1. 反渗透设备膜分离过滤技术应用注意事项
反渗透设备膜分离过滤技术应用注意事项
反渗透过滤设备当中有很多技术,其实每个设备的技术针对的工程也是不同的。RO(ReverseOsmosis)反渗透技术是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术,源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究,后来逐渐应用于民用。
RO技术在反渗透超滤设备当中有什么特点呢,RO反渗透膜孔径小至纳米级(1纳米=10-9米),在一定的压力下,H2O分子可以通过RO膜,而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过RO膜,从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。
由于一般性的自来水经过RO膜过滤后的纯水电导率5μs/cm(RO膜过滤后出水电导=进水电导×除盐率,一般进口反渗透膜脱盐率都能达到99%以上,5年内运行能保证97%以上。对出水电导要求比较高的,可以采用2级反渗透,再经过简单的处理,水电导能小于1μs/cm),符合国家实验室三级用水标准。
【反渗透设备出现的问题】
反渗透设备的关键是水厂的一个程序,它拥有的设备,精度和较高的工作压力。系统的运作有直接影响水质,反渗透设备工作是非常重要的。从以下几个方面:
一,运行条件
反渗透设备反渗透膜(RO膜),高压泵和保护反渗透膜过滤器的安全设置。保安过滤器具有过滤孔径5微米过滤器。这些过滤器将过滤掉任何大于5微米的颗粒大小。有上下游的反渗透膜,否则容易反渗透膜表面结垢的保护作用。较常用的半透膜聚酰胺膜,膜型复合膜的体积类型,膜脱盐率可以达到99.5%。反渗透膜是易受水的PH值,余氯,水的温度,因此在水质上运行的反渗透膜的影响,有严格的要求:
PH值:3至10
:
淤泥密度指数值:
水温:
比任何超出范围的指标,有可能渗透膜变形,从而影响水的质量和缩短膜的使用寿命。和不同类型的电影对水质的要求是不同的。调试前由反渗透膜制造商提供的指示确认。
二,运行前的准备工作
作为高压设备的操作运行前为保护设备和仪器仪表和安全方面的原因,反渗透,应该按照操作程序确认并调整好阀门打开,如下:
一个完全开放的安全过滤器进水阀门,打开高压泵进口阀
2,打开高压泵水阀门圈
3,打开RO进水阀圈
4,浓度水管针阀旋转的三倍半
5,完全打开出口阀门,水的生产和浓水出口阀
6,所有取样阀和清洗阀被关闭
7,将显示所有的压力阀打开一个半开放的状态
三,试运行
当确认上述条件得到满足,你可以启动高压泵,并投入试运行。反渗透设备也是一种液-液分离设备,只有当供水压力高于渗透压,水可以通过反渗透膜,从而达到脱盐的效果。这种现象从给水(浓水)压力和渗透压(渗透压半透膜和类型的类型而异)之间的压差(Δp)为驱动力,压差,可以安装在RO入口截止截止阀(阀5),浓水管线压力调节针型阀(阀13)来调节控制。第一RO入口截止阀来调节用水总量(11抄表和流量计12),设计成水。压力调节针型阀(阀13),准确地调节产水和浓水的压力,流量,水的生产时间比设计值,表明供水(厚水)压力太小,即压差值是太小了,针阀将关闭小,以增加浓度的水(水)的压力,直到水的生产等于设计值。
【反渗透纯水机与反渗透技术】
随着人民生活水平的提高,人们不断关注的水质问题,水处理设备,一些专家看到了机会,生产和研发的人需要水净化产品。反渗透纯水机的发明,是利用国外先进技术-反渗透技术。反渗透技术的使用,新的热源水行业。
购买净水机,我们必须清楚地知道什么是真正的反渗透水,它的作用。反渗透水是一套微过滤,吸附,超滤岁带,反渗透,紫外线杀菌,超净化技术,将直接进军超纯水设备。反渗透(RO)膜反渗透装置的核心部件。纯净水是瓶装水的反渗透机冲销制清新,更健康,更安全,它使用范围非常广泛。反渗透技术是当今最先进,最有效的节能膜分离技术。原则是不能对其他物质,这些物质和水为基础的解决方案,通过半透膜的渗透压较高。反渗透膜的膜孔径非常小(只有约10A),能有效地去除水中的溶解盐类,胶体,微生物,有机物,如(去除高达97%-98%)。反渗透水五种类乎判芦型的过滤器的水平,与五个级别,能够进化出绝对纯净水过滤器。通过反渗透净水器,水果和蔬菜的水净化清新,水质纯净,煮饭更香美更漂亮,柔软的衣服,改善亚健康。净水器是最健康的饮用水,安装在机柜下的新鲜过滤,新鲜的饮用水净化机在中国已逐渐成为一种新趋势。净水器以市政自来水为原水,结合各种过滤器和过滤材料,去除有害物质,保持水的生理活性,以确保不仅饮用水,烹调餐汤和厨房水之类的健康和安全。对于消费者而言,只是定期更换过滤器即可。
【水处理设备反渗透技术的应用】
1.纯水制备与反渗透技术的现状
近年来我国的水处理行业特别是纯水制备专业的工艺与设备水取得了长足的进步,进而促进了食品、制药、化工、电力、生活饮用等领域的发展,特别是近年来,反渗透工艺被各行业广泛接受。
该行业迅速发展的主要原因:国家对行业水质标准的完善及提高促使相应行业对提高水质的要求增长较快,市场需求较旺;国外膜产品大量涌入中国市场,加速了国内膜技术的成熟;国民经济高速增长,企业购买力加强;市场不断扩展与生产成本下降形成良性循环;目前反渗透工艺技术的应用发展迅速,技术市场日渐成熟。
2.反渗透技术在各行业中的应用
在国内以反渗透工艺生产纯水的最大市场属电力工业,该行业享受国家优先发展政策,具有雄厚的财力,其工程的数量及规模非其它行业可比,从而使其成为水处理行业的最大用户,火电厂蒸汽锅炉给水处理的反渗透工艺已被广泛接受,并大量采用国产设备,前景良好。制药工业中,国家药典对大输液等规定采用蒸馏法,反渗透技术在片剂、口服液及蒸馏前处理的工艺用水市场已相当可观,近年来酿酒、饮料等食品行业采用纯水勾兑工艺已成趋势,瓶装、桶装饮用纯水生产工艺中已大量采用一级或二级反渗透技术。与家用纯水器及桶瓶装水生产线相比,集团用纯水机的市场空间也很广阔,其发展将对改善企业、机关、学校及公共场所的饮水环境提供更实用的设备。
