Tæknilegur bakgrunnur
Undanfarin ár hefur vatnsskortur og mengun verið mikil vandamál sem plága þróun mannlegs samfélags. Hvernig á að nota skilvirka vatnsmeðferðartækni til að fá ferskt vatn úr sjó og brakandi vatni og endurvinna iðnaðar skólp, er lykillinn að því að leysa vatnskreppuna.
Sem skilvirk vatnsmeðferðartækni hefur himnaaðskilnaðartækni einkenni mikillar skilvirkni, stöðugrar notkunar og sterkrar stjórnunar og er mikið notuð á sviðum afsölunar sjávar og meðferðar frárennslis.
Samt sem áður hefur tækni eins og rafgreiningar (rafgreiningar) og öfug osmósu (RO) í himnuskilnaðartækni enn vandamál eins og lágt hitauppstreymi, mikil orkunotkun, mikill vinnuþrýstingur og afleidd mengun. Þess vegna hefur ný himna aðskilnaðartækni fengið víðtæka athygli.
Yfirlit
Dreifingartækni himna (MD) er lághita hitauppstreymisaðskilnaðartækni þróuð með þróun andstæða himna afsalunar. Sem ný tegund hitadrifinna himnatækni hefur hún góðar notkunarhorfur á sviði iðnaðar skólphreinsunar vegna vægra rekstrarskilyrða, hás vatnsframleiðsluhraða, góðs aðskilnaðarárangurs og notkun iðnaðarúrgangs hita. Á sama tíma, samanborið við hefðbundna þrýstingsdrifna himnutækni eins og nanofítu og öfugan osmósu, þarf eimingu himna ekki hágæða hrávatns. Þegar meðhöndlað er hástyrk og erfitt að niðurbrota frárennsli er hægt að fá hágæða framleiðsluvatn og það hefur verið notað til að meðhöndla dæmigert iðnaðar skólp.
Meginregla
Hægt er að líta á eimingu himna sem sambland af aðskilnað himna og eimingartækni. Það er aðskilnaðarferli sem notar vatnsfælna örhimnu sem aðskilnaðarmiðil og notar gufuþrýstingsmun á báðum hliðum himnunnar sem drifkraftur. Önnur hlið himnunnar er í beinni snertingu við hráan vökva. Í gegnum hitastigsmuninn á báðum hliðum himnunnar myndast gas-vökva viðmót á yfirborði vatnsfælna himnunnar. Fljótandi vatnið gufar upp í gufu og fer í gegnum himnur svitahola og þéttist í eimað vatn hinum megin við himnuna. Óstöðug efni sem eru uppleyst í vatni munu ekki flytja með vatnsgufu og ná þar með aðskilnaði, styrk og hreinsun fóðurvökvans.
Kjarninn í eimingu himnunnar er ferlið við hitaflutning og massaflutning og í himna eimingu koma hitaflutningur og massaflutningur samtímis.
Aðferðin við háhraða gas sem streymir um gasfasa hólfið til að taka burt mettaða gufuna og síðan þéttist er kölluð gas-sveiphimna eimingu og aðferðin til að draga gufuna úr gasfasa hólfinu í gegnum lofttæmi og þétta það er kallað tómarúm Eimingu himna;
Aðferðin við að flæða kælivatn beint í gegnum gufufashólfið til að taka upp mettað gufu er kölluð bein snertishimnu eiming;
Aðferðin við að nota kælivatn í gegnum hitaskipti til að þétta mettaða gufu strax í gufufashólfinu er kölluð eimingu loftgljáa.
Flokka
Meðan á eimingarferli himnunnar stendur er önnur hlið himnunnar í beinni snertingu við fóðurvökvann og hægt er að skipta hinum hliðinni í fjögur mismunandi form samkvæmt mismunandi þéttingaraðferðum (sjá mynd 1): Bein snertishimnadreifing (DCMD) , Air Gap Membrane eiming (AGMD), gas-sveip himna eiming (SGMD) og tómarúm himna eiming (VMD).
Tvær hliðar DCMD himnunnar eru í snertingu við fóðurvökvann og kælivatn í blóðrásinni í sömu röð. Mismunur á gufuþrýstingi sem myndast við hitastigsmisminn í himnuflæði knýr allt aðskilnaðarferlið himnunnar og gegnsýrði vatnsgufan er þétt í kælivatninu í blóðrásinni.
