Трубчатая мембрана

 

 

Характеристики мембраны SiC

Высокая прочность и высокая температурная стабильность:Трубчатая мембрана JMFILTEC обладает исключительной твердостью и механической прочностью, что позволяет ей выдерживать высокое давление и большие нагрузки. Примечательно, что он демонстрирует выдающуюся устойчивость к экстремальным температурам, что позволяет материалу сохранять свою стабильность и механическую прочность даже в палящих условиях, где температура может достигать 1000–1500 градусов. Уникальные свойства мембраны делают ее идеальным материалом для применений, требующих высокой производительности в суровых условиях.

 

Высокая пористость:Внутри керамической мембраны из карбида кремния имеется трехмерная сетчатая структура, в результате чего внутри нее имеется множество плотных пор и высокая удельная площадь поверхности.

 

Отличная теплопроводность:Карбид кремния обладает превосходной теплопроводностью, что делает компоненты керамических мембран из карбида кремния очень полезными в некоторых приложениях, требующих высокой теплопроводности, таких как теплообменники и высокотемпературные датчики.

 

Высокий поток:Благодаря своей особой пористой структуре керамические мембраны из карбида кремния могут обеспечить более высокий поток фильтрации.

 

Хорошая химическая стабильность:Керамические мембраны из карбида кремния могут стабильно работать в течение длительного времени в сложных химических средах.

Коррозионная стойкость:Керамические мембраны из карбида кремния обладают высокой устойчивостью ко многим агрессивным газам и жидкостям, что позволяет им хорошо работать в агрессивных средах, таких как обработка кислотами и щелочами в химической промышленности. Карбид кремния является ковалентным соединением и нелегко вступает в реакцию с кислотами и щелочами, поэтому он устойчив к сильным кислотам и щелочам, высоким температурам и химической коррозии.

 

Электрическая изоляция:Керамические мембраны из карбида кремния обычно имеют хорошую электроизоляцию, что особенно важно в высокотемпературных средах, обеспечивая их стабильность в приложениях, требующих электроизоляционных свойств.

 

Высокая гидрофильность и олеофобность:Поверхность керамических мембран из карбида кремния обладает хорошей гидрофильностью, что способствует фильтрации водных сред. В то же время его олеофобность позволяет отделять нефть от эмульсий, поэтому он играет важную роль в очистке нефтесодержащих сточных вод и промышленных сточных вод.

 

Высокая точность фильтрации:Керамическая мембрана из карбида кремния может достигать уровней микрофильтрации и ультрафильтрации, эффективно удаляя частицы, капли масла, эмульсии и взвешенные твердые частицы.

 

Отсутствие загрязнения:Керамическая мембрана из карбида кремния представляет собой экологически чистый материал, не вызывающий вторичного загрязнения.

 

Сильные антимикробные свойства:В нем не могут выжить микроорганизмы, и его можно использовать в биологии, медицине, пищевой промышленности и других областях.

• Промывка и концентрация нанопорошка
• Сепарация нефти и воды (обратная закачка нефтепромысловой воды, регенерация жидких опасных отходов)
• Разделение материалов
• Разделение твердых жидкостей с высоким содержанием твердых частиц (шахтная вода, биологический ферментационный бульон)
• Фильтрация в агрессивной химической среде (кислотная очистка, восстановление нанопорошка катализатора)

Шахтная вода является важным нетрадиционным источником воды. Использование ресурсов шахтных вод имеет большое значение для устранения нехватки водных ресурсов и защиты окружающей среды в горнодобывающих районах. Проанализированы исходные и качественные характеристики шахтных вод, а также рассмотрены основные технологии очистки различных типов шахтных вод от взвешенных веществ, высокой минерализации, кислых и специальных загрязнителей. Обобщены характеристики и существующие проблемы каждой технологии очистки. Большая часть шахтной воды содержит определенное количество взвешенных веществ, а качество и количество воды сильно различаются. Следует приложить усилия для улучшения эффекта предварительного осаждения подземных резервуаров для воды и наземных регулирующих резервуаров, разработать и усовершенствовать технологию очистки подземных шахтных вод, а также объединить автоматизацию и интеллект для достижения беспилотной работы; С увеличением количества шахтных вод с высокой минерализацией технология их очистки стала предметом исследований в области очистки шахтных вод. Необходимо усилить предварительную обработку, разработать эффективную технологию удаления кремния и удаления твердости, внедрить устройства рекуперации энергии, а также разработать экологически чистую энергосберегающую технологию опреснения с использованием муфт в сочетании с новой энергией и возобновляемыми источниками энергии. Процесс с нулевыми выбросами должен быть оптимизирован в целом, чтобы снизить затраты на очистку концентрированных соленых сточных вод; Кислые и особые загрязняющие шахтные воды представляют собой трудность в очистке шахтных вод в настоящее время. Необходимо использовать распределенную эффективную технологию направленной обработки для изучения процесса сопряжения и управления естественным восстановлением. Под руководством национальной политики технология очистки шахтных вод будет развиваться в направлении большей экономии энергии, высокой эффективности, интеллекта и защиты окружающей среды.