3.纯水生产设备的现状
纯水生产设备由多种工艺设备组合而成,涉及的基础材料、配件及电机、水泵等基础工业产品很多,其整体设备水平也是国内产品水平的一个缩影,该行业设备目前特点如下:
3.1.以反渗透膜、压力壳、高压泵为代表的国内、外高技术产品得到广泛应用,市场的竞争主要不仅发生在国外产品之间,也发生在国内公司之间。
3.2.超滤、电渗析、精滤、微滤等为代表的主要国产配套设备以其性能、质量及价格等优势,稳定地占据了绝大部分国内市场,这充分显示了我国长期科技投入及相关企业不懈努力在发展民族工业进程中的巨大作用。
3.3.成套设备中反渗透膜等的主设备整体质量与效率普遍提高。
3.4.国产成套设备中重视主要脱盐设备而忽视预处理的现象较为普遍,此现象也极大的降低了设备的整体设计及运行水平,影响了整体设备的投资效益。
3.5.国内水处理设备制造厂商在中低档水平设备市场中竞争激烈。
4.我国纯水设备发展
1)大力扶植内资反渗透膜组件生产企业,使我国膜组件生产在国际市场中占有一席之地。吸引国际大型反渗透膜生产企业在境内建厂,全面促进该行业发展。
2)纯水生产及整个水处理行业的发展给与其配套的国内中小型工业、商业企业提供了良好的商机。相关企业应及时生产或引进行业配套的高水平材料、配件,以求与水处理行业同步发展。
3)成套设备生产企业应进一步提高工艺设计水平,提高设备的生产、安装水平,进而提高设备投资效益、降低能耗、提高原水利用率。具备条件的企业应瞄准国际先进水平,提高国际竞争力,以带动全行业的发展。
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2. 膜分离设备的前景如何
膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时,实现选择性分离的技术,在饮用水净化、工业用水处理,食品、饮料用水净化、除菌,生物活性物质回收、精制等方面得到广泛应用,并迅速推广到纺织、化工、电力、食品、冶金、石油、机械、生物、制药、发酵等各个领域。分离膜因其独特的结构和性能,在环境保护和水资源再生方面异军突起,在环境工程,特别是废水处理和中水回用方面有着广泛的应用前景。 膜在大自然中,特别是在生物体内是广泛存在的,首先出现的是超滤膜和微孔过滤,然后才出现反渗透。
1748年Abble Nelkt发现水能自然地扩散到装有酒精溶液的猪膀胱内,首次揭示了膜分离现象,但是直到本世纪60年代中期,膜分离技术才应用在工业上。
1861年Schmidt首先提出超过滤的概念,他指出,当溶液用比滤纸孔径更小的棉胶膜或赛璐玢膜过滤时,如果对接触膜的溶液施加压力并使膜两侧产生压力差,那么它可以过滤分离溶液中如细菌、蛋白质、胶体那样的微小粒子,这种过滤精度要比通常的滤纸过滤高的多,因此称这种膜过滤法为超过滤。
在截留分子量级重要概念提出后,关于截留各种不同分子量的超过滤膜,是Machaelis等用各种比例的酸性和碱性高分子电解质混合物,以水-丙酮-溴化钠为溶剂首先制成的。此后,一些国家又相继用各种高分子材料研制了具有不同用途的超过滤膜,并由美国Amicon公司首先进行了商品化生产。将各种形状的大面积的超过滤膜放在耐压装置中的膜组件中,随着反渗透组件的研制而发展起来的。
几种主要膜技术发展近况大致如下:
微滤在20世纪30年代硝酸纤维素微滤膜商品化,60年代主要开发新品种。虽然早在100多年前已在实验室制造微孔滤膜,但是直到1918年才由Zsigmondy提出商品微孔过滤膜的制造法,并报道了在分离和富集微生物、微粒方面的应用。1925年在德国建立世界上第一个微孔滤膜公司“Sartorius”,专门经销和生产微孔滤膜。第二次世界大战后,美国对微孔滤膜的制造技术和应用技术进行了广泛的研究研究微孔滤膜主要是发展新品种,扩大应用范围。使用温度在-100~260℃。
超滤从20世纪70年代进入工业化应用后发展迅速,已成为应用领域最广的技术。日本开发出孔径为5~50nm的陶瓷超滤膜,截留分子量为2万,并开发成功直径为1~2mm,壁厚200~400um的陶瓷中空纤维超滤膜,特别适合于生物制品的分离提纯。
离子交换膜和电渗析技术主要用于苦咸水脱盐,引起氯碱工业的深刻变化。离子膜法比传统的隔膜法节约总能耗30%,节约投资20%。90年世界上已有34个国家近140套离子膜电解装置投产,到2000年全世界将1/3氯碱生产转向膜法。
20世纪60年代Loeb与Sourirajan发明了第一代高性能的非对称性醋酸纤维素膜,把反渗透首次用于海波及苦咸水淡化。70年代开发成功高效芳香聚酰胺中空纤维反渗透膜,使RO膜性能进一步提高。90年代出现低压反渗透复合膜,为第三代RO膜,膜性能大幅度提高,为RO技术发展开辟了广阔的前景。超纯水制造、锅炉水软化,食品、医药的浓缩,城市污水处理,化工废液中有用物质回收。
1979年Monsanto公司用于H2/N2分离的Prism系统的建立,将气体分离推向工业化应用。1985年Dow化学公司向市场提供以富N2为目的空气分离器“Generon”气体分离用于石油、化工、天然气生产等领域,大大提高了过程的经济效益。
20世纪80年代后期进入工业应用的膜分离技术是用渗透汽化进行醇类等恒沸物脱水,由于该过程的能耗仅为恒沸精馏的1/3~1/2,且不使用苯等挟带剂,在取代恒沸精馏及其它脱水技术上具有很大的经济优势。德国GFT公司是率先开发成功唯一商品GFT膜的公司。90年代初向巴西、德、法、美、英等国出售了100多套生产装置,其中最大的为年产4万吨无水乙醇的工业装置,建于法国。除此之外,用PV法进行水中少量有机物脱除及某些有机/有机混合物分离,例如水中微量含氯有机物分离,MTBE/甲醇分离,我国膜科学技术的发展是从1958年研究离子交换膜开始的。60年代进入开创阶段。1965年着手反渗透的探索,1967年开始的全国海水淡化会战,大大促进了我国膜科技的发展。70年代进入开发阶段。这时期,微滤、电渗析、反渗透和超滤等各种膜和组器件都相继研究开发出来,80年代跨入了推广应用阶段。80年代又是气体分离和其他新膜开发阶段。 随着我国膜科学技术的发展,相应的学术、技术团体也相继成立。她们的成立为规范膜行业的标准、促进膜行业的发展起着举足轻重的作用。半个世纪以来,膜分离完成了从实验室到大规模工业应用的转变,成为一项高效节能的新型分离技术。1925年以来,差不多每十年就有一项新的膜过程在工业上得到应用。
