組成不同而又互溶的溶液分開,並通過滲透的現象起到分離、提純的效果,它克服了固體膜存在的選擇性低和通量小的特點。液膜一般由溶劑、表面活性劑和添加劑構成。
4. 用膜分離技術如何處理重金屬廢水
膜分離技術使用一種特殊的半透膜,在外界壓力作用下,不改變溶液化學形使溶液中一種溶質貨溶劑滲透出來,從而達到分離的目的。根據膜的不同,可以分為電滲析、反滲析、液膜、超濾等。目前反滲透和超濾膜在電鍍廢水中已廣泛應用。
液膜分離技術是將萃取和膜過程結合的一種高效分離技術,萃取與反萃取同時進行,是分離和濃縮金屬離子的有效方法。其中支撐液膜在處理重金屬廢水,提取稀有、貴重金屬離子,如提取鉑、鎵、銦等[1,2]方面具有低耗能、低成本等、效率高等特點,具有廣闊的應用前景。將膜技術與其他技術工藝有機結合起來處理重金屬廢水將是未來發展方向。某蓄電池材料有限公司主要從事廢舊鉛酸蓄電池的回收和鉛基合金、電解鉛的生產,其廢水處理系統採用混凝沉澱/膜處理組合工藝,進一步確保出水水質達標。半年多的實際運行表明,該工藝運行穩定,出水水質達到《污水綜合排放標准》(GB8978-1996)的一級排放標准,並實現了回用(回用率)70%)
5. 化學工程與工藝專業就業前景如何
化學工程與工藝專業的就業前景廣闊,畢業生能在化工、煉油、冶金、能源、輕工、醫葯、環保和軍工等部門從事工程設計、技術開發、生產技術管理和科學研究等方面工作。
化學工業是一個極富創造性、挑戰性的重要工業領域,它具有技術密集、人才密集、資本密集的特徵,特別是二十一世紀的化學工業在向「綠色化工」方向發展的同時。
研究方向
1、化工分離工程
主要從事新型分離技術(膜分離技術、超臨界流體技術、微波萃取技術、超聲提取、反應精餾等)的工藝與設備、傳統化工分離技術的改進、分離技術的耦合等方面的研究。目前在天然植物有效成分的提取與分離、中葯有效成分的提取與分離、膜分離工藝與設備等方面形成特色研究方向。
2、綠色化學工藝
主要從事綠色反應過程(潔凈高效的新型反應和分離技術、新型催化劑、新型反應器等)、環境友好型新分子和新材料、反應與分離集成技術的研究開發,新型溶劑及助劑的研究開發,以及綠色化學工藝起始原料性質和產物性質的研究。
3、化工新材料
該研究方向屬於多學科交叉領域,主要從事新型能源化工材料以及新型化工分離材料的研究和開發。目前已在多孔無機有機和復合相變儲能材料、吸附材料、凈化材料、無機粉體、納米復合材料、生物醫葯材料等的設計、制備、表徵和應用等方面開展了研究。
6. 物化法處理精細化工污水
物化法處理精細化工污水具體內容是什麼,下面中達咨詢為大家解答。
一 廢水的來源
「精細化工」一詞首先來源於日本,70年代,日本把凡生產具有專門功能,研究開發製造及應用技術密集度高,配方技術能左右產品性能,附加價值高,收益大,小批量,多品種的化工產品,稱為精細化學品,生產精細化學品的工業,稱為精細化學工業,簡稱精細化工。我國化工界得到多數人公認的定義是:凡能增進或賦予一種(類)產品以特定的功能,或本身擁有特定功能的小批量,高純度的化學品,稱為精細化工品。精細化工的全稱是「精細化學工程」,屬化學工程學科範疇。
精細化工產品的種類繁多,所包括的范圍很廣,如醫葯,農葯,染料,顏料,各種中間體,塗料,香料和香精,化妝品,盥洗衛生用品,合成洗滌劑,表面活性劑,印刷油墨等。精細化工廠排出的廢水主要來源於以下幾類:
1.工藝廢水
工藝廢水是指生產過程中生成的濃廢水(如蒸餾殘液、結晶母液、過濾母液等),一般來說有的有機污染物含量較多,有的含鹽濃度較高,有的還有毒性。不易生物降解,對水體污染較重。
2.洗滌廢水
洗滌廢水包括一些產品或中間產物的精製過程中的洗滌水,間歇反應時反應設備的洗滌用水。這類廢水的特點是污染物濃度較低,但水量較大,因此污染物的排放總量也較大。
3.地面沖洗水
地面沖培卜洗水中主要含有散落在地面上的溶劑、原料、中間體和生產成品。這部分廢水的水質水量往往與管理水平有很大關系。當管理較差時.地而沖洗水的水量較大.且水質也較差,污染物總量會在整個廢水系統中佔有相當的比例。
4.冷卻水
卻水一般均是從冷凝器或反應釜夾套中放出的冷卻水。只要設備完好沒有滲漏,冷卻水的水質一般都較好,應盡量設法冷卻後回用,不宜直接排放。直接排放一方面是資源浪費,另外也會引起熱污染。一般來說,冷卻水回用後,總是有一部分要排放出去的,這部分冷卻水與其他廢水混合後,會增加處理廢水的體積。
5 .跑、冒、滴、漏及意外事故造成的污染
操作的失誤或設備的泄漏會使原料、中間產物或產品外溢而造成污染,因此,在對廢水治理的統籌考慮中,應當有事故的應急措施。