AGMD er svipað og DCMD, en þéttingarplata er bætt við á milli heitu hliðar himnunnar og kælivatnsins í blóðrásinni, með kælingu lofts í miðjunni. Eftir að vatnsgufan liggur í gegnum himnuna er það þétt á kæliplötunni og safnað.
SGMD notar beint þurrt lofttegund til að hreinsa stöðugt gegndræpi hlið eimingarhimnunnar og gegndræpi vatnsgufan er tekin út úr himnufrádráttarbúnaðinum og þéttum og safnað.
VMD notar tómarúmdælu til að dæla gegndræpi hliðinni til að mynda ákveðið tómarúm og vatnsgufan er dregin út og kæld eftir að hafa farið í gegnum himnuna.
Kostir
(1) Eimingarferlið himnunnar er framkvæmt næstum við venjulegan þrýsting, með einfaldan búnað og auðvelda notkun. Það er einnig mögulegt að hrinda í framkvæmd á svæðum með veikan tæknilega styrk;
(2) Í eimingarferli himnunnar á óstöðugri vatnslausn, vegna þess að aðeins vatnsgufa getur farið í gegnum himnur svitahola, er eimingin mjög hrein, sem búist er við af útfjólubláu vatni;
(3) Þetta ferli getur meðhöndlað mjög háan styrk vatnslausna. Ef uppleystið er efni sem auðvelt er að kristallast er hægt að einbeita lausninni að ofmettaðri ástandi og himna eimingarkristöllun mun eiga sér stað. Það er eina himnuferlið sem getur beint aðskilið kristallaða afurðina frá lausninni;
(4) Auðvelt er að hanna himnadreifingarhlutann í dulda hitauppstreymi og hefur sveigjanleika til að mynda stórfelld framleiðslukerfi með skilvirkum litlum himna íhlutum;
(5) Í þessu ferli er engin þörf á að hita lausnina á suðumark. Svo framarlega sem hitamismunur á milli tveggja hliða himnunnar er haldið á viðeigandi hátt, er hægt að framkvæma ferlið. Það er mögulegt að nota ódýra orku eins og sólarorku, jarðhitaorku, hveri, verksmiðjuhita og heitt frárennsli í iðnaði.
Umsókn
1.. Petrochemical skólpi
Hið hefðbundna jarðolíu úr skólphreinsunarferli-„gömlu þrjú settin“, nefnilega „olíuaðskilnaður-storku-síun“ eða „olíuaðskilnaður-flota-síun“, er erfitt að uppfylla fráveitu fyrir meðhöndlun vatnsgæða. Sem stendur hafa öfug osmósu (RO) og langt gengið oxunarferli (AOP) verið notað til jarðolíufræðinnar, en RO hefur mikla orkunotkun, miklar kröfur um áhrif á áhrif vatns og lágt framleiðsla vatnsbata. AOP tækni sem Fenton táknar þarf að bæta við efnum, sem framleiðir mikið magn af seyru. Í samanburði við hefðbundna afsöltunartækni getur eimingu himna meðhöndlað skólpi með TDS allt að 350, 000 mg/l, getur starfað við lægri þrýsting og hefur betri aðlögunarhæfni að jarðolíu frá skólpi.
Ákveðin verkfræðiumsókn sýnir að afsalunarhlutfall DCMD við meðhöndlun mjög steinefna úr jarðolíu er allt að 99%og það getur í raun fjarlægt önnur mengunarefni eins og lífræn kolefni. Hins vegar hefur eimingu himna mikill orkunotkun og er ekki eins hagkvæm og RO. Í samanburði við þrýstingsdrifna himnutækni (svo sem RO), hefur eimingu himnunnar minni tilhneigingu til stærðar, en himna stigstærð og himnableyting mun leiða til lækkunar á vatnsframleiðsluhraða og vatnsgæðum, sérstaklega við mikla bata. Til að fresta vætu himnunnar er hægt að breyta eimingarhimnunni til að bæta andstæðingur og vætu eiginleika himnunnar.
2.
