2013-03-27
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談及水處理技術(shù)不得不說到膜技術(shù)，作為材料科學(xué)和過程工程等諸多學(xué)科交叉結(jié)合、相互滲透而產(chǎn)生的膜技術(shù)，在全球范圍內(nèi)受到了前所未有的高度重視。膜產(chǎn)業(yè)被譽(yù)為發(fā)展?jié)摿薮蟮某柈a(chǎn)業(yè)，在21世紀(jì)的環(huán)保、能源、化學(xué)工程與生物工程等產(chǎn)業(yè)中將扮演者戰(zhàn)略性角色。從本世紀(jì)伊始，全球膜市場(chǎng)保持著搶進(jìn)的增長(zhǎng)勢(shì)頭。膜法水處理技術(shù)與傳統(tǒng)水處理技術(shù)相比，具有三個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)：
第一，也是最重要的一項(xiàng)就是占地面積——膜工藝占地面積小，為用戶節(jié)省土地成本，在土地資源緊張的情況下是個(gè)很重要的優(yōu)點(diǎn)。
第二，膜工藝還有一個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)——與傳統(tǒng)的污水處理方法比較，它處理出來的水質(zhì)非常穩(wěn)定。傳統(tǒng)方法，比如活性淤泥法的問題是，如果污水水質(zhì)不一樣，加藥量就要有所改變，調(diào)整運(yùn)行需要很好的經(jīng)驗(yàn)，很難做得非常完美。所以用傳統(tǒng)方法處理出來的水質(zhì)會(huì)有變動(dòng)，時(shí)好時(shí)壞。而膜是單純的物理分離方式，不管水質(zhì)怎樣，得到的水永遠(yuǎn)是一樣水質(zhì)的，不會(huì)因?yàn)樘幚砉に嚒⒓夹g(shù)、操作或原水的水質(zhì)而發(fā)生變化。
第三，就是人工成本較低。有人說，膜法的人力成本僅僅是傳統(tǒng)法的1/10。而且傳統(tǒng)法必須有一些有經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)行操作工去管理，而膜的特點(diǎn)就是可以做成高度自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)無人全自動(dòng)處理，所以人力成本是非常節(jié)省的。
但是相對(duì)傳統(tǒng)的水處理技術(shù)，膜由于技術(shù)流程的問題，在壓力下不可避免的會(huì)被栓塞，會(huì)被污染，會(huì)斷絲，必須定期舒塞，清潔，檢查，后期運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)較高，且容易造成二次污染。企業(yè)承受不住高昂的水處理成本，不得不回歸傳統(tǒng)水處理技術(shù)，處理費(fèi)時(shí)費(fèi)事質(zhì)量也難以得到保障，形成了一個(gè)惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致水資源的浪費(fèi)和污染。
目前膜的優(yōu)點(diǎn)沒有完全展示出來，有一個(gè)很大的原因，是膜的清洗問題沒有徹底解決，現(xiàn)在膜的清洗方式是在線氣水結(jié)合反沖洗，離線化學(xué)藥劑清洗，壓力反沖洗與藥劑化學(xué)清洗，從清洗的角度上分析，這種清洗效率是極低的，造成膜的滲透力減弱，也就造成效率減低，膜的壽命堿短。
這里介紹一種在工業(yè)應(yīng)用上先進(jìn)的清洗方式——超聲波清洗。
超聲波清洗是利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進(jìn)流作用對(duì)液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達(dá)到清洗目的。
超聲波清洗的基礎(chǔ)：
(1)空化作用：空化作用就是超聲波以每秒兩萬次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體進(jìn)行透射。在減壓力作用時(shí)，液體中產(chǎn)生真空核群泡的現(xiàn)象，在壓縮力作用時(shí)，真空核群泡受壓力壓碎時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達(dá)到精密洗凈目的。
(2)直進(jìn)流作用：超聲波在液體中沿聲的傳播方向產(chǎn)生流動(dòng)的現(xiàn)象稱為直進(jìn)流。聲波強(qiáng)度在0.5W/cm2時(shí)，肉眼能看到直進(jìn)流，垂直于振動(dòng)面產(chǎn)生流動(dòng)，流速約為10cm/s。通過此直進(jìn)流使被清洗物表面的微油污垢被攪拌，污垢表面的清洗液也產(chǎn)生對(duì)流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，對(duì)污物的搬運(yùn)起著很大的作用。
(3)加速度：液體粒子推動(dòng)產(chǎn)生的加速度。對(duì)于頻率較高的超聲波清洗機(jī)，空化作用就很不顯著了，這時(shí)的清洗主要靠液體粒子超聲作用下的加速度撞擊粒子對(duì)污物進(jìn)行超精密清洗。
超聲波清洗的原理：
由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號(hào)，通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì)---清洗溶劑中，超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬計(jì)的直徑為50-500μm的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡在聲場(chǎng)的作用下振動(dòng)。這些氣泡在超聲波縱向傳播的負(fù)壓區(qū)形成、生長(zhǎng)，而在正壓區(qū)，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí),氣泡迅速增大,然后突然閉合。并在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波,在其周圍產(chǎn)生上千個(gè)大氣壓,破壞不溶性污物而使他們分散于清洗液中,當(dāng)團(tuán)體粒子被油污裹著而黏附在清洗件表面是,油被乳化,固體粒子及脫離,從而達(dá)到清洗件凈化的目的。在這種被稱之為“空化”效應(yīng)的過程中，氣泡閉合可形成幾百度的高溫和超過1000個(gè)氣壓的瞬間高壓，連續(xù)不斷地產(chǎn)生瞬間高壓就象一連串小“爆炸”不斷地沖擊物件表面，使物件的表面及縫隙中的污垢迅速剝落，從而達(dá)到物件表面清洗凈化的目的。
利用超聲波清洗膜的方式：
1、在線清洗：小型一體化的膜水處理處理設(shè)備，可以結(jié)合膜的排列方式，結(jié)合超聲波清洗，設(shè)計(jì)成一體化形式。
2、離線清洗：停機(jī)后的離線清洗，目前一般都是采用化學(xué)清洗方式，采用超聲波清洗，可以大大節(jié)省人力，提高清洗效率與清洗效果。