由于膜分离技术本身具有的优越性能,产业界和科技界把膜过程视为二十一世纪工业技术改造中的一项极为重要的新技术。曾有专家指出:谁掌握了膜技术谁就掌握了化学工业的明天。
80年代以来我国膜技术跨入应用阶段,同时也是新膜过程的开发阶段。在这一时期,膜技术在食品加工、海水淡化、纯水、超纯水制备、医药、生物、环保等领域得到了较大规模的开发和应用。并且,在这一时期,国家重点科技攻关项目和自然科学基金中也都有了膜的课题。
为众多的企业带来了较为显着的经济效益、社会效益和环境效益。
3. 不同膜分离技术存在哪些不同的原理
在生物化工过程中常用的膜分离技术有微滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(RO)、纳滤(NF)、电渗析(ED)、液膜(LM)等。
微滤
微滤是以多孔细小的薄膜作为过滤的介质,以筛分原理为根据的薄膜过滤。在压力作为推动力的作用下,溶剂、水、盐类及大分子物质均能透过薄膜,而微细颗粒和超大分子等颗粒直径大于膜孔径的物质均被滞留下来,以达到分离的目的,进一步使溶液净化。微滤是目前膜分离技术中应用最广且经济价值最大的技术,主要应用于生物化工中的制药行业。
超滤
超滤是根据筛分原理,以一定的压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的操作。同微滤过程相比,超滤过程受膜表面孔的化学性质影响较大,在一定的压力差下溶剂或小分子量的物质可以透过膜孔,而大分子物质及微细颗粒却被截留,以达到分离目的。超滤膜通常为不对称膜,膜孔径的大小和膜表面的性质分别起着不同的截留作用。超滤主要应用于浓缩大分子溶液的净化等.在生物化工过程中应用最广。
反渗透
反渗透过程主要是根据溶液的溶解、扩散原理,以压力差为推动力的膜分离过程。它与自然的渗透过程刚好相反。渗透和反渗透均是通过半透膜来完成的。在浓溶液一侧,当施加压力高于自然渗透压力时,就会迫使溶液中溶剂反向透过膜层,流向稀溶液一侧,从而达到分离提纯的目的。反渗透过程主要应用于低分子量组分的浓缩,如氨基酸浓缩(甘氨酸HGB
3075—79)、乙醇浓缩(GB 679-65)等。其渗透压的大小与膜的种类无关,而与溶液的性质有关。
纳滤
纳滤也是根据吸附、扩散原理,以压力差为推动力的膜分离过程。它除了有本身的工作原理外,还具有反渗透和超滤的工作原理。纳滤又可以称为低压反渗透,是一种新型的膜分离技术,这种膜过程,拓宽了液相膜分离的应用,分离性能介于超滤和反渗透之间,其截断分子量约为200~2000。纳米膜属于复合膜,允许一些无机盐和某些溶剂透过膜。纳滤过程所需压力比反渗透低得多,具有节约动力的优点。它能截断易透过超滤膜的那部分溶质,同时又可能被反渗透膜所截断的溶质透过,其特有功能是反渗透和超滤无法取代的。纳滤膜具有良好的热稳定性、pH
稳定性和对有机溶剂的稳定性,因此现已广泛应用于各个工业领域,尤其是医药、生物化工行业的分离提纯过程。纳滤膜是现今最先进的膜分离技术。微滤、超滤、反渗透、纳滤4种分离技术没有太明显的分界线,均是以压力作为推动力,被截断的溶质的直径大小在某些范围内相互重叠。
电渗析
电渗析是以电位差为推动力,在直流电作用下利用离子交换膜的选择透过性,把电解质从溶液中分离出来,从而实现溶液的淡化、精制或纯化目的。
液膜
液膜是悬浮在液体中的一层乳液微粒,形成液相膜。依据溶解、扩散原理,通过这层液相膜可以将两个组成不同而又互溶的溶液分开,并通过渗透的现象起到分离、提纯的效果,它克服了固体膜存在的选择性低和通量小的特点。液膜一般由溶剂、表面活性剂和添加剂构成。
4. 用膜分离技术如何处理重金属废水
膜分离技术使用一种特殊的半透膜,在外界压力作用下,不改变溶液化学形使溶液中一种溶质货溶剂渗透出来,从而达到分离的目的。根据膜的不同,可以分为电渗析、反渗析、液膜、超滤等。目前反渗透和超滤膜在电镀废水中已广泛应用。
液膜分离技术是将萃取和膜过程结合的一种高效分离技术,萃取与反萃取同时进行,是分离和浓缩金属离子的有效方法。其中支撑液膜在处理重金属废水,提取稀有、贵重金属离子,如提取铂、镓、铟等[1,2]方面具有低耗能、低成本等、效率高等特点,具有广阔的应用前景。将膜技术与其他技术工艺有机结合起来处理重金属废水将是未来发展方向。某蓄电池材料有限公司主要从事废旧铅酸蓄电池的回收和铅基合金、电解铅的生产,其废水处理系统采用混凝沉淀/膜处理组合工艺,进一步确保出水水质达标。半年多的实际运行表明,该工艺运行稳定,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级排放标准,并实现了回用(回用率)70%)
5. 化学工程与工艺专业就业前景如何
化学工程与工艺专业的就业前景广阔,毕业生能在化工、炼油、冶金、能源、轻工、医药、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作。
化学工业是一个极富创造性、挑战性的重要工业领域,它具有技术密集、人才密集、资本密集的特征,特别是二十一世纪的化学工业在向“绿色化工”方向发展的同时。
研究方向
1、化工分离工程