6 .二次污染廢水
二次污染廢水一般來自於廢水或廢氣處理過程中可能形成的新的廢水污染源,如預處理過程中從污泥脫水系統中分離出來的廢水、從廢氣處理吸收塔中排出的廢水。
7.工廠內的生活污水
二 精細化工廢水的特點
1 原料以石化製品、煤加工副產品合成或植物提取、合成等。產品繁多, 工藝復雜;
2 過程使用大量有毒有害化工原料,如鹵素化合物、硝基化合物, 苯、苯酚、萘以及衍生物, 具有較強刺激性氣味;
3 過程副反應多, 產生的廢水組分復雜;
4 中含有大量有機物(CODcr 常達幾萬mg/L)、色度高, 含鹽高、pH極端、難生化降解;
5 高氨氮或含氮化合物;缺乏營養元素磷:
6 是目前最難處理的工業廢水之一, 必須加強清潔生產和減排措施, 才能達到有效的污染控制;
三 精細化工工業廢旅運水的治理原則
大部分精細化工廢水均屬於高難度廢水范圍(B:C小於0.3)。精細化工高難度工業廢水其主要處理內容只有兩個,其一是可溶物質,其二是不可溶配鎮穗物質,歸納這兩大類物質的去除手段為兩個基本原則:其一,利用地球引力進行固液分離;其二,運用自然界中微生物將其降解為二氧化碳和水及剩餘污泥。
對於可溶性有機物中難降解性的有毒有害溶劑去除可採用:吸附法,滲透法,吹脫發,高溫氧化法,化學凝聚法,復合氧化法,膜分離法,技術關鍵在於將不可生化降解物質轉化為可生化降解物質,在運用高溫復合氧化和微捕技術,水與溶劑的分離技術,高鹽去除的水中結晶技術等脫除。
針對具體的廢水處理,其技術手段有多種形式:物理法,化學法,生物法,電化學法,復合法等。高級氧化是廢水可生化轉化的關鍵技術,包括高溫催化氧化,光輻射氧化,氣體氧化,電解等,這些都是非常有用的技術手段。我們可以根據不同水樣的分析,針對不同內容,不同處理要求,技術性及經濟性指標制定出不同處理工藝。
四 精細化工廢水物化處理技術應用
精精細化工廢水含有許多有毒有害難降解的有同物,比值較低, 直接採用生化法處理這類廢
1 混凝處理
在眾多物化法處理工藝中,混凝處理具有工藝簡便、運行費用低廉等優點,特別是在脫除有色污染物時更是優先採用。由於目前常見的混凝劑只有少數幾種對染料脫色效果好,而且產生的大量化學污泥還沒有出路,所以近幾年研究方向在於研製適用范圍廣、脫色能力強、同時對有機物也有較好去除效果的多功能高效混凝劑,並研究開辟污泥綜合利用途徑。一般認為,起脫色作用的主要是混凝產生的膠體物質和微小絮體的吸附作用,這對水溶性染料的去除非常重要;同時,通過架橋、電中和作用,生成的絮體也載帶微細懸浮物。混凝劑的配方設計目標就是改善上述兩方面的作用,並按印染廢水的差異,設計成通用型和對某幾種染料特別有效的專用型,成為系列產品。
1.1 FC系列
FC系列混凝劑對活性染料、分散染料、直接染料和硫化染料廢水的脫色率達85%~95%,通常用量為200~300ppm,Fe對COD和PVA也有一定的去除效果。當投葯量為300PPm時,實驗所得的COD去除率為38%,PVA去除率為67.4%。
1.2 XP系列
XP系列混凝劑也有較廣的適用性,實驗表明,它對由13類染料構成的印染廢水均有效,COD一次去除率平均為78.6%。
1.3 PFS一MS高效混凝技術
PFS是一種無機高分子絮凝劑,MZ是一種新研製的助凝劑,即新技術關鍵助劑,其特殊的助凝作用在於改變了某些染料的水溶性環境,打破了某些染料的親水基,破壞了某些染料的雙鍵結構,對某些燃料及可溶性有機物起吸附和氧化作用,同時起架橋作用。當PFS和MZ混合時,即形成以配位鍵結合的具有極限高電荷和極限高分子型的純 無機高聚合體的復鹽。PFS一MZ共同使用時,其凝聚效果和處理效果優於市場常用的無機混凝劑,降低PFS的投加量,可起到低耗高效的處理效果。PFS一MZ的工藝技術主要優點是工藝流程短、處理效果好、運行成本低、基建投資低,其主要構築物可合為一體,操作管理簡單。技術特點是由混合、絮凝、沉澱、迴流4個步驟完成處理的全過程。
1.4 NE凝聚劑在廢水處理中的應用
新型NE凝聚劑是一種無機凝聚劑,它主要是由含鐵、鎂、鋁等元素化合物組成的復合物。其特徵是高效、價廉、污泥沉降速度快。使用該凝聚劑對印染廢水和煉鋼除塵廢 水進行處理,具有良好效果。NE凝聚劑和高效凝聚劑TS(代號)的處理效果比較如下:
(1)COD的去除 NE凝聚劑的去除率普遍高於TS,使用NE的CODcr去除率一般在75%-85%,而使用TS時一般在60%左右,有些即使在使用量相同的情況下,使用NE的CODcr去除率也比TS高40%左右。