1.1 Источники шахтной воды

Угольные шахты являются важными минеральными ресурсами, богатыми подземными осадочными породами, с симбиозом угольных пластов, водоносных горизонтов и непроницаемых слоев. Шахтные воды в основном поступают из подземных вод кровельного водоносного горизонта, трещин песчаника, пещер и выработанных пространств, а также поверхностных вод, просачивающихся из верхнего слоя горных пород, водоносных горизонтов и трещин угленосных толщ, а также небольшого количества производственных сточных вод, образующихся при использование гидравлических опор, охлаждение оборудования и орошение водой для снижения запыленности при добыче полезных ископаемых.

1.2 Характеристики качества шахтной воды
Качество шахтных вод в основном зависит от исходного качества подземных вод и зависит от множества факторов, таких как угольная пыль, каменная пыль в туннеле, а также жир, эмульсии, отходы и человеческие экскременты, сбрасываемые в результате горнодобывающей деятельности, что приводит к очевидным различиям. в качестве воды между различными шахтными водами. По качеству шахтные воды обычно делятся на шахтные воды с взвешенными веществами, шахтные воды высокой минерализации, кислые шахтные воды и шахтные воды, содержащие особые загрязняющие вещества.

В соответствии с особенностями добычи угля шахтная вода сначала хранится в подземных резервуарах для воды, которые обычно сливаются ночью, когда потребление электроэнергии низкое, и не сливаются днем, когда потребление электроэнергии высокое. Поэтому качество и количество шахтной воды сильно изменяются в течение одного и того же дня, что также является одной из основных характеристик шахтной воды.

2.1 Технология очистки шахтных вод, содержащих взвешенные вещества
Технология очистки шахтных вод, содержащих взвешенные вещества, в моей стране относительно развита и обычно использует процесс коагуляционного осаждения (осветления) + фильтрации.

Помимо традиционной технологии коагуляционного осаждения (осветления) технология очистки шахтных вод, содержащих взвешенные вещества, включает также технологию коагуляционного осаждения тяжелых сред, технологию супермагнитной сепарации, высокоэффективную циклонную технологию и технологию седиментационной фильтрации в выработанном пространстве. Среди них технология седиментационной фильтрации в выработанном пространстве ограничена многими гидрогеологическими условиями и не является универсальной. Существующие технологии очистки обычно имеют такие проблемы, как большая занимаемая площадь, длительный процесс, большая дозировка, сложная эксплуатация и техническое обслуживание, а также нестабильное качество сточных вод. Научно-исследовательская группа автора осуществила техническую инновацию и предложила краткосрочную и эффективную технологию очистки шахтных вод с использованием поликерамической мембраны в качестве основы. Эта технология не требует добавления лекарственных препаратов и заменяет традиционную коагуляционно-седиментационную фильтрацию. Содержание взвешенных веществ в сточных водах составляет менее 1 мг/л. Чтобы решить проблемы, связанные с дозировкой большого количества коагулянта и плохим эффектом коагуляции и седиментации в шахтной воде с высоким содержанием взвешенных веществ шахты деревни Дашу, был принят процесс вторичной коагуляции и седиментации, и степень удаления мутности достигла более 99%. а дозировка PAC была снижена на 25% по сравнению с традиционной коагуляцией. Процесс трубопроводной микрофлокуляции-ультрафильтрации использовался для очистки обычной шахтной воды с хорошей производительностью. Когда дозировка PAC составляла 6 мг/л, мутность сточных вод была ниже 0,07 NTU. Согласно результатам исследования на месте, председиментационный эффект подземного резервуара для воды и наземного регулирующего резервуара очень важен для стабильной и эффективной работы последующего процесса. В будущем следует приложить усилия для повышения производительности предварительного осаждения, разумного выбора последующего процесса и оптимизации параметров процесса.

2.2 Технология очистки шахтных вод высокой минерализации

Очистка шахтных вод высокой минерализации в основном делится на четыре стадии процесса в соответствии с последовательностью процессов: предварительная обработка, глубокая очистка, концентрационная обработка и выпарная кристаллизация.