主要从事新型分离技术(膜分离技术、超临界流体技术、微波萃取技术、超声提取、反应精馏等)的工艺与设备、传统化工分离技术的改进、分离技术的耦合等方面的研究。目前在天然植物有效成分的提取与分离、中药有效成分的提取与分离、膜分离工艺与设备等方面形成特色研究方向。
2、绿色化学工艺
主要从事绿色反应过程(洁净高效的新型反应和分离技术、新型催化剂、新型反应器等)、环境友好型新分子和新材料、反应与分离集成技术的研究开发,新型溶剂及助剂的研究开发,以及绿色化学工艺起始原料性质和产物性质的研究。
3、化工新材料
该研究方向属于多学科交叉领域,主要从事新型能源化工材料以及新型化工分离材料的研究和开发。目前已在多孔无机有机和复合相变储能材料、吸附材料、净化材料、无机粉体、纳米复合材料、生物医药材料等的设计、制备、表征和应用等方面开展了研究。
6. 物化法处理精细化工污水
物化法处理精细化工污水具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。
一 废水的来源
“精细化工”一词首先来源于日本,70年代,日本把凡生产具有专门功能,研究开发制造及应用技术密集度高,配方技术能左右产品性能,附加价值高,收益大,小批量,多品种的化工产品,称为精细化学品,生产精细化学品的工业,称为精细化学工业,简称精细化工。我国化工界得到多数人公认的定义是:凡能增进或赋予一种(类)产品以特定的功能,或本身拥有特定功能的小批量,高纯度的化学品,称为精细化工品。精细化工的全称是“精细化学工程”,属化学工程学科范畴。
精细化工产品的种类繁多,所包括的范围很广,如医药,农药,染料,颜料,各种中间体,涂料,香料和香精,化妆品,盥洗卫生用品,合成洗涤剂,表面活性剂,印刷油墨等。精细化工厂排出的废水主要来源于以下几类:
1.工艺废水
工艺废水是指生产过程中生成的浓废水(如蒸馏残液、结晶母液、过滤母液等),一般来说有的有机污染物含量较多,有的含盐浓度较高,有的还有毒性。不易生物降解,对水体污染较重。
2.洗涤废水
洗涤废水包括一些产品或中间产物的精制过程中的洗涤水,间歇反应时反应设备的洗涤用水。这类废水的特点是污染物浓度较低,但水量较大,因此污染物的排放总量也较大。
3.地面冲洗水
地面冲培卜洗水中主要含有散落在地面上的溶剂、原料、中间体和生产成品。这部分废水的水质水量往往与管理水平有很大关系。当管理较差时.地而冲洗水的水量较大.且水质也较差,污染物总量会在整个废水系统中占有相当的比例。
4.冷却水
却水一般均是从冷凝器或反应釜夹套中放出的冷却水。只要设备完好没有渗漏,冷却水的水质一般都较好,应尽量设法冷却后回用,不宜直接排放。直接排放一方面是资源浪费,另外也会引起热污染。一般来说,冷却水回用后,总是有一部分要排放出去的,这部分冷却水与其他废水混合后,会增加处理废水的体积。
5 .跑、冒、滴、漏及意外事故造成的污染
操作的失误或设备的泄漏会使原料、中间产物或产品外溢而造成污染,因此,在对废水治理的统筹考虑中,应当有事故的应急措施。
6 .二次污染废水
二次污染废水一般来自于废水或废气处理过程中可能形成的新的废水污染源,如预处理过程中从污泥脱水系统中分离出来的废水、从废气处理吸收塔中排出的废水。
7.工厂内的生活污水
二 精细化工废水的特点
1 原料以石化制品、煤加工副产品合成或植物提取、合成等。产品繁多, 工艺复杂;
2 过程使用大量有毒有害化工原料,如卤素化合物、硝基化合物, 苯、苯酚、萘以及衍生物, 具有较强刺激性气味;
3 过程副反应多, 产生的废水组分复杂;
4 中含有大量有机物(CODcr 常达几万mg/L)、色度高, 含盐高、pH极端、难生化降解;
5 高氨氮或含氮化合物;缺乏营养元素磷:
6 是目前最难处理的工业废水之一, 必须加强清洁生产和减排措施, 才能达到有效的污染控制;
三 精细化工工业废旅运水的治理原则
大部分精细化工废水均属于高难度废水范围(B:C小于0.3)。精细化工高难度工业废水其主要处理内容只有两个,其一是可溶物质,其二是不可溶配镇穗物质,归纳这两大类物质的去除手段为两个基本原则:其一,利用地球引力进行固液分离;其二,运用自然界中微生物将其降解为二氧化碳和水及剩余污泥。
对于可溶性有机物中难降解性的有毒有害溶剂去除可采用:吸附法,渗透法,吹脱发,高温氧化法,化学凝聚法,复合氧化法,膜分离法,技术关键在于将不可生化降解物质转化为可生化降解物质,在运用高温复合氧化和微捕技术,水与溶剂的分离技术,高盐去除的水中结晶技术等脱除。
针对具体的废水处理,其技术手段有多种形式:物理法,化学法,生物法,电化学法,复合法等。高级氧化是废水可生化转化的关键技术,包括高温催化氧化,光辐射氧化,气体氧化,电解等,这些都是非常有用的技术手段。我们可以根据不同水样的分析,针对不同内容,不同处理要求,技术性及经济性指标制定出不同处理工艺。
四 精细化工废水物化处理技术应用
精精细化工废水含有许多有毒有害难降解的有同物,比值较低, 直接采用生化法处理这类废
1 混凝处理
在众多物化法处理工艺中,混凝处理具有工艺简便、运行费用低廉等优点,特别是在脱除有色污染物时更是优先采用。由于目前常见的混凝剂只有少数几种对染料脱色效果好,而且产生的大量化学污泥还没有出路,所以近几年研究方向在于研制适用范围广、脱色能力强、同时对有机物也有较好去除效果的多功能高效混凝剂,并研究开辟污泥综合利用途径。一般认为,起脱色作用的主要是混凝产生的胶体物质和微小絮体的吸附作用,这对水溶性染料的去除非常重要;同时,通过架桥、电中和作用,生成的絮体也载带微细悬浮物。混凝剂的配方设计目标就是改善上述两方面的作用,并按印染废水的差异,设计成通用型和对某几种染料特别有效的专用型,成为系列产品。
1.1 FC系列
FC系列混凝剂对活性染料、分散染料、直接染料和硫化染料废水的脱色率达85%~95%,通常用量为200~300ppm,Fe对COD和PVA也有一定的去除效果。当投药量为300PPm时,实验所得的COD去除率为38%,PVA去除率为67.4%。
1.2 XP系列