(2)脫色率 使用NE的脫色率都高於TS,使用NE的脫色率一般在95%~100%,而TS的脫色率對一部分廢水的處理可達95%~100%,但對另一部分廢水則為50%~75%。
(3)凝聚劑的使用量及成本 相對而言,NE使用量對COD去處率的影響小於TS,在使用量相同的情況下,葯劑費低一倍左右。
(4)沉降速率 NE的沉降性能優於TS,在實驗中發現,使用NE經凝聚10min左右大部分凝聚物已沉降。
(5)NE的使用性 尤其適用於鹼度高的廢水,退漿、煮煉和染色是污染較嚴重的工段,而且鹼度高,可採用NE進行處理。
1.5綜合利用混凝產生的化學污泥
將其與其它化工原料以一定配比製成建築材料,如地面磚、貼面磚等。用XP系列混凝劑產生的化學污泥以25%的比例與其它材料搭配製成的貼面磚具有良好的機械性能,其強度優於普通白瓷磚,溶出實驗結果符合要求,完全可以用於一般用途,而且價格低於白瓷磚。
2電凝聚法處理精細化工行業廢水
電凝聚浮上法的基本原理是將需處理的廢水作為電解質溶液,在直流電源的作用下發生電化學反應。在陽極上發生氧化反應,使有機物分解氧化成無害成分;在陰極上發生還原反 應,使氧化型色素還原成無色。常規電凝聚法是根據實驗獲得的電凝聚槽電壓與電極上電流密度的關系,然後決定電凝聚槽的總電壓,通常這個槽電壓小於安全電壓36V。但要滿足廢水處理時電極上的電流密度達 到一定的處理效果,總電流密度就很大,一般在1000-3000安培之間,因而廢水處理單位電能消耗較大。
隨著電子技術的迅速發展,將可控硅脈沖電路應用到電凝聚的整流設備中,並對電凝聚槽進行優化設計。通過反復實驗研究和生產性運轉證明,採用較高的槽電壓可以大大降 低 總電流強度和減少電解歷時,從而提高電流效率,降低電耗和鐵耗。脈沖作用可以使極板表面減少沉澱物,保持高的電流效率。高壓脈沖電凝聚法就是基於這一原理發展起來的一種廢水處理新方法,對廢水脫色處理效果尤其明顯。其特性如下:
(l)高壓脈沖電凝聚浮上法處理工藝對色度的去除率高達90%~95%,出水清澈,適用范圍廣。
(2)與常規電凝聚法比較,電耗、鐵耗大大降低,運行費用降低。
(3)該工藝運轉靈活,適應性強,無論生產加工何種產品,均能取得較好的處理效果。該工藝尤其適用於中小型紡織印染加工企業和鄉鎮企業,有廣闊的推廣應用前景。
(4)污泥採用離心脫水,經脫水後污泥含水率為70%左右,可直接裝袋運出制磚,無二次污染。
(5)廢水經該工藝處理可回用,具有良好的環境和經濟效益。對染料的電化學性能研究表明,各類染料在電解處理時,其CODcr去除率的大小順序為:硫化染料、還原染料>酸性染料、活性染料>中性染料、直接染料>陽離子染料。除陽離子染料外,各類染料的脫色率均在90%以上,且脫色率高低與CODcr去除率一致。
總之,電解法具有投資省、佔地少、處理效果好、機械化程度高等優點。目前該方法已有定型設備,並已投人實用。
3 鐵屑微電解法處理精細化工行業廢水
鐵屑微電解機理 以鐵屑微電解法為主要處理工藝處理廢水, 在技術和經濟上都是可行的, 具有工藝可靠、投資少、運行費用低、操作管理簡便等優點。當將含碳鑄鐵屑和惰性焦炭顆 粒浸於具有傳導性的電解質溶液中時, 就形成無數個微小的原電池, 在其作用空間形成一個電場, 在電位較低的鐵陽極上, 鐵失去電子生成Fe2+, 進人溶液中, 使電子流向碳陰極, 在陰離子附近, 溶液中的溶解氧吸收電子生成OH-, 在偏酸性溶液中, 陰極產生的新生態[H], 進而生成氫氣逸出。其電極反應
如下
陽極:Fe — 2e →Fe2+ Eo (Fe2+ / Fe)=0.44V
陰極:2H+ +2e →2[H] →H2, Eo (H+ / H)=0.00V
O2 + 4H+ + 4e →2H2O Eo (O2)=1.23V
O2 + 2H2O + 4e →4 OH- Eo (O2 / OH-)=1.23V
從上述反應式可知, 由於Fe2+的不斷生成,能有效地克服陽極的極化作用, 從而促進鐵的電化學腐蝕, 使大量的Fe2+進人溶液, 形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑, 能有 效去除染色廢水中的染料膠體微粒和雜質。在偏酸性溶液中, 電極反應所產生的新生態 [H],能與溶液中的許多組分發生氧化一還原反應, 可破壞染色廢水中染料分子的發色基 團, 達到脫色的目的。因此, 可以認為鐵屑微電解處理染色廢水的機理是通過氧化一還原吸附絮凝等綜合作用的結果。通常條件為鐵屑微電解柱進水pH為4~6, 中和沉澱pH為7~8;染色廢水在鐵屑微電解柱HRT=30min, 沉澱槽沉澱時間為60min,砂濾柱HRT=30min.