2.2.1 Процесс предварительной обработки

Целью предварительной подготовки высокоминерализованной шахтной воды является удаление взвесей и жесткости, а также предотвращение образования накипи и загрязнения в последующем процессе опреснения. Технология удаления взвешенных веществ аналогична описанной в разделе 2.1. Технологии удаления жесткости включают метод химических агентов (обычные агенты включают карбонат натрия, бикарбонат натрия, известь и т. д.), метод ионного обмена, затравочный метод и технологию ингибитора накипи. В реальных инженерных приложениях умягчение агентов и удаление взвешенных частиц выполняются одновременно и используются в сочетании с ионообменным умягчением, а также в сочетании с мембранной технологией для улучшения качества сточных вод. В настоящее время основной проблемой предварительной обработки является плохой эффект удаления кремния. Будет ли процесс умягчения помещен на этапе предварительной очистки сырой воды или на этапе очистки концентрированной воды обратным осмосом, необходимо определить путем технико-экономического сравнения на основе показателей TDS и качества жесткости сырой воды из шахтных вод.

2.2.2 Процесс глубокого лечения

Процесс глубокой очистки сосредоточен на опреснении, включая обратный осмос, электродиализ и электросорбцию, а также другие процессы опреснения. Наиболее широко используется метод двойной мембраны ультрафильтрация + обратный осмос. В зависимости от качества шахтной воды степень восстановления системы обратного осмоса составляет 50–75%, а степень опреснения превышает 97%; массовая концентрация солей в воде, полученной обратным осмосом (пресной воде), ниже 1,000 мг/л и она перерабатывается для производства или быта. Массовая концентрация соли в концентрированной воде составляет 5,000~10,000 мг/л и требует дальнейшего концентрирования. Основной проблемой глубокой очистки является проблема загрязнения мембраны в двухмембранном методе. Загрязнение мембраны влияет на срок службы мембраны и эксплуатационные расходы. Усиление предварительной обработки, контроль твердости и входного индекса кремния, а также оптимизация рабочих параметров являются основными мерами по предотвращению загрязнения мембраны.

2.2.3 Процесс концентрационной обработки

Процесс концентрационной очистки концентрирует концентрированную воду, полученную системой обратного осмоса в процессе глубокой очистки, дополнительно уменьшает количество концентрированной воды и увеличивает содержание солей в концентрированной воде, чтобы снизить инвестиционные и эксплуатационные затраты на последующее испарение. процесс. Процессы концентрационной очистки включают обратный осмос морской воды (SWRO), высокоэффективный обратный осмос (HERO), обратный осмос с дисковой трубкой (DTRO), электродиализ (ED), механическую рекомпрессию пара (MVR) и многоступенчатое испарение (MED).

Мембранная технология подходит для концентрации рассола низкой концентрации, а термический метод подходит для высокой концентрации. Каждая технология концентрации имеет определенные ограничения. Крупные инвестиции и высокие эксплуатационные расходы по-прежнему остаются основными проблемами процесса концентрации. В практических приложениях более эффективное энергосбережение и снижение выбросов углекислого газа могут быть достигнуты за счет объединения нескольких технологий.

2.2.4 Процесс испарения и кристаллизации

Испарение и кристаллизация — это последний процесс, позволяющий полностью отделить воду и соль из рассола и добиться нулевого уровня выбросов. В основном это MVR, MED, многоступенчатое мгновенное испарение (MSF) и другие процессы. MVR и MED более широко используются в моей стране. Высокие инвестиции и энергозатраты на процессы испарения и кристаллизации являются ключом к проекту нулевых выбросов шахтной воды с высокой минерализацией. Развитие инновационных процессов с низким уровнем инвестиций и энергопотребления является будущим направлением развития этого процесса.

2.2.5 Технология разделения солей

Технология разделения солей является важным процессом для достижения нулевых выбросов и использования ресурсов шахтной воды высокой минерализации. Целью разделения солей является главным образом отделение SO4 2- от Cl-. Существует два типа разделения солей: мембранное (нанофильтрация) и термическое разделение солей. Нанофильтрационное разделение солей имеет низкое энергопотребление и простое в эксплуатации, но эффективность разделения отдельных солей низкая. Для достижения определенного эффекта требуется многократное разделение солей. Его часто используют в сочетании с термическими методами. В соответствии с массовым соотношением SO4 2- и Cl- в сырой воде, объединение двух технологий разделения солей и оптимизация процесса и параметров разделения солей являются будущим направлением развития.