XP系列混凝剂也有较广的适用性,实验表明,它对由13类染料构成的印染废水均有效,COD一次去除率平均为78.6%。
1.3 PFS一MS高效混凝技术
PFS是一种无机高分子絮凝剂,MZ是一种新研制的助凝剂,即新技术关键助剂,其特殊的助凝作用在于改变了某些染料的水溶性环境,打破了某些染料的亲水基,破坏了某些染料的双键结构,对某些燃料及可溶性有机物起吸附和氧化作用,同时起架桥作用。当PFS和MZ混合时,即形成以配位键结合的具有极限高电荷和极限高分子型的纯 无机高聚合体的复盐。PFS一MZ共同使用时,其凝聚效果和处理效果优于市场常用的无机混凝剂,降低PFS的投加量,可起到低耗高效的处理效果。PFS一MZ的工艺技术主要优点是工艺流程短、处理效果好、运行成本低、基建投资低,其主要构筑物可合为一体,操作管理简单。技术特点是由混合、絮凝、沉淀、回流4个步骤完成处理的全过程。
1.4 NE凝聚剂在废水处理中的应用
新型NE凝聚剂是一种无机凝聚剂,它主要是由含铁、镁、铝等元素化合物组成的复合物。其特征是高效、价廉、污泥沉降速度快。使用该凝聚剂对印染废水和炼钢除尘废 水进行处理,具有良好效果。NE凝聚剂和高效凝聚剂TS(代号)的处理效果比较如下:
(1)COD的去除 NE凝聚剂的去除率普遍高于TS,使用NE的CODcr去除率一般在75%-85%,而使用TS时一般在60%左右,有些即使在使用量相同的情况下,使用NE的CODcr去除率也比TS高40%左右。
(2)脱色率 使用NE的脱色率都高于TS,使用NE的脱色率一般在95%~100%,而TS的脱色率对一部分废水的处理可达95%~100%,但对另一部分废水则为50%~75%。
(3)凝聚剂的使用量及成本 相对而言,NE使用量对COD去处率的影响小于TS,在使用量相同的情况下,药剂费低一倍左右。
(4)沉降速率 NE的沉降性能优于TS,在实验中发现,使用NE经凝聚10min左右大部分凝聚物已沉降。
(5)NE的使用性 尤其适用于碱度高的废水,退浆、煮炼和染色是污染较严重的工段,而且碱度高,可采用NE进行处理。
1.5综合利用混凝产生的化学污泥
将其与其它化工原料以一定配比制成建筑材料,如地面砖、贴面砖等。用XP系列混凝剂产生的化学污泥以25%的比例与其它材料搭配制成的贴面砖具有良好的机械性能,其强度优于普通白瓷砖,溶出实验结果符合要求,完全可以用于一般用途,而且价格低于白瓷砖。
2电凝聚法处理精细化工行业废水
电凝聚浮上法的基本原理是将需处理的废水作为电解质溶液,在直流电源的作用下发生电化学反应。在阳极上发生氧化反应,使有机物分解氧化成无害成分;在阴极上发生还原反 应,使氧化型色素还原成无色。常规电凝聚法是根据实验获得的电凝聚槽电压与电极上电流密度的关系,然后决定电凝聚槽的总电压,通常这个槽电压小于安全电压36V。但要满足废水处理时电极上的电流密度达 到一定的处理效果,总电流密度就很大,一般在1000-3000安培之间,因而废水处理单位电能消耗较大。
随着电子技术的迅速发展,将可控硅脉冲电路应用到电凝聚的整流设备中,并对电凝聚槽进行优化设计。通过反复实验研究和生产性运转证明,采用较高的槽电压可以大大降 低 总电流强度和减少电解历时,从而提高电流效率,降低电耗和铁耗。脉冲作用可以使极板表面减少沉淀物,保持高的电流效率。高压脉冲电凝聚法就是基于这一原理发展起来的一种废水处理新方法,对废水脱色处理效果尤其明显。其特性如下:
(l)高压脉冲电凝聚浮上法处理工艺对色度的去除率高达90%~95%,出水清澈,适用范围广。
(2)与常规电凝聚法比较,电耗、铁耗大大降低,运行费用降低。
(3)该工艺运转灵活,适应性强,无论生产加工何种产品,均能取得较好的处理效果。该工艺尤其适用于中小型纺织印染加工企业和乡镇企业,有广阔的推广应用前景。
(4)污泥采用离心脱水,经脱水后污泥含水率为70%左右,可直接装袋运出制砖,无二次污染。
(5)废水经该工艺处理可回用,具有良好的环境和经济效益。对染料的电化学性能研究表明,各类染料在电解处理时,其CODcr去除率的大小顺序为:硫化染料、还原染料>酸性染料、活性染料>中性染料、直接染料>阳离子染料。除阳离子染料外,各类染料的脱色率均在90%以上,且脱色率高低与CODcr去除率一致。
总之,电解法具有投资省、占地少、处理效果好、机械化程度高等优点。目前该方法已有定型设备,并已投人实用。
3 铁屑微电解法处理精细化工行业废水
铁屑微电解机理 以铁屑微电解法为主要处理工艺处理废水, 在技术和经济上都是可行的, 具有工艺可靠、投资少、运行费用低、操作管理简便等优点。当将含碳铸铁屑和惰性焦炭颗 粒浸于具有传导性的电解质溶液中时, 就形成无数个微小的原电池, 在其作用空间形成一个电场, 在电位较低的铁阳极上, 铁失去电子生成Fe2+, 进人溶液中, 使电子流向碳阴极, 在阴离子附近, 溶液中的溶解氧吸收电子生成OH-, 在偏酸性溶液中, 阴极产生的新生态[H], 进而生成氢气逸出。其电极反应
如下
阳极:Fe — 2e →Fe2+ Eo (Fe2+ / Fe)=0.44V
阴极: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
从上述反应式可知, 由于Fe2+的不断生成,能有效地克服阳极的极化作用, 从而促进铁的电化学腐蚀, 使大量的Fe2+进人溶液, 形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂, 能有 效去除染色废水中的染料胶体微粒和杂质。在偏酸性溶液中, 电极反应所产生的新生态 [H],能与溶液中的许多组分发生氧化一还原反应, 可破坏染色废水中染料分子的发色基 团, 达到脱色的目的。因此, 可以认为铁屑微电解处理染色废水的机理是通过氧化一还原吸附絮凝等综合作用的结果。通常条件为铁屑微电解柱进水pH为4~6, 中和沉淀pH为7~8;染色废水在铁屑微电解柱HRT=30min, 沉淀槽沉淀时间为60min,砂滤柱HRT=30min.