以鐵屑微電解法為主要處理工藝處理廢水, 在技術和經濟上都是可行的, 具有工藝可靠、投資少、運行費用低、操作管理簡便等優點。
4 電化學法——自凝一靜電混凝法處理精細化工廢水
4.1 自凝效應
廢水中的各污染物質在混合以後, 由於膠體污染顆粒表面反應自由能的降低, 會在廢水處理體系中自行從分散狀態變為聚集狀態, 產生自凝效應。適當調節廢水的pH值會促成這一作用, 對使用染料品種比較單一的印染廢水, 在間斷投加少量混凝劑的情況下, 也可促進自凝作用。
4.2靜電混凝
處於分散狀態的廢水中的污染顆粒, 當進人一種粒狀材料空隙間的同號靜電場以後, 由於靜電場對膠粒的吸引和對膠粒漫散層電荷的壓縮, 產生強制電中和作用, 進而由於表面能 的釋放而聚沉, 於是被粒狀材料所構成的濾床所截留。
由於靜電處理是利用電揚對膠粒的聚沉作用,沒有電子得失, 故電耗甚微, 可以忽略不計。
5 沉澱一氣浮法處理精細化工廢水
目前, 國內外處理精細化工廢水的物化法大多採用沉澱法、氣浮法或上述方法的相互組合以及開發的新技術。主要方法有組合式沉澱法、氣浮加組合沉澱法和CS系列雙汲氣浮加沉澱法。
氣浮分離的速度決定於顆粒和液體密度的大小, 氣浮處理工業廢水, 具有投資省、佔地少、分離速度快、處理效果好等優點
6 吸附法對精細化工廢水進行深度處理
6.1吸附劑的研究與應用
6.1.1活性炭吸附劑
實踐證明, 顆粒活性炭對各種染料的吸附去除能力順序為鹼性>酸性>直接>硫化染料。活性炭對分子量在400左右的染料分子脫色效果最為理想, 對分子量小的染料吸附也較好, 而對疏水性染料脫色效果較差。
6.1.2 礦物吸附劑
(1) Imamura將高嶺土、大理石粉末、熔岩粉末按1:1:1混合, 鍛燒得到的脫色劑可以較好地去Imamura除廢水中的染料成分和色度。
(2) Okada:水鋁英石(allopane)的膠態土可用於印染廢水。
(3) 活性白土對苯系偶氮分散染料有很好的脫色效應。
(4)斜發沸石用酸、鹼處理後再活化可有效地去除廢水中的染料成分, 脫色率99.7%。
(5)麥飯石對染料的吸附效率高, 具有良好的脫色率和CODcr去除率, 我國麥飯石資源豐富,開辟此技術前景廣闊。
(6)利用凹凸棒石粉作吸附劑去除印染廢水色度。
(7)利用鎂型吸附MgO、Al2O3、粘土活性一MgO—粘土處理印染廢水。
(8)利用活化硅藻土(Al2O3和Fe2O3為主)進行印染廢水深度脫色。
(9)SiO2吸附去除鹼性染料是一種經濟、高效的處理工藝。
(10)天然蒙脫土處理含酸性陽離子染料廢水, 脫色率可達90%以上, CODcr去除率高達96.9%
6.1.3煤及煤渣吸附劑
實驗證明, 具有最好脫色效果的是粒徑80%,色度>70%。活化煤處理印染廢水具有投資低、佔地少、操作簡便、便於管理、處理效果穩定等優點。
6.1.4天然廢料吸附劑
木炭、稻殼、玉米棒、甘蔗渣、泥炭、鋸屑等都是天然的吸附劑。
6.1.5離子交換樹脂吸附劑
近年來, 針對水溶性離子型染料廢水脫色困難這一問題, 進行了利用磺化煤和改性纖維素離子交換樹脂進行脫色的研究。此外, 國外利用特殊纖維和特別加工製成的聚酞胺纖維, 活性炭纖維的脫色技術也有很多的研究。
6.2吸附法的組合新工藝
6.2.1活性炭填充電極電解法
此工藝具有以下特點處理效果好, 無二次污染脫色效果好, 不投加其它脫色氧化劑, 脫色效果達以上活性炭不需再生處理設備製造簡單適用范圍廣。
6.2.2腐蝕電極法
腐蝕電極法處理廢水具有多種機制, 以電化學為主, 兼有還原降解、吸附和混凝作用。此法具有以廢治廢、節約資源、投資省和運行費用低等特點。該工藝流程簡單、佔地少、便於上馬、操作管理簡單, 尤其適用於中小型紡織印染廠的廢水治理。
,
6.2.3吸附一化學凝聚法
利用煙道灰吸附一化學凝聚法處理毛紡織廠印染廢水。也可採用化學凝聚一半煤渣吸附法處理棉紡印染廢水。
實踐證明, 開發廉價、高效和新型的吸附材料和研究吸附法的優化組合工藝流程是廢水脫色和深度處理的一條新途徑。
7 膜分離法處理精細化工廢水
7.1 動態膜
經過研究, 認為從處理效果和經濟上講ZRO,PAA動態膜是可行的, 並進行實際的全封閉循環,表明膜的穩定性、流量及截流率是令人滿意的水洗後的廢水經過反滲透之後, 其滲透水及化學物質的再利用率可達88%~96%, 其餘的也達到廢水的排放標准。
對剩餘廢液及反滲透濃縮物的有效再利用也是完全可行的, 實現這一目的的有效手段是通過實驗確定助劑及染料的補加量, 這樣無疑會大大提高廢染液的利用率, 最終實現無廢水排放的全循環過程。而操作壓力高、能耗大是動態反滲透膜的不足。
7.2纖維素類膜
維生素類膜(CA)的選擇性隨膜表面與各種染料互變異構體的相互作用而發生巨大變化, 然而由於膜材料本身在耐pH、耐溫等方面的不足,正逐步被新的膜材料所淘汰。
