Трубна мембрана

 

 

Характеристики SiC мембрани

Висока міцність і стійкість до високих температур:Трубчаста мембрана JMFILTEC має виняткову твердість і механічну міцність, завдяки чому вона здатна витримувати високий тиск і великі навантаження. Важливо, що він демонструє надзвичайну стійкість до екстремальних температур, що дозволяє матеріалу зберігати свою стабільність і механічну міцність навіть у гарячому середовищі, де температура може досягати 1000~1500 градусів. Унікальні особливості мембрани роблять її ідеальним матеріалом для застосувань, які вимагають високої продуктивності в суворих умовах.

 

Висока пористість:Усередині керамічної мембрани з карбіду кремнію є тривимірна сітчаста структура, що призводить до багатьох щільних пор і високої питомої поверхні.

 

Відмінна теплопровідність:Карбід кремнію має чудову теплопровідність, що робить компоненти керамічної мембрани з карбіду кремнію дуже корисними в деяких сферах застосування, які вимагають високої теплопровідності, наприклад в теплообмінниках і датчиках високої температури.

 

Високий потік:Завдяки особливій структурі пор керамічні мембрани з карбіду кремнію можуть досягати більш високого потоку фільтрації.

 

Хороша хімічна стабільність:Керамічні мембрани з карбіду кремнію можуть стабільно працювати тривалий час у складних хімічних середовищах.

Стійкість до корозії:Керамічні мембрани з карбіду кремнію мають високу стійкість до багатьох корозійних газів і рідин, завдяки чому вони добре працюють у агресивних середовищах, таких як обробка кислотами та лугами в хімічній промисловості. Карбід кремнію є ковалентною сполукою, і йому важко реагувати з кислотами та лугами, тому він стійкий до сильних кислот і лугів, високих температур і хімічної корозії.

 

Електрична ізоляція:Керамічні мембрани з карбіду кремнію зазвичай мають хорошу електроізоляцію, що особливо важливо у високотемпературних середовищах, забезпечуючи їх стабільність у застосуваннях, які вимагають електроізоляційних властивостей.

 

Висока гідрофільність і олеофобність:Поверхня керамічних мембран з карбіду кремнію має хорошу гідрофільність, що сприяє фільтрації водних середовищ. У той же час його олеофобність дозволяє відокремлювати нафту від емульсій, тому він відіграє важливу роль у обробці масляних стічних вод і промислових стічних вод.

 

Висока точність фільтрації:Керамічна мембрана з карбіду кремнію може досягати рівнів мікрофільтрації та ультрафільтрації, ефективно видаляючи частки, краплі масла, емульсії та зважені тверді речовини.

 

Без забруднення:Керамічна мембрана з карбіду кремнію є екологічно чистим матеріалом, який не спричиняє вторинного забруднення.

 

Сильна антимікробна властивість:У ньому не можуть вижити мікроорганізми, і його можна використовувати в біології, медицині, харчуванні та інших галузях.

• Відмивання та концентрація нанопорошку
• Розділення нафти та води (вода для повторного закачування нафтових родовищ, регенерація рідких небезпечних відходів)
• Поділ матеріалу
• Розділення твердої рідини з високим вмістом твердої речовини (шахтна вода, біологічний ферментаційний бульйон)
• Фільтрація в жорсткому хімічному середовищі (очищення кислотою, відновлення нанопорошкового каталізатора)

