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废水处理技术知多少?盘点7种净化水技术,总有一款适合你

 柒国联军 2021-11-14

现在净水技术无法继续满足市场高要求标准,全球水处理产品商家正在积极探索最先进的水过滤技术,例如碳纳米管和先进的膜系统,以更好地为其业主客户服务。

下面为大家推荐水技术公司列出了七种最新的水净化技术,它们很可能替代现有的水净化工艺。这些技术你听说吗?

纳米技术

纳米技术涉及在原子或分子尺度上施加材料的几种方法和过程。与传统的水净化方法相比,基于纳米技术的水净化过程被认为是模块化的,高效且具有成本效益的。

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纳米技术在水处理过程中的主要应用包括银,铜和零价铁(ZVI)纳米颗粒,纳米结构的光催化剂,纳米膜和纳米吸附剂。

纳米粒子的较大的体积比可增强化学粒子和生物粒子的吸附,同时能够以非常低的浓度分离污染物。纳米吸附剂具有特定的物理和化学特性,可以从水中去除金属污染物。

碳纳米管(CNT)被认为是用于水净化的主要纳米材料之一。基于CNT的过滤系统可以从水中去除有机,无机和生物化合物。

Alfa Laval、Applied Membranes、DowDuPont、GEA Group、Inopor和Koch Membrane Systems等全球公司都参与了纳米材料膜的开发,以在处理过程中消除污染物。

纳米碳管技术

声学纳米管技术是由美国国家航空航天局(Nasa)约翰逊太空中心(Johnson Space Center)的科学家发明的。它利用声学代替压力来引导水通过小直径碳纳米管。

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该技术基于与碳纳米管集成的声学驱动分子筛,该分子筛允许水分子通过,同时阻止任何较大的分子和污染物。与传统的过滤系统相比,它消耗的功率更少,并且可以将水从污染物中带走,而不是从水中去除污染物。该过程还消除了冲洗过滤器系统的需要。

声纳米管技术的主要应用是市政自来水厂,医疗机构,实验室,蒸馏厂,海水淡化厂,工业设施,废水处理厂和消费领域。根据用户的过滤需求,该创新可通过集成多个过滤器进行扩展。

美国国家航空航天局(Nasa)获得专利的声学纳米管技术可供这些公司许可使用,并发展成为商业净水产品。

光催化净水技术

近年来,由于使用光催化处理水的效率高,因此在水处理中的应用越来越受到重视。该技术利用光催化剂和紫外线(UV)去除水中的有毒物质。

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松下开发了一种将光催化剂(二氧化钛)与市售吸附剂和称为沸石的催化剂结合的技术,可确保从水中有效分离和回收光催化剂,以供再利用。二氧化钛可将多种有机化合物矿化成安全的最终产品。催化剂使用来自太阳光或人造光的紫外线辐射来分离物质。

光催化可以分解多种有机材料,雌激素,农药,染料,原油和微生物(例如病毒和抗氯病原体)以及无机化合物(例如一氧化二氮)。

光催化水处理系统适用于水和废水处理设施,可以处理被大量有机物或金属污染的工业废水。

Aquaporin Inside™技术

丹麦清洁技术公司Aquaporin的Aquaporin Inside™技术基于仿生水处理膜设计。水通道蛋白使水能够快速,高度选择性地转移到整个细胞膜上。它们使细胞根据静水压和渗透压差调整其体积和内部渗透压。

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水通道通道的独特结构允许水分子通过并阻止所有其他化合物。天然仿生膜也可作为开发人造仿生膜系统的基础。该技术正在工业和家庭用水过滤和净化系统中使用。

Aquaporin Inside膜是市场上唯一使用水通道蛋白净化饮用水的膜。该膜可用于正向渗透(FO)和反渗透(RO)应用。

Aquaporin太空联盟(ASA)是Aquaporin与丹麦航空航天公司(DAS)的合资企业,正在与欧洲和美国的公司合作,将专利的Aquaporin Inside™技术在太空应用和太空计划中商业化。