CTA反滲透膜解決了染色廢水用於水的再循環, CTA在耐pH值、耐壓、耐溫等方面都優於CA, 但反滲透所需的高壓操作仍是它的不足。
7.3 聚礬超濾膜
聚礬超濾膜由於其良好的物化穩定性成為目前最富競爭力的超濾膜之一, pH使用范圍是1~18, 最高允許溫度120℃ , 同時具有良好的抗氧化、耐氯等性能。
7.4荷電超濾膜和疏鬆反滲透膜
7.4.1 簡介
荷電超濾膜或疏鬆反滲透膜是用來描述分離性能介於反滲透和超濾之間的一種膜。荷電超濾膜是以其化學結構含有荷電基團而定義的疏鬆反滲透膜是以其物理結構而命 名他們往往指的是一種膜, 對一價鹽如NaCl的截留只有20%~30%而對於500~2000分子量的物質應具有較高的分離率, 同時保持高的水通量。此外, 荷電超濾保持了超濾低壓的特點, 該膜在耐pH值、耐壓密、耐污染、耐溫等方面都比較突出。一般染料的分子量正好在這種膜的截流范圍, 特別是離子性染料, 由於膜上固定離子的作用, 其分離性能是中性膜難以比擬的。
7.4.2 製取
利用化學方法改性聚礬, 然後製成基膜, 進一步將親水性的復合層與基膜進行化學反應, 然後在親水性的溶劑里進行交聯製成復合膜, 這樣復合層與基膜不僅不出現剝離現象, 而且表現出耐溶劑、耐壓密、耐酸鹼, 最高使用溫度70℃
7.4.3 結論
荷電超濾膜由於其特殊的截留分子量范圍, 同時具有高流量低壓操作的特點, 將是未來處理印染廢水中最具有競爭力的膜材料。此外, 該膜具有耐壓密、耐酸鹼、耐污染等特點, 如果再配以計算機輔助配色等手段, 將會使印染廢水得到最大的回收和再利用, 而且還符合排放標准。
8 化學處理方法
8.1 化學氧化
(1)氧化脫色, 適宜的催化劑可提高O3氧化的脫色率。催化率包括以活性炭為骨架的MnO2催化劑和以ZnSO4為催化劑。
(2) H2O2氧化脫色。
(3)Fenton試劑脫色技術。
(4) ClO2氧化脫色。
8.2化學還原
還原劑主要是鐵屑。
9 離子對萃取法
9.1萃取機理
在酸性條件下, 長鏈胺與含有磺酸基團的染料分子反應形成疏水的離子對蓄積在有機相中, 如過量的胺相中, 從而與水相分離。相分離可藉助於惰性非極性溶劑, 優先的是碳氫化合物。合適的胺包括伯胺如萘胺等芳香族胺、仲胺以及叔胺。
包括伯胺如萘胺等芳香族胺、仲胺以及叔胺。
9.2操作
萃取法操作時, 先將廢水調節到合適的pH值,然後混以胺和非極性惰性溶劑, 再予以振盪。廢水的pH值處理到, 一狀態時脫色就基本完成了。有機相的回收如果有機相中含有活性染料, 惰性溶劑可以通過蒸餾加以回收, 而且如果調節得當, 胺還可以回用, 在這種情況下, 蒸餾殘渣必須按照特殊廢品法規加以處理, 而有機相則可以選擇通過直接焚燒處理掉。
對含有NaOH水溶液的胺與溶劑的混合物則進行再提取。
對有金屬絡合染料存在的情況下, 用水溶液處理胺、溶劑和染料的混合物是非常巧妙的解決方法, 這樣染料進人到水相中, 並以溶液的形式重新在染色工廠得到應用, 胺與溶劑的混合物在返回到脫色循環中去。
物理化學法作為重要的污水處理方法正在精細化工行業環境保護中起著越來越重要的作用, 許多新方法也在不斷的涌現, 它們為我國的環境保護和精細化工行業發展起到了很大的促進作用。
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7. 膜分離技術有哪些優點及不足
膜分離技術的優點:
1、在常溫下進行:有效成分損失極少,特別適用於熱敏性物質,如抗生素等醫葯、果汁、酶、蛋白的分離與濃縮;
2、無相態變化:保持原有的風味,能耗極低,其費用約為蒸發濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8;
3、無化學變化:典型的物理分離過程,不用化學試劑和添加劑,產品不受污染;
4、選擇性好:可在分子級內進行物質分離,具有普遍濾材無法取代的卓越性能;
5、適應性強:處理規模可大可小,可以連續也可以間隙進行,工藝簡單,操作方便,易於自動化;
6、能耗低:只需電能驅動,能耗極低,其費用約為蒸發濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8。
缺點:
1、膜技術雖然濃縮成本低,但不能將產品濃縮成干物質;
2、膜技術雖然具有選擇過濾性,但是同分異構體就無法實現分離。
膜分離技術,是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時,實現選擇性分離的技術。由於兼有分離、濃縮、純化和精製的功能,又有高效、節能、環保、分子級過濾及過濾過程簡單、易於控制等特徵,因此,已廣泛應用於食品、醫葯、生物、環保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領域,產生了巨大的經濟效益和社會效益,已成為當今分離科學中最重要的手段之一。
應用領域:
1、微濾