2.2.6 Новая технология переработки ресурсов

Традиционный процесс нулевого сброса высокоминерализованной шахтной воды в конечном итоге использует технологию испарительной кристаллизации для перевода неорганических солей из раствора в кристаллическое состояние для восстановления. Существуют такие проблемы, как высокие инвестиции, высокие эксплуатационные расходы и низкая добавленная стоимость неорганических солей. Биполярный мембранный электродиализ (БМЭД) — новая технология мембранного разделения, позволяющая использовать концентрат шахтных вод высокой минерализации для приготовления кислот и щелочей определенной концентрации. Раствор кислоты и щелочи можно использовать в процессе нулевого сброса высокоминерализованной шахтной воды и в последующей цепочке угольной промышленности, чтобы снизить затраты на обработку системы и реализовать ресурс концентрата без фазовых изменений. Мембранная интегрированная система с BMED в качестве ядра может реализовать экологически чистую обработку шахтной воды с высокой минерализацией и обеспечивает значительный эффект снижения выбросов углекислого газа в сочетании с фотоэлектрической системой электропитания, что дает хорошие экономические и социальные выгоды.

2.3 Технология кислой очистки шахтных вод

Существует множество технологий очистки кислой шахтной воды. С точки зрения стадии очистки ее можно разделить на технологию контроля источника и технологию окончательной очистки, среди которых технологию окончательной очистки можно разделить на технологию активной очистки и технологию пассивной очистки; По механизму действия его можно разделить на физический метод, химический метод и биологический метод. В настоящее время наиболее развитой и наиболее применяемой технологией по-прежнему остается метод нейтрализации известью.

Многие кислые шахтные воды сбрасываются из закрытых и бесхозяйных шахт с высоким содержанием железа и марганца, что увеличивает сложность очистки и является самой большой проблемой при очистке кислых шахтных вод. В существующей технологии, за исключением метода нейтрализации, другие технологии имеют плохую адаптируемость к высокому содержанию железа и марганца. Направлением развития кислой очистки шахтных вод станет выбор подходящей технологии и направления использования в соответствии с местными условиями, объединение технологии контроля источников с технологией окончательной очистки, а также сочетание нескольких технологий очистки.

2.4 Технология очистки шахтных вод, содержащих особые загрязнители

Шахтные воды, содержащие особые загрязнители, представляют собой главным образом фторсодержащие, железосодержащие, марганецсодержащие шахтные воды и небольшое количество аммиачно-азотсодержащих шахтных вод. В зависимости от различных содержащихся особых загрязняющих веществ необходимо выбрать соответствующие меры очистки, чтобы соответствовать стандартам выбросов.

2.4.1 Технология очистки шахтных фторсодержащих вод

Для фторсодержащих шахтных вод обычно используемые методы очистки включают коагуляцию и седиментацию, адсорбцию и мембранные методы. Метод коагуляции и седиментации имеет преимущества, заключающиеся в удобстве эксплуатации, больших масштабах обработки и быстрой реакции, но имеет недостатки, связанные с добавлением большого количества коагулянта, низкой эффективностью дефторирования и образованием большого количества осадка. Метод адсорбции имеет преимущества хорошего качества сточных вод и стабильной работы. В настоящее время он широко используется. Обычно используемый адсорбент представляет собой активированный оксид алюминия. Перед использованием активированный оксид алюминия необходимо активировать серной кислотой. После активации активированный оксид алюминия несет в себе обменные сульфат-ионы, которые могут вступать в реакцию замещения с ионами фтора в воде. Эффект дефторирования лучше в диапазоне pH от 5 до 8. Активированный оксид алюминия после выхода из строя регенерируется сульфатом натрия. Технологическая схема заключается в добавлении адсорбционной колонны дефторирования после пула фильтров, показанного на рисунке 2; однако способ адсорбции активированным оксидом алюминия имеет такие проблемы, как низкая адсорбционная способность, низкая эффективность регенерации и сложность утилизации регенерированной жидкости. Чтобы решить проблему неудовлетворительного эффекта очистки одного метода дефторирования, для очистки шахтных вод с высоким содержанием фторидов в западном горнодобывающем районе был использован комбинированный процесс коагуляции, седиментации и адсорбции, и степень удаления фторид-ионов достигла 97,6%. . Технология мембранного разделения (обратный осмос) также показала хорошие результаты при очистке фторсодержащих сточных вод. За счет оптимизации параметров массовая концентрация фторида в стоках составляет менее 1 мг/л.