以铁屑微电解法为主要处理工艺处理废水, 在技术和经济上都是可行的, 具有工艺可靠、投资少、运行费用低、操作管理简便等优点。
4 电化学法——自凝一静电混凝法处理精细化工废水
4.1 自凝效应
废水中的各污染物质在混合以后, 由于胶体污染颗粒表面反应自由能的降低, 会在废水处理体系中自行从分散状态变为聚集状态, 产生自凝效应。适当调节废水的pH值会促成这一作用, 对使用染料品种比较单一的印染废水, 在间断投加少量混凝剂的情况下, 也可促进自凝作用。
4.2静电混凝
处于分散状态的废水中的污染颗粒, 当进人一种粒状材料空隙间的同号静电场以后, 由于静电场对胶粒的吸引和对胶粒漫散层电荷的压缩, 产生强制电中和作用, 进而由于表面能 的释放而聚沉, 于是被粒状材料所构成的滤床所截留。
由于静电处理是利用电扬对胶粒的聚沉作用,没有电子得失, 故电耗甚微, 可以忽略不计。
5 沉淀一气浮法处理精细化工废水
目前, 国内外处理精细化工废水的物化法大多采用沉淀法、气浮法或上述方法的相互组合以及开发的新技术。主要方法有组合式沉淀法、气浮加组合沉淀法和CS系列双汲气浮加沉淀法。
气浮分离的速度决定于颗粒和液体密度的大小, 气浮处理工业废水, 具有投资省、占地少、分离速度快、处理效果好等优点
6 吸附法对精细化工废水进行深度处理
6.1吸附剂的研究与应用
6.1.1活性炭吸附剂
实践证明, 颗粒活性炭对各种染料的吸附去除能力顺序为碱性>酸性>直接>硫化染料。活性炭对分子量在400左右的染料分子脱色效果最为理想, 对分子量小的染料吸附也较好, 而对疏水性染料脱色效果较差。
6.1.2 矿物吸附剂
(1) Imamura将高岭土、大理石粉末、熔岩粉末按1:1:1混合, 锻烧得到的脱色剂可以较好地去Imamura除废水中的染料成分和色度。
(2) Okada:水铝英石(allopane)的胶态土可用于印染废水。
(3) 活性白土对苯系偶氮分散染料有很好的脱色效应。
(4)斜发沸石用酸、碱处理后再活化可有效地去除废水中的染料成分, 脱色率99.7%。
(5)麦饭石对染料的吸附效率高, 具有良好的脱色率和CODcr去除率, 我国麦饭石资源丰富,开辟此技术前景广阔。
(6)利用凹凸棒石粉作吸附剂去除印染废水色度。
(7)利用镁型吸附MgO、Al2O3、粘土活性一MgO—粘土处理印染废水。
(8)利用活化硅藻土(Al2O3和Fe2O3为主)进行印染废水深度脱色。
(9)SiO2吸附去除碱性染料是一种经济、高效的处理工艺。
(10)天然蒙脱土处理含酸性阳离子染料废水, 脱色率可达90%以上, CODcr去除率高达96.9%
6.1.3煤及煤渣吸附剂
实验证明, 具有最好脱色效果的是粒径80%,色度>70%。活化煤处理印染废水具有投资低、占地少、操作简便、便于管理、处理效果稳定等优点。
6.1.4天然废料吸附剂
木炭、稻壳、玉米棒、甘蔗渣、泥炭、锯屑等都是天然的吸附剂。
6.1.5离子交换树脂吸附剂
近年来, 针对水溶性离子型染料废水脱色困难这一问题, 进行了利用磺化煤和改性纤维素离子交换树脂进行脱色的研究。此外, 国外利用特殊纤维和特别加工制成的聚酞胺纤维, 活性炭纤维的脱色技术也有很多的研究。
6.2吸附法的组合新工艺
6.2.1活性炭填充电极电解法
此工艺具有以下特点处理效果好, 无二次污染脱色效果好, 不投加其它脱色氧化剂, 脱色效果达以上活性炭不需再生处理设备制造简单适用范围广。
6.2.2腐蚀电极法
腐蚀电极法处理废水具有多种机制, 以电化学为主, 兼有还原降解、吸附和混凝作用。此法具有以废治废、节约资源、投资省和运行费用低等特点。该工艺流程简单、占地少、便于上马、操作管理简单, 尤其适用于中小型纺织印染厂的废水治理。
,
6.2.3吸附一化学凝聚法
利用烟道灰吸附一化学凝聚法处理毛纺织厂印染废水。也可采用化学凝聚一半煤渣吸附法处理棉纺印染废水。
实践证明, 开发廉价、高效和新型的吸附材料和研究吸附法的优化组合工艺流程是废水脱色和深度处理的一条新途径。
7 膜分离法处理精细化工废水
7.1 动态膜
经过研究, 认为从处理效果和经济上讲ZRO,PAA动态膜是可行的, 并进行实际的全封闭循环,表明膜的稳定性、流量及截流率是令人满意的水洗后的废水经过反渗透之后, 其渗透水及化学物质的再利用率可达88%~96%, 其余的也达到废水的排放标准。
对剩余废液及反渗透浓缩物的有效再利用也是完全可行的, 实现这一目的的有效手段是通过实验确定助剂及染料的补加量, 这样无疑会大大提高废染液的利用率, 最终实现无废水排放的全循环过程。而操作压力高、能耗大是动态反渗透膜的不足。
7.2纤维素类膜
维生素类膜(CA)的选择性随膜表面与各种染料互变异构体的相互作用而发生巨大变化, 然而由于膜材料本身在耐pH、耐温等方面的不足,正逐步被新的膜材料所淘汰。
CTA反渗透膜解决了染色废水用于水的再循环, CTA在耐pH值、耐压、耐温等方面都优于CA, 但反渗透所需的高压操作仍是它的不足。
7.3 聚矾超滤膜
聚矾超滤膜由于其良好的物化稳定性成为目前最富竞争力的超滤膜之一, pH使用范围是1~18, 最高允许温度120℃ , 同时具有良好的抗氧化、耐氯等性能。
7.4荷电超滤膜和疏松反渗透膜
7.4.1 简介
荷电超滤膜或疏松反渗透膜是用来描述分离性能介于反渗透和超滤之间的一种膜。荷电超滤膜是以其化学结构含有荷电基团而定义的疏松反渗透膜是以其物理结构而命 名他们往往指的是一种膜, 对一价盐如NaCl的截留只有20%~30%而对于500~2000分子量的物质应具有较高的分离率, 同时保持高的水通量。此外, 荷电超滤保持了超滤低压的特点, 该膜在耐pH值、耐压密、耐污染、耐温等方面都比较突出。一般染料的分子量正好在这种膜的截流范围, 特别是离子性染料, 由于膜上固定离子的作用, 其分离性能是中性膜难以比拟的。
7.4.2 制取
利用化学方法改性聚矾, 然后制成基膜, 进一步将亲水性的复合层与基膜进行化学反应, 然后在亲水性的溶剂里进行交联制成复合膜, 这样复合层与基膜不仅不出现剥离现象, 而且表现出耐溶剂、耐压密、耐酸碱, 最高使用温度70℃
7.4.3 结论
荷电超滤膜由于其特殊的截留分子量范围, 同时具有高流量低压操作的特点, 将是未来处理印染废水中最具有竞争力的膜材料。此外, 该膜具有耐压密、耐酸碱、耐污染等特点, 如果再配以计算机辅助配色等手段, 将会使印染废水得到最大的回收和再利用, 而且还符合排放标准。
8 化学处理方法
8.1 化学氧化
(1)氧化脱色, 适宜的催化剂可提高O3氧化的脱色率。催化率包括以活性炭为骨架的MnO2催化剂和以ZnSO4为催化剂。
(2) H2O2氧化脱色。
(3)Fenton试剂脱色技术。
(4) ClO2氧化脱色。
8.2化学还原
还原剂主要是铁屑。
9 离子对萃取法
9.1萃取机理
在酸性条件下, 长链胺与含有磺酸基团的染料分子反应形成疏水的离子对蓄积在有机相中, 如过量的胺相中, 从而与水相分离。相分离可借助于惰性非极性溶剂, 优先的是碳氢化合物。合适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
萃取法操作时, 先将废水调节到合适的pH值,然后混以胺和非极性惰性溶剂, 再予以振荡。废水的pH值处理到, 一状态时脱色就基本完成了。有机相的回收如果有机相中含有活性染料, 惰性溶剂可以通过蒸馏加以回收, 而且如果调节得当, 胺还可以回用, 在这种情况下, 蒸馏残渣必须按照特殊废品法规加以处理, 而有机相则可以选择通过直接焚烧处理掉。
对含有NaOH水溶液的胺与溶剂的混合物则进行再提取。
对有金属络合染料存在的情况下, 用水溶液处理胺、溶剂和染料的混合物是非常巧妙的解决方法, 这样染料进人到水相中, 并以溶液的形式重新在染色工厂得到应用, 胺与溶剂的混合物在返回到脱色循环中去。
物理化学法作为重要的污水处理方法正在精细化工行业环境保护中起着越来越重要的作用, 许多新方法也在不断的涌现, 它们为我国的环境保护和精细化工行业发展起到了很大的促进作用。
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7. 膜分离技术有哪些优点及不足
膜分离技术的优点:
1、在常温下进行:有效成分损失极少,特别适用于热敏性物质,如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩;
2、无相态变化:保持原有的风味,能耗极低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8;