具體涉及領域主要有:醫葯工業、食品工業(明膠、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高純水、城市污水、工業廢水、飲用水、生物技術、生物發酵等。
2、超濾
早期的工業超濾應用於廢水和污水處理。三十多年來,隨著超濾技術的發展,如今超濾技術已經涉及食品加工、飲料工業、醫葯工業、生物制劑、中葯制劑、臨床醫學、印染廢水、食品工業廢水處理、資源回收、環境工程等眾多領域。
3、納濾
納濾的主要應用領域涉及:食品工業、植物深加工、飲料工業、農產品深加工、生物醫葯、生物發酵、精細化工、環保工業等。
4、反滲透
由於反滲透分離技術的先進、高效和節能的特點,在國民經濟各個部門都得到了廣泛的應用,主要應用於水處理和熱敏感性物質的濃縮,主要應用領域包括以下:食品工業、牛奶工業、飲料工業、植物(農產品)深加工、生物醫葯、生物發酵、制備飲用水、純水、超純水、海水、苦鹹水淡化、電力、電子、半導體工業用水、醫葯行業工藝用水、制劑用水、注射用水、無菌無熱源純水、食品飲料工業、化工及其它工業的工藝用水、鍋爐用水、洗滌用水及冷卻用水。
5、其他
除了以上四種常用的膜分離過程,另外還有滲析、控制釋放、膜感測器、膜法氣體分離、液膜分離法等。
8. 膜分離技術有哪些優點及不足
膜是具有選擇性分離功能的材料,利用膜的選擇性分離實現料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離。它與傳統過濾的不同在於,膜可以在分子范圍內進行分離,並且這過程是一種物理過程,不需發生相的變化和添加助劑。
膜的孔徑一般為微米級,依據其孔徑的不同(或稱為截留分子量),可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜,根據材料的不同,可分為無機膜和有機膜,無機膜主要是陶瓷膜和金屬膜,其過濾精度較低,選擇性較小。有機膜是由高分子材料做成的,如醋酸纖維素、芳香族聚醯胺、聚醚碸、聚氟聚合物等等。
微濾(MF)又稱微孔過濾,它屬於精密過濾,其基本原理是篩孔分離過程。微濾膜的材質分為有機和無機兩大類,有機聚合物有醋酸纖維素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚碸、聚醯胺等。無機膜材料有陶瓷和金屬等。鑒於微孔濾膜的分離特徵,微孔濾膜的應用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒、細菌以及其他污染物,以達到凈化、分離、濃縮的目的。
對於微濾而言,膜的截留特性是以膜的孔徑來表徵,通常孔徑范圍在0.1~1微米,故微濾膜能對大直徑的菌體、懸浮固體等進行分離。可作為一般料液的澄清、保安過濾、空氣除菌。
超濾(UF)
是介於微濾和納濾之間的一種膜過程,膜孔徑在0.05um至1nm之間。超濾是一種能夠將溶液進行凈化、分離、濃縮的膜分離技術,超濾過程通常可以理解成與膜孔徑大小相關的篩分過程。以膜兩側的壓力差為驅動力,以超濾膜為過濾介質,在一定的壓力下,當水流過膜表面時,只允許水及比膜孔徑小的小分子物質通過,達到溶液的凈化、分離、濃縮的目的。
對於超濾而言,膜的截留特性是以對標准有機物的截留分子量來表徵,通常截留分子量范圍在1000~300000,故超濾膜能對大分子有機物(如蛋白質、細菌)、膠體、懸浮固體等進行分離,廣泛應用於料液的澄清、大分子有機物的分離純化、除熱源。
納濾(NF)
是介於超濾與反滲透之間的一種膜分離技術, 其截留分子量在80~1000的范圍內,孔徑為幾納米,因此稱納濾。基於納濾分離技術的優越特性,其在制葯、生物化工、 食品工業等諸多領域顯示出廣闊的應用前景。
對於納濾而言,膜的截留特性是以對標准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率來表徵,通常截留率范圍在60~90%,相應截留分子量范圍在100~1000,故納濾膜能對小分子有機物等與水、無機鹽進行分離,實現脫鹽與濃縮的同時進行。
反滲透(RO)
是利用反滲透膜只能透過溶劑(通常是水)而截留離子物質或小分子物質的選擇透過性,以膜兩側靜壓為推動力,而實現的對液體混合物分離的膜過程。反滲透是膜分離技術的一個重要組成部分,因具有產水水質高、運行成本低、無污染、操作方便運行可靠等諸多優點 ,而成為海水和苦鹹水淡化,以及純水制備的最節能、最簡便的技術.已廣泛應用於醫葯、電子、化工、食品、海水淡化等諸多行業。反滲透技術已成為現代工業中首選的水處理技術。
反滲透的截留對象是所有的離子,僅讓水透過膜,對NaCl的截留率在98%以上,出水為無離子水。反滲透法能夠去除可溶性的金屬鹽、有機物、細菌、膠體粒子、發熱物質,也即能截留所有的離子,在生產純凈水、軟化水、無離子水、產品濃縮、廢水處理方面反滲透膜已經應用廣泛,如垃圾滲濾液的處理。