2.4.2 Технология очистки железо- и марганцевых шахтных вод

В основном это касается нейтральных шахтных вод, содержащих железо и марганец. Методы обработки включают естественное окисление, химическое окисление, контактное окисление и биологические методы.

Под влиянием добычи угля растворенный кислород в шахтной воде богат, а коагуляция и осаждение хорошо удаляют железо; Удаление марганца заключается в основном в формировании активной композитной фильтрующей мембраны на поверхности фильтрующего материала, которая удаляется контактной окислительной фильтрацией. Существующий способ очистки имеет проблему низкой эффективности удаления марганца. Будущим направлением развития являются исследования новых технологий скоординированного и эффективного удаления железа и марганца.

2.4.3 Технология очистки аммиачно-азотсодержащих шахтных вод

К основным методам очистки аммиачно-азотсодержащих шахтных вод относятся хлорирование до предела, окисление озоном и биологические методы. И метод хлорирования до точки разрыва, и метод озонового окисления используют окислительные свойства добавленного реагента для окисления аммиачного азота в воде до газообразного азота или нитрат-ионов. Технологическая схема заключается в добавлении окислителя перед реакционным отстойником, показанным на рисунке 2. Биологический метод заключается в том, что под действием различных микроорганизмов аммиачный азот в воде в конечном итоге генерирует газообразный азот посредством ряда реакций, таких как нитрификация и денитрификация. тем самым достигаясь цели удаления аммиачного азота. Технологическая схема заключается в добавлении процесса биологической очистки (например, аэрированного биологического фильтра) после резервуара фильтра, показанного на рисунке 2. Для очистки маломассовой концентрации (<2 mg/L) ammonia nitrogen mine water, it is more reasonable to use the oxidation method; while for mine water with a higher ammonia nitrogen mass concentration, biological treatment is an economical and effective method. Research and development of biological treatment technology suitable for the water quality characteristics of mine water is the future development trend.

1) Поскольку большая часть шахтных вод содержит определенное количество взвешенных веществ, технология удаления взвешенных веществ в шахтных водах является самой базовой. Для очистки взвешенных веществ в шахтных водах рекомендуется улучшить председиментационный эффект подземных резервуаров для воды и грунторегулирующих бассейнов, разработать и усовершенствовать технологии очистки подземных шахтных вод, такие как технологии противозаиления и опреснения резервуаров для подземных вод, использовать подземные сооружения и пространство для отвода чистой и грязной подземной шахтной воды, подачи чистой воды на склад, улучшения быстрой седиментации тяжелой среды, супермагнитной сепарации, прямой ультрафильтрации и другого технического оборудования, удовлетворения требований к подземному пространству и безопасности, а также сочетания автоматизации и интеллекта. достичь беспилотная операция.

2) В связи со стратегическим смещением добычи угля на запад количество шахтных вод с высокой минерализацией продолжает увеличиваться, а технология их очистки стала предметом исследований в области очистки шахтных вод. Учитывая характеристики качества высокоминерализованной шахтной воды, необходимо усилить предварительную очистку, разработать эффективную технологию удаления кремния и жесткости, подобрать технологию опреснения с учетом местных условий, внедрить устройства рекуперации энергии, новые энергетические и возобновляемые источники энергии (солнечная энергия, отходящее тепло, геотермальная энергия и т. д.) должны быть объединены, должна быть разработана зеленая энергосберегающая технология совместного опреснения, должен быть оптимизирован процесс разделения солей, кристаллизация, технология использования ресурсов без фазового перехода с BMED в качестве основного должны быть улучшены, процесс с нулевыми выбросами должен быть оптимизирован в целом, а технология хранения выработанного пространства с концентрированным рассолом должна использоваться условно для снижения затрат на очистку концентрированных соленых сточных вод.

3) Кислые шахтные воды и шахтные воды, содержащие особые загрязняющие вещества, в настоящее время трудно поддаются очистке. Рекомендуется принять распределенную, эффективную и направленную технологию очистки, провести исследования в области новых высокоселективных адсорбентов, биологической очистки, экологических водно-болотных угодий и процессов сопряжения, а также изучить естественное восстановление и управление.

4) Расширение исследований в области ключевых технологий производства основного оборудования, разработка новой технологии мембранного разделения, а также эффективной и энергосберегающей технологии обезвоживания осадка для достижения высокоэффективной и недорогой очистки шахтных вод.

горячая этикетка : трубчатая мембрана, Китайские производители трубчатой ​​мембраны, поставщики, завод