3、无化学变化:典型的物理分离过程,不用化学试剂和添加剂,产品不受污染;
4、选择性好:可在分子级内进行物质分离,具有普遍滤材无法取代的卓越性能;
5、适应性强:处理规模可大可小,可以连续也可以间隙进行,工艺简单,操作方便,易于自动化;
6、能耗低:只需电能驱动,能耗极低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8。
缺点:
1、膜技术虽然浓缩成本低,但不能将产品浓缩成干物质;
2、膜技术虽然具有选择过滤性,但是同分异构体就无法实现分离。
膜分离技术,是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时,实现选择性分离的技术。由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征,因此,已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域,产生了巨大的经济效益和社会效益,已成为当今分离科学中最重要的手段之一。
应用领域:
1、微滤
具体涉及领域主要有:医药工业、食品工业(明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等。
2、超滤
早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来,随着超滤技术的发展,如今超滤技术已经涉及食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。
3、纳滤
纳滤的主要应用领域涉及:食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保工业等。
4、反渗透
由于反渗透分离技术的先进、高效和节能的特点,在国民经济各个部门都得到了广泛的应用,主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩,主要应用领域包括以下:食品工业、牛奶工业、饮料工业、植物(农产品)深加工、生物医药、生物发酵、制备饮用水、纯水、超纯水、海水、苦咸水淡化、电力、电子、半导体工业用水、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水、食品饮料工业、化工及其它工业的工艺用水、锅炉用水、洗涤用水及冷却用水。
5、其他
除了以上四种常用的膜分离过程,另外还有渗析、控制释放、膜传感器、膜法气体分离、液膜分离法等。
8. 膜分离技术有哪些优点及不足
膜是具有选择性分离功能的材料,利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于,膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。
膜的孔径一般为微米级,依据其孔径的不同(或称为截留分子量),可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜,根据材料的不同,可分为无机膜和有机膜,无机膜主要是陶瓷膜和金属膜,其过滤精度较低,选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的,如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。
微滤(MF)又称微孔过滤,它属于精密过滤,其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类,有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征,微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物,以达到净化、分离、浓缩的目的。
对于微滤而言,膜的截留特性是以膜的孔径来表征,通常孔径范围在0.1~1微米,故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。
超滤(UF)
是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程,膜孔径在0.05um至1nm之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术,超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当水流过膜表面时,只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过,达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。
对于超滤而言,膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征,通常截留分子量范围在1000~300000,故超滤膜能对大分子有机物(如蛋白质、细菌)、胶体、悬浮固体等进行分离,广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。
纳滤(NF)
是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术, 其截留分子量在80~1000的范围内,孔径为几纳米,因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性,其在制药、生物化工、 食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。
对于纳滤而言,膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征,通常截留率范围在60~90%,相应截留分子量范围在100~1000,故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离,实现脱盐与浓缩的同时进行。
反渗透(RO)
是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质或小分子物质的选择透过性,以膜两侧静压为推动力,而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分,因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点 ,而成为海水和苦咸水淡化,以及纯水制备的最节能、最简便的技术.已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。反渗透技术已成为现代工业中首选的水处理技术。
反渗透的截留对象是所有的离子,仅让水透过膜,对NaCl的截留率在98%以上,出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质,也即能截留所有的离子,在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛,如垃圾渗滤液的处理。
膜分离技术的优点归纳有以下几点:
(1)在常温下进行
有效成分损失极少,特别适用于热敏性物质,如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩
(2)无相态变化
保持原有的风味,能耗极低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8
(3)无化学变化
典型的物理分离过程,不用化学试剂和添加剂,产品不受污染
(4)选择性好
可在分子级内进行物质分离,具有普遍滤材无法取代的卓越性能
(5)适应性强
处理规模可大可小,可以连续也可以间隙进行,工艺简单,操作方便,易于自动化
(6)能耗低
只需电能驱动,能耗极低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8
缺点:
所有的技术都不是万能的,并不是任何场合都适合采用膜技术,也不是采用单一膜技术就能解决所有问题,比如膜技术虽然浓缩成本低,但不能将产品浓缩成干物质;再比如膜技术虽然具有选择过滤性,但是同分异构体就无法实现分离。因此在设计生产工艺的过程中,需要结合实际情况,结合传统工艺,在适当的地方才是适当的技术,才能使生产工艺最顺畅。最终的目的是工艺流程通畅、能耗最低、人工最省,占地最少,经济最优。