Hefðbundnar meðferðaraðferðir við frárennslisvatn af desulfuriza eru eðlisfræðilegar, efnafræðilegar og líffræðilegar aðferðir. Meðal þeirra eru efnafræðilegar aðferðir oft notaðar til að fjarlægja SS og þungmálma, en þegar vatnsgæði og vatnsrúmmál sveiflast mjög er ekki hægt að fjarlægja skilvirkni þessarar aðferðar ekki og CL og F- er ekki hægt að fjarlægja á áhrifaríkan hátt. Þegar flocculation er notað til að fjarlægja SS og málm botnfall er aðskilnaðarhraðinn hægt vegna þess að málmútfellingin eru oft submicron eða nanometer að stærð. Himnutækni eins og örsíun (MF) og útfylling (UF) hefur verið notuð til meðferðar á frárennsli, en ekki er hægt að losa um eða endurnýta meðhöndlaðan frárennsli vegna mikils TDS styrks. Eimingu himna þarfnast ekki hágæða áhrifavatns og getur í raun meðhöndlað hástigs salt sem inniheldur saltvatn. Það hefur fengið aukna athygli á sviði skólphreinsunarmeðferðar.
Með því að nota eimingartækni himna til að meðhöndla frárennslisvatn getur fengið hágæða afköst vatn. Vegna nærveru lítillar mengunarefna á yfirborði í skólpi er auðvelt að valda himnur vætu og mengun, sem mun leiða til versnandi vatnsgæða frárennslis, stytta þjónustulífi himnunnar og auka meðferðarkostnaðinn.
Undanfarin ár, til að bregðast við vandamálum himna mengunar og himna bleytu, hafa samanlagðir ferlar fengið sérstaka athygli. Rannsóknir hafa komist að því að tenging himna eimingar við aðra ferla (svo sem FO-MD) hefur betri meðferðaráhrif en eimingartækni með einni himnu og geta í raun hægt á mengun himnunnar og vætu og aukið þjónustulífi himnunnar. Rannsóknir hafa sýnt að það að sameina kalk segulmagnaðir storknun og eimingu himna við meðhöndlun frárennslismeðferðar getur fengið hágæða afköst vatn og himnan sýnir ekki himna væta við langtíma notkun.
3.. Geislavirkt skólp
Sem stendur er aðal geislavirka skólphreinsunarferlið í mínu landi flocculation úrkomu-uppgufunar-jónaskipti, þar sem útfelling úrkomu og jónaskipti mun framleiða fjölda efri mengunarefna og orkunotkun uppgufunarstyrks er of mikil. Rannsóknir hafa sýnt að þrýstidrifin himnatækni eins og RO geta í raun aðskilið geislavirk efni, en skilvirkni RO fyrir bór er aðeins 40% til 80%. Þrátt fyrir að hægt sé að auka flutningshraða bórsýru með því að stilla sýrustig, vegna buffunaráhrifa bórsýru, þarf að bæta miklu magni af basa til að aðlaga til að auka bórsalleika og þar með draga úr vatnsafköstum RO.
Til þess að fjarlægja litlar jón geislavirkar samsætur í skólpi er nauðsynlegt að sameina þrýstidrifna himnutækni við efnafræðilega flækju. Lykillinn liggur í endurnýjun fléttuefnisins og þörf er á viðbótar síun. Þegar himnadreifing meðhöndlar geislavirkt skólp hefur osmósuþrýstingur og styrkur skautunar lítil áhrif á himnustreymið og það getur starfað við mikla seltu.
The results show that when membrane distillation is used for radioactive wastewater treatment, the retention rate of radionuclides in wastewater is as high as 99%. Boric acid is an expensive filler in controlled pressure reactors. The use of hybrid membrane processes such as NF-VMD can achieve boric acid purification and meet the reuse requirements (boric acid concentration>40g/l). Að auki breytist leysni bórsýru verulega með hitastigi. Kristöllun himna eimingar (VMDC) getur nýtt þennan eiginleika að fullu til að einbeita bórsýru í skólpi.
Snertingin milli eimingarhimnunnar og geislavirkra efna getur auðveldlega eyðilagt stöðugleika himnunnar og jafnvel valdið því að himnan brotnar niður. Þess vegna ætti eimingarhimnan að hafa nægilegt geislunarþol. Rannsóknir hafa sýnt að flúorerunarbreyting himnunnar getur bætt geislunarviðnám himnunnar.