自动可变过滤(AVF)技术

自动可变过滤(AVF)技术涉及一个简单的过程,其中流入水的向上流动被过滤介质的向下流动清洗。它消除了清洁过滤介质的任何其他过程或淡水的需要。

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AVF方法采用嵌入可变阵列中的连续清洁的降床过滤器。系统的两阶段配置集成了两组可以在串行或并行模式下运行的媒体过滤器。

该工艺可提供与微滤技术同等质量的水,且成本仅为低压膜的一小部分。它没有活动部件,消耗的功率更少,从而节省了运营和维护成本。

AVF系统适用于市政饮用水和废水处理,废水回收和再利用,膜工艺和脱盐应用的预过滤。

SCONDAⓇ工艺技术

来自太原理工大学的周鑫教授团队与新加坡南洋理工大学的刘雨教授合作研发了一种异养/自养耦合型部分Anammox一体化生物膜新工艺—SCONDA®(SimultaneousCarbonOxidation, partialNitritation,Denitritation andAnammox),该工艺有机结合了短程硝化-反硝化-Anammox等异养与自养脱氮过程,可实现高浓度含氨有机废水的一步式高效处理,相关成果已发表于Bioresource Technology、Chemosphere等,有望为该领域提供一种经济高效、普适性强的新型脱氮处理技术。

在运行阶段,为促进短程脱氮过程中NO2--N积累和Anammox的脱氮性能,分别采用两种不同的运行策略实现SCONDA过程。

策略Ⅰ:逐步提高进水氨氮浓度

策略Ⅱ:直接从短程硝化过程转换

SCONDA显示了优良的脱氮除碳性能。在高浓度含氨有机废水废水处理应用方面,SCONDA可直接应用于具有中等碳氮比(1.0<C/N<5.0)废水的一体化处理;而对于较高C/N废水,可预设高速厌氧消化单元进行部分COD去除及产甲烷回收,然后与SCONDA工艺耦合实现工艺简化与节能降耗的目的。目前,研究团队已将SCONDA工艺成功应用于含苯酚、含吡啶等有毒难降解高浓度含氮有机模拟废水处理,并同步开展煤化工、屠宰等实际行业废水处理技术应用。此外,基于SCONDA的理念亦正在拓展应用于低氨氮城市污水主流脱氮中。相信在未来含氮有机废水可持续处理领域,SCONDA工艺将具有更广阔的应用前景。

磁分离法

所谓的磁分离就是根据不同物质具有不同的磁性性质(物质的磁性可分为三种:铁磁性、顺磁性和反磁性,其中铁磁性物质可以作为磁种添加到弱磁性的废水中进行磁分离),当废水中的磁性物质或者非磁性物质(需要添加磁种)处于磁场中时,物质必然会受到来自磁场的作用力,当然,废水中的悬浮不仅受磁场力,还受到重力、流体黏滞力、流体惯性力以及分子间的吸引力,只要我们所施加的磁场足够大,就可以使得废水中的悬浮颗粒进行磁分离。

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而磁分离的方法又可以采用永磁分离和电磁分离(包含超导磁分离)。磁力大小的公式为Fu=γVH(dH/dx),其中,γ为颗粒本身磁化率,V为颗粒体积,H为磁场强度,dH/dx为磁场强度梯度。从实际应用中来考虑,如果我们单纯的用永磁体增加磁场强度,的确可以增加磁场力的大小,但是这样所制造的磁铁太耗成本。因此大多采用磁梯度分离法,即只需要增加磁场强度的梯度,就可以达到增强磁场力的效果。值得一提的是,要想产生高强度的磁场,用一般的永磁铁,很难实现,可以采用超导体来实现,理论上处于临界温度以下的超导体所产生的磁场强度可以达到10T以上,可以在无需添加磁种的情况下就能轻松实现磁分离。一般的梯度磁分离可分离微细颗粒(线度1um)和弱磁性微粒(磁化率低到10-6),那么,超导梯度磁分离的范围和精度将比此更广,更精确。

无疑,磁分离技术在废水处理中不仅高效环保,而且造价和维护成本低,作为一般的磁分离的加强版——超导磁分离技术将大大提升常导磁分离的性能。我们有理由相信,随着科学家对磁体、污染物的分离程度的机制等方面的不断研究,磁分离技术将被应用到寻常百姓家中。

文章来源: 环保新视界,慧聪水工业网,蝌蚪五线谱

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