9. 化工分离技术论文
化工分离技术是通过采用化工设备的专有作用,对相应的化合物质利用其表现出来的物理特性和化学特性对整体化合物就行有效分离的一个技术,下面是由我整理的化工分离技术论文,谢谢你的阅读。
化工分离技术论文篇一化工分离技术新技术研究与进展
[摘 要]本文主要从现今化工分离技术的应用范围和化工分离技术的新进展方向进行分析,并结合市场社会的要求,对化工分离技术的成本要求进行评价,并最终以活性炭纤维(ACF)投入市场应用的例子来阐明化工分离技术新技术的具体应用。
正陵[关键词]化工分离技术;新技术;应用前景
中图分类号:TQ028 文献标识码:A 文章 编号:1009-914X(2014)20-0380-01
化工分离技术是通过采用化工设备的专有作用,对相应的化合物质利用其表现出来的物理特性和化学特性对整体化合物就行有效分离的一个技术,是化工研究整体的一个重要分支,在所有的化工生产中,化工分离这一技术都贯穿在整个的生产过程中。从化工分离技术的发展历史来看,化工分离技术逐渐原来的单一理论研究逐渐转变为理论和实践的有效哪则结合,并在能源、生物、环境等领域进行切实有效的化工分离技术实践,把理论知识利用到现实生活中,方便人们的生活和工作效率的提高。而在此基础上,化工分离技术又产生了新的分离技术方式,可以运用于更多的领域,这种更大程度上的化工分离技术的普及使得化工分离技术的发展逐渐变得成熟。
一、现今化工分离技术新技术的应用范围
1、环境保护工程
随着人类社会发展的原来越成熟和科技运用的越来越普及,人们的生活水平得到了极大的提升,但环境污染的现实情况却是很让人担忧。各种废水及其他污染物的肆意排放使得人们的生活环境质量不断下降,甚至因为有些废气、废水的慢性污染,人们还会因此患上一些不治之症。例如上世纪很有名的日本水俣病。从化工分离的角度来看,在很多工业制造过程中排出的各种废气、废水并不是别无它用的,无论是硫化物质或者二氧化碳,还是其他具有放射性的废物,如果采用合理地化工分离处理 方法 都能得到很好的回收利用。这样就能使得废物在减少环境污染的同时能够进行工业生产的再循环利用,而不像生化处理或肆意排放那样的简单处理方法,无论是对人还是对环境都没有任何有效利用价值。
2、能源资源利用
能源供给是现如今我们生存发展的必需之物,没有了能源的供给,我们人类就不能生存,企业也无法生存,可以说能源的合理利用是国家和社会优良发展的基础,利用的好,节能减排;利用的不好,对整个社会各个方面的影响都是巨大的。综合来看,如今的能源主要以石油、天然气、煤炭为主,而随着化工技术的发展,相关石油产物如塑料等乙烯合成物都普及出现在了我们的生活中。因为这些资源都是不可再生的,所以我们必须要对其化学分离过程进行进一步的节能降耗,充分利用现有资源。
3、生物制药
生物制药技术是一种伴随上世纪70年代出现的DNA重组等新生物技术诞生而出现的一种高新技术,它的发展必须有效的依靠化工分离技术来高效、纯净地提取生物的活性。同时,也对化工分离技术中分离剂、分离设备和分离技术的革新也提出了新的要求。生物制药技术和化工分离技术之间是相互影响的关系,人们对生物制药技术的需求,必须要在很大程度上以来化工分离技术的发展,这样才能在保证生物活性的过程中提升生物制药技术的发展。
二、化工分离技术新技术开发现状
1、结晶分离
对于结晶分离,传统的化工分离都是采用冷冻、浓缩等方式,在这种方式下,由于效率低、需求大,所以李清棚能耗效率显得非常不客观。而根据目前最新的化工结晶分离技术,萃取、高压和融合的方式都能有效的代替原有的冷冻、浓缩等传统方式。
在萃取分离下,利用沸点等物理性质相近的混合物,把要提取的物质用萃取的方式提取出来。对于萃取这个分离技术来说,不论是有机物还是无机物,都可以用这种方法。
在高压分离下,因为压力的上升,物质本身的熔点就会下降,结晶就会不断形成,而在此过程中,由于液相杂质的浓度上升,相变压力也会不断上升,在共晶压力下,排出母液减压蒸发,就能得到分离的结晶物质。
2、膜分离
膜分离技术主要是根据特定膜的渗透作用,利用外界的压力,对气相或液相的混合物进行分离、分级、提纯和富集。对于膜分离技术来说,其所需的成本较小,相应的污染排放也较小,适合大面积的开发利用。而膜分离技术具体细分,又可以分为离子膜技术、气体分离膜技术、膜萃取技术、膜蒸馏技术、微滤膜技术等。比如,在离子膜技术中,因为节能效果显着,所以在很大程度上可以取代传统的隔膜法生产烧碱。这种技术同样也可以应用于医疗和食品工业及海水淡化工程。
3、变压吸附分离
变压吸附主要用于气体的分离,在混合气体中用特定的吸附剂对特定的气体细分能力的差异进行分离。这种方法适用范围广泛,操作流程相对简单,在对气体的分离中起到了很好的效果。比如,从天然气中净化甲烷或者从一氧化碳的混合气体中制取一氧化碳等,变压吸附分离的方法都能很好的对目标气体进行分离,这种利用特定吸附剂的相对便捷的方法使得其展现的节能效果和经济效益都十分可观。
4、化工分离新技术与现实冲突
化工方法的创新发展给这个技术领域的人们都带来了领域的前景,但是一项技术是否成熟,其最终标志不是它有多优秀、多高端,而是是否能以相对较低的成本进行市场的普及应用。新兴的化工分离技术的确在很多化工分离实例方面都展现了他们的优越,但是有的新技术所需要的高成本并不是每个企业都能够承受的,相对应企业的高成本,产品流通到消费者手上的时候,其中的高价格顾客是否能接受也是一个存在的风险。
在考虑化工分离技术革新的同时,必须要以成本低廉、步骤简单的思想为前提,若不能达到此要求,即使化工分离技术再优秀,都只能利用在很少的范围内,不能真正的将这种技术普及于社会,做到促进社会的发展进步。所以,化工分离技术在革新的同时,必须要考虑成本的因素,要在低成本的前提下进行科技创新,把新技术普及应用放在创新的首位,真正做到技术服务于大众。
三、以活性炭纤维吸附家装有毒气体为例阐述化工分离技术新技术的实际利用情况
活性炭是种新型高效吸附材料,与传统的粒状活性炭相比,具有吸附能力强、速度快的特点。而且,由于活性炭纤维是粒状体,不易粉碎而造成不必要的污染,所以对于家装等污染物质的吸附有很好的效果。在家庭装修的过程中,由于各种装修材料的使用,会有各种各样的有毒金属气体的产生,而活性炭纤维(ACF)对金属离子有很好的吸附效果,可分离出空气里混合的有毒气体并进行吸附,净化空气。在ACF的吸附过程中,会将高价的金属离子还原为低价的金属离子,如Au3+、Ag+、Pt+、Hg2+、Fe3+分别还原成Au、Ag、Pt2+或者Pt、Hg+、Fe2+,而且在大多数的氧化还原反应中,吸附量会大大提高。Au3+和Hg2+的还原吸附量分别为1200―2000mg/g和600―800mg/g。
综合来看,化工分离技术新技术的研究成果逐渐得到拓展,从原来的单一理论研究逐渐转变为理论和实践的有效结合,并在能源、生物、环境等领域进行切实有效的化工分离技术新技术实践,把理论知识利用到现实生活中,方便相关工作效率的提高,这在更大程度上使得化工分离技术的创新发展逐渐变得成熟。
参考文献
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10. 膜分离技术
膜分离是在20世纪初出现,20世纪60年代后迅 膜分离睁哗技术在中药分离纯化、浓缩中的应用速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有高效、节能数陵、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征,因此,目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域,产生了巨大的经济效益和社会效益,已成为当今分离科学中最重要的手段之一。
膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于,膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级,依据其孔径的不同(或称为截留分子量),可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜,根据材料的不同,可分为无机膜和有机膜,无机膜主要还只有微滤级别的膜,主要是陶瓷膜和金属膜。有悉毕行机膜是由高分子材料做成的,如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。