膜分離技術的優點歸納有以下幾點:
(1)在常溫下進行
有效成分損失極少,特別適用於熱敏性物質,如抗生素等醫葯、果汁、酶、蛋白的分離與濃縮
(2)無相態變化
保持原有的風味,能耗極低,其費用約為蒸發濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8
(3)無化學變化
典型的物理分離過程,不用化學試劑和添加劑,產品不受污染
(4)選擇性好
可在分子級內進行物質分離,具有普遍濾材無法取代的卓越性能
(5)適應性強
處理規模可大可小,可以連續也可以間隙進行,工藝簡單,操作方便,易於自動化
(6)能耗低
只需電能驅動,能耗極低,其費用約為蒸發濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8
缺點:
所有的技術都不是萬能的,並不是任何場合都適合採用膜技術,也不是採用單一膜技術就能解決所有問題,比如膜技術雖然濃縮成本低,但不能將產品濃縮成干物質;再比如膜技術雖然具有選擇過濾性,但是同分異構體就無法實現分離。因此在設計生產工藝的過程中,需要結合實際情況,結合傳統工藝,在適當的地方才是適當的技術,才能使生產工藝最順暢。最終的目的是工藝流程通暢、能耗最低、人工最省,佔地最少,經濟最優。
9. 化工分離技術論文
化工分離技術是通過採用化工設備的專有作用,對相應的化合物質利用其表現出來的物理特性和化學特性對整體化合物就行有效分離的一個技術,下面是由我整理的化工分離技術論文,謝謝你的閱讀。
化工分離技術論文篇一化工分離技術新技術研究與進展
[摘 要]本文主要從現今化工分離技術的應用范圍和化工分離技術的新進展方向進行分析,並結合市場社會的要求,對化工分離技術的成本要求進行評價,並最終以活性炭纖維(ACF)投入市場應用的例子來闡明化工分離技術新技術的具體應用。
正陵[關鍵詞]化工分離技術;新技術;應用前景
中圖分類號:TQ028 文獻標識碼:A 文章 編號:1009-914X(2014)20-0380-01
化工分離技術是通過採用化工設備的專有作用,對相應的化合物質利用其表現出來的物理特性和化學特性對整體化合物就行有效分離的一個技術,是化工研究整體的一個重要分支,在所有的化工生產中,化工分離這一技術都貫穿在整個的生產過程中。從化工分離技術的發展歷史來看,化工分離技術逐漸原來的單一理論研究逐漸轉變為理論和實踐的有效哪則結合,並在能源、生物、環境等領域進行切實有效的化工分離技術實踐,把理論知識利用到現實生活中,方便人們的生活和工作效率的提高。而在此基礎上,化工分離技術又產生了新的分離技術方式,可以運用於更多的領域,這種更大程度上的化工分離技術的普及使得化工分離技術的發展逐漸變得成熟。
一、現今化工分離技術新技術的應用范圍
1、環境保護工程
隨著人類社會發展的原來越成熟和科技運用的越來越普及,人們的生活水平得到了極大的提升,但環境污染的現實情況卻是很讓人擔憂。各種廢水及其他污染物的肆意排放使得人們的生活環境質量不斷下降,甚至因為有些廢氣、廢水的慢性污染,人們還會因此患上一些不治之症。例如上世紀很有名的日本水俁病。從化工分離的角度來看,在很多工業製造過程中排出的各種廢氣、廢水並不是別無它用的,無論是硫化物質或者二氧化碳,還是其他具有放射性的廢物,如果採用合理地化工分離處理 方法 都能得到很好的回收利用。這樣就能使得廢物在減少環境污染的同時能夠進行工業生產的再循環利用,而不像生化處理或肆意排放那樣的簡單處理方法,無論是對人還是對環境都沒有任何有效利用價值。
2、能源資源利用
能源供給是現如今我們生存發展的必需之物,沒有了能源的供給,我們人類就不能生存,企業也無法生存,可以說能源的合理利用是國家和社會優良發展的基礎,利用的好,節能減排;利用的不好,對整個社會各個方面的影響都是巨大的。綜合來看,如今的能源主要以石油、天然氣、煤炭為主,而隨著化工技術的發展,相關石油產物如塑料等乙烯合成物都普及出現在了我們的生活中。因為這些資源都是不可再生的,所以我們必須要對其化學分離過程進行進一步的節能降耗,充分利用現有資源。
3、生物制葯
生物制葯技術是一種伴隨上世紀70年代出現的DNA重組等新生物技術誕生而出現的一種高新技術,它的發展必須有效的依靠化工分離技術來高效、純凈地提取生物的活性。同時,也對化工分離技術中分離劑、分離設備和分離技術的革新也提出了新的要求。生物制葯技術和化工分離技術之間是相互影響的關系,人們對生物制葯技術的需求,必須要在很大程度上以來化工分離技術的發展,這樣才能在保證生物活性的過程中提升生物制葯技術的發展。
二、化工分離技術新技術開發現狀
1、結晶分離
對於結晶分離,傳統的化工分離都是採用冷凍、濃縮等方式,在這種方式下,由於效率低、需求大,所以李清棚能耗效率顯得非常不客觀。而根據目前最新的化工結晶分離技術,萃取、高壓和融合的方式都能有效的代替原有的冷凍、濃縮等傳統方式。
