2013-03-27
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談及水處理技術(shù)不得不說(shuō)到膜技術(shù)，作為材料科學(xué)和過(guò)程工程等諸多學(xué)科交叉結合、相互滲透而產(chǎn)生的膜技術(shù)，在全球范圍內受到了前所未有的高度重視。膜產(chǎn)業(yè)被譽(yù)為發(fā)展潛力巨大的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，在21世紀的環(huán)保、能源、化學(xué)工程與生物工程等產(chǎn)業(yè)中將扮演者戰略性角色。從本世紀伊始，全球膜市場(chǎng)保持著(zhù)搶進(jìn)的增長(cháng)勢頭。膜法水處理技術(shù)與傳統水處理技術(shù)相比，具有三個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)：
第一，也是最重要的一項就是占地面積——膜工藝占地面積小，為用戶(hù)節省土地成本，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——與傳統的污水處理方法比較，它處理出來(lái)的水質(zhì)非常穩定。傳統方法，比如活性淤泥法的問(wèn)題是，如果污水水質(zhì)不一樣，加藥量就要有所改變，調整運行需要很好的經(jīng)驗，很難做得非常完美。所以用傳統方法處理出來(lái)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，得到的水永遠是一樣水質(zhì)的，不會(huì )因為處理工藝、技術(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(shuō)，膜法的人力成本僅僅是傳統法的1/10。而且傳統法必須有一些有經(jīng)驗的運行操作工去管理，而膜的特點(diǎn)就是可以做成高度自動(dòng)化，實(shí)現無(wú)人全自動(dòng)處理，所以人力成本是非常節省的。
但是相對傳統的水處理技術(shù)，膜由于技術(shù)流程的問(wèn)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，后期運營(yíng)成本相對較高，且容易造成二次污染。企業(yè)承受不住高昂的水處理成本，不得不回歸傳統水處理技術(shù)，處理費時(shí)費事質(zhì)量也難以得到保障，形成了一個(gè)惡性循環(huán)，最終導致水資源的浪費和污染。
目前膜的優(yōu)點(diǎn)沒(méi)有完全展示出來(lái)，有一個(gè)很大的原因，是膜的清洗問(wèn)題沒(méi)有徹底解決，現在膜的清洗方式是在線(xiàn)氣水結合反沖洗，離線(xiàn)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、剝離而達到清洗目的。
超聲波清洗的基礎：
(1)空化作用：空化作用就是超聲波以每秒兩萬(wàn)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)生強大的沖擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達到精密洗凈目的。
(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)的現象稱(chēng)為直進(jìn)流。聲波強度在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(guò)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)生對流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，對污物的搬運起著(zhù)很大的作用。
(3)加速度：液體粒子推動(dòng)產(chǎn)生的加速度。對于頻率較高的超聲波清洗機，空化作用就很不顯著(zhù)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，通過(guò)換能器轉換成高頻機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)生數以萬(wàn)計的直徑為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壓區形成、生長(cháng)，而在正壓區，當聲壓達到一定值時(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?chē)a(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,當團體粒子被油污裹著(zhù)而黏附在清洗件表面是,油被乳化,固體粒子及脫離,從而達到清洗件凈化的目的。在這種被稱(chēng)之為“空化”效應的過(guò)程中，氣泡閉合可形成幾百度的高溫和超過(guò)1000個(gè)氣壓的瞬間高壓，連續不斷地產(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(xiàn)清洗：小型一體化的膜水處理處理設備，可以結合膜的排列方式，結合超聲波清洗，設計成一體化形式。
2、離線(xiàn)清洗：停機后的離線(xiàn)清洗，目前一般都是采用化學(xué)清洗方式，采用超聲波清洗，可以大大節省人力，提高清洗效率與清洗效果。