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(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?yáng)產(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(lái)的水質(zhì)非常穩(wěn)定。傳統(tǒng)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(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(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(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(shuō)，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(wú)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(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(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(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(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(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(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(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(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(guò)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(wàn)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(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(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。