在萃取分離下,利用沸點等物理性質相近的混合物,把要提取的物質用萃取的方式提取出來。對於萃取這個分離技術來說,不論是有機物還是無機物,都可以用這種方法。
在高壓分離下,因為壓力的上升,物質本身的熔點就會下降,結晶就會不斷形成,而在此過程中,由於液相雜質的濃度上升,相變壓力也會不斷上升,在共晶壓力下,排出母液減壓蒸發,就能得到分離的結晶物質。
2、膜分離
膜分離技術主要是根據特定膜的滲透作用,利用外界的壓力,對氣相或液相的混合物進行分離、分級、提純和富集。對於膜分離技術來說,其所需的成本較小,相應的污染排放也較小,適合大面積的開發利用。而膜分離技術具體細分,又可以分為離子膜技術、氣體分離膜技術、膜萃取技術、膜蒸餾技術、微濾膜技術等。比如,在離子膜技術中,因為節能效果顯著,所以在很大程度上可以取代傳統的隔膜法生產燒鹼。這種技術同樣也可以應用於醫療和食品工業及海水淡化工程。
3、變壓吸附分離
變壓吸附主要用於氣體的分離,在混合氣體中用特定的吸附劑對特定的氣體細分能力的差異進行分離。這種方法適用范圍廣泛,操作流程相對簡單,在對氣體的分離中起到了很好的效果。比如,從天然氣中凈化甲烷或者從一氧化碳的混合氣體中製取一氧化碳等,變壓吸附分離的方法都能很好的對目標氣體進行分離,這種利用特定吸附劑的相對便捷的方法使得其展現的節能效果和經濟效益都十分可觀。
4、化工分離新技術與現實沖突
化工方法的創新發展給這個技術領域的人們都帶來了領域的前景,但是一項技術是否成熟,其最終標志不是它有多優秀、多高端,而是是否能以相對較低的成本進行市場的普及應用。新興的化工分離技術的確在很多化工分離實例方面都展現了他們的優越,但是有的新技術所需要的高成本並不是每個企業都能夠承受的,相對應企業的高成本,產品流通到消費者手上的時候,其中的高價格顧客是否能接受也是一個存在的風險。
在考慮化工分離技術革新的同時,必須要以成本低廉、步驟簡單的思想為前提,若不能達到此要求,即使化工分離技術再優秀,都只能利用在很少的范圍內,不能真正的將這種技術普及於社會,做到促進社會的發展進步。所以,化工分離技術在革新的同時,必須要考慮成本的因素,要在低成本的前提下進行科技創新,把新技術普及應用放在創新的首位,真正做到技術服務於大眾。
三、以活性炭纖維吸附家裝有毒氣體為例闡述化工分離技術新技術的實際利用情況
活性炭是種新型高效吸附材料,與傳統的粒狀活性炭相比,具有吸附能力強、速度快的特點。而且,由於活性炭纖維是粒狀體,不易粉碎而造成不必要的污染,所以對於家裝等污染物質的吸附有很好的效果。在家庭裝修的過程中,由於各種裝修材料的使用,會有各種各樣的有毒金屬氣體的產生,而活性炭纖維(ACF)對金屬離子有很好的吸附效果,可分離出空氣里混合的有毒氣體並進行吸附,凈化空氣。在ACF的吸附過程中,會將高價的金屬離子還原為低價的金屬離子,如Au3+、Ag+、Pt+、Hg2+、Fe3+分別還原成Au、Ag、Pt2+或者Pt、Hg+、Fe2+,而且在大多數的氧化還原反應中,吸附量會大大提高。Au3+和Hg2+的還原吸附量分別為1200―2000mg/g和600―800mg/g。
綜合來看,化工分離技術新技術的研究成果逐漸得到拓展,從原來的單一理論研究逐漸轉變為理論和實踐的有效結合,並在能源、生物、環境等領域進行切實有效的化工分離技術新技術實踐,把理論知識利用到現實生活中,方便相關工作效率的提高,這在更大程度上使得化工分離技術的創新發展逐漸變得成熟。
參考文獻
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10. 膜分離技術
膜分離是在20世紀初出現,20世紀60年代後迅 膜分離睜嘩技術在中葯分離純化、濃縮中的應用速崛起的一門分離新技術。膜分離技術由於兼有分離、濃縮、純化和精製的功能,又有高效、節能數陵、環保、分子級過濾及過濾過程簡單、易於控制等特徵,因此,目前已廣泛應用於食品、醫葯、生物、環保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領域,產生了巨大的經濟效益和社會效益,已成為當今分離科學中最重要的手段之一。
膜是具有選擇性分離功能的材料。利用膜的選擇性分離實現料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離。它與傳統過濾的不同在於,膜可以在分子范圍內進行分離,並且這過程是一種物理過程,不需發生相的變化和添加助劑。膜的孔徑一般為微米級,依據其孔徑的不同(或稱為截留分子量),可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜,根據材料的不同,可分為無機膜和有機膜,無機膜主要還只有微濾級別的膜,主要是陶瓷膜和金屬膜。有悉畢行機膜是由高分子材料做成的,如醋酸纖維素、芳香族聚醯胺、聚醚碸、聚氟聚合物等等。