4. kók frá skólpi
Kóking skólps er með pungent lykt og inniheldur mikinn fjölda eitraðra og erfitt að niðurbrota mengunarefni. Hefðbundin meðferðartækni felur aðallega í sér eðlisfræðilega og efnafræðilega meðferðaraðferðir, svo sem leysiefni útdráttar fenólasambanda og strippi ammoníaks, svo og líffræðilegar meðferðaraðferðir, svo sem virkjuð seyruaðferð. Hins vegar inniheldur meðhöndlað skólp enn mikið magn af salti og niðurbrjótanlegum efnasamböndum, svo sem fjölhringa arómatískum kolvetni og heterósýklískum efnasamböndum.
Eftir formeðferðarferli eins og olíufjarlægingu og ammoníak eimingu, getur skólpsvatnið enn viðhaldið hitastigi um 50 gráðu, sem veitir hagstæð skilyrði fyrir eimingu himna til að nota iðnaðarúrgangs hita til að meðhöndla kókasveit. Undanfarin ár hefur beiting himnadreifingartækni við kók af skólphreinsun smám saman orðið rannsóknarnúmer. Rannsóknarniðurstöður sýna að eimingu himna hefur mikla skilvirkni fyrir óstöðug efni og fjarlægingarhlutfall mengunarefna í skólpi er að mestu yfir 98%.
Samt sem áður sýna vatnsfælin mengunarefni í skólpi, svo sem arómatísk kolvetni og heterósýklísk efnasambönd, sterk sækni í vatnsfælna himnur, sem geta auðveldlega leitt til himnunnar væta og himna. Hægt er að bæta andstæðingur-fyllingar og vætu eiginleika himnunnar með því að meðhöndla skólp eða breyta himnunni.
5. Lyfjafræðilegt skólp
Í himnutækni hefur RO góð meðferðaráhrif á lyfjagjöf, en orkunotkunin er mikil og RO hefur léleg meðferðaráhrif á litla sameinda hlutlaus efnasambönd eins og N-nítrósódímetýlamín (NDMA). Undanfarin ár hefur eimingartækni himna smám saman verið notuð til meðferðar á lyfjagjöf. Í fræðiritunum er eimingu himna notuð við lyfjameðferð og fjarlægingarhlutfall lyfja eins og sýklalyfja og fenólasambanda í skólpi getur verið allt að 99%. Hins vegar er auðvelt að kvarða vatnsfælna efni í skólpi á himnur yfirborði og draga úr himnuflæði. Formeðhöndlun skólps eins og flocculation og úrkomu, ásamt eimingu himna, getur í raun dregið úr stigstærð himna og bætt fjarlægingarhlutfall lyfja í lyfjagjöf. Að auki, með því að sameina aðra ferla með eimingu himna (svo sem MBR-MD tengingarferli) getur í raun fjarlægt snefilyf í skólpi.
Horfur
Dreifingartækni himna hefur þróast hratt á undanförnum árum og hefur byrjað að nota til að meðhöndla dæmigerða iðnaðarrennsli eins og jarðolíu úrskurð, desulfurization frárennslisvatn og kók frárennsli, en hún stendur frammi fyrir mörgum vandamálum eins og lágum hitanotkun, háum himnuskostnaði, himnuskemmdum og mengun himna og. bleyta.
Frekari rannsókna er þörf frá eftirfarandi þáttum:
① draga úr orkunotkun himna eimingarkerfisins, bæta nýtingu hita og framkvæma enn frekar rannsóknir á sólarorku, jarðhita og annarri tengibúnað með eimingu himna;
② Þróa ný himnaefni, hönnun fjölbreytt himna íhlutir og bæta himnustreymi;
③ Fyrir myndunarbúnað og fyrirbyggjandi mælikvarða á stigstærð himna, er hægt að ræða áhrif á áhrif á loðun, himnaeinkenni, rekstrarumhverfi og efniseinkenni á myndunarmyndunarbúnaðinn;
④ Nú eru litlar rannsóknir á mat á lífsferli á eimingu himna.
Þess vegna er einnig ein af framtíðar rannsóknarleiðbeiningum að framkvæma lífsferilsmat á eimingarkerfinu.