Шахтна вода є важливим нетрадиційним джерелом води. Використання ресурсів шахтної води має велике значення для подолання дефіциту водних ресурсів і захисту навколишнього середовища в районах видобутку. Проаналізовано вихідні та якісні характеристики шахтної води, а також розглянуто основні технології очищення різних типів шахтної води, таких як завислі тверді речовини, висока мінералізація, кислі та спеціальні забруднювачі. Узагальнено характеристики та наявні проблеми кожної технології очищення. Більшість шахтної води містить певну кількість зважених твердих речовин, і якість і кількість води сильно відрізняються. Необхідно докласти зусиль для покращення ефекту попереднього осадження підземних резервуарів для води та наземних регулюючих резервуарів, розробити та вдосконалити технологію очищення підземної шахтної води та поєднати автоматизацію та інтелект для досягнення безпілотної роботи; Зі збільшенням кількості високомінералізованої шахтної води технологія її очищення стала центром досліджень у галузі очищення шахтної води. Необхідно посилити попередню обробку, розробити технологію ефективного видалення кремнію та видалення твердості, запровадити пристрої для відновлення енергії та розробити екологічну енергозберігаючу технологію опріснення в поєднанні з новою енергією та відновлюваною енергією. Процес нульових викидів слід оптимізувати в цілому, щоб зменшити витрати на очищення концентрованих солей; кислі та особливі забруднювачі шахтної води є труднощами в обробці шахтної води в даний час. Розподілену ефективну спрямовану технологію обробки слід прийняти для вивчення процесу сполучення та управління природним відновленням. Під керівництвом національної політики технологія очищення шахтної води розвиватиметься в напрямку більшого енергозбереження, високої ефективності, інтелекту та захисту навколишнього середовища.

1.1 Джерела шахтної води

Вугільні шахти є важливими мінеральними ресурсами, багатими на підземні осадові гірські породи з симбіозом вугільних пластів, водоносних горизонтів і водонепроникних шарів. Шахтна вода в основному надходить із підземних вод у водоносному шарі покрівлі, тріщинах пісковику, печерах і вирвах, а також із поверхневих вод, що проникають із верхнього шару порід, водоносних горизонтів і тріщин вугленосних шарів, а також невеликої кількості виробничих стічних вод, що утворюються використання гідравлічних опор, охолодження обладнання та розбризкування водою для зменшення пилу під час видобутку.

1.2 Характеристика якості шахтної води
Якість шахтної води в основному залежить від первинної якості води підземних вод і на неї впливають численні фактори, такі як вугільний пил, кам’яний пил у тунелі, жир, емульсії, відходи та людські екскременти, що викидаються під час гірничих робіт, що призводить до очевидних відмінностей. у якості води між різними шахтними водами. За якістю шахтну воду зазвичай поділяють на шахтну воду із завислими речовинами, шахтну воду з високою мінералізацією, кислу шахтну воду та шахтну воду, що містить спеціальні забруднюючі речовини.

Відповідно до особливостей видобутку вугілля, шахтна вода спочатку зберігається в підземних резервуарах для води, які зазвичай зливаються вночі, коли споживання електроенергії низьке, і не зливаються вдень, коли споживання електроенергії велике. Таким чином, якість і кількість шахтної води сильно змінюються протягом одного дня, що також є однією з основних характеристик шахтної води.

2.1 Технологія очищення шахтних вод із завислими речовинами
Технологія очищення шахтної води, що містить зважені речовини, у моїй країні є відносно розвиненою та зазвичай використовує коагуляційне осадження (освітлення) + процес фільтрації.

На додаток до традиційної технології коагуляційного осадження (освітлення), технологія очищення шахтної води, що містить зважені речовини, також включає технологію коагуляційного осадження важкої середньої води, технологію супермагнітної сепарації, високоефективну циклонну технологію та технологію фільтрації седиментації виробленої води. Серед них технологія фільтраційної седиментації виробленої продукції обмежена багатьма гідрогеологічними умовами і не є універсальною. Існуючі технології очищення зазвичай мають такі проблеми, як велика площа, тривалий процес, велике дозування, складна експлуатація та обслуговування, а також нестабільна якість стічної води. Дослідницька група автора здійснила технічну інновацію та запропонувала короткотехнологічну та ефективну технологію очищення шахтної води з полікерамічною мембраною в якості основного. Ця технологія не потребує додавання ліків і замінює традиційну коагуляційну седиментаційну фільтрацію. Зважені речовини в стоках менше 1 мг/л. Щоб вирішити проблеми великої кількості дозування коагулянту та поганого ефекту коагуляції та седиментації в шахтній воді з високим вмістом завислих речовин у шахті Dashu Village Mine, було прийнято вторинний процес коагуляції та седиментації, і швидкість видалення каламутності досягла понад 99%, і дозування PAC було зменшено на 25% порівняно зі звичайною коагуляцією. Процес мікрофлокуляції-ультрафільтрації в трубопроводі використовувався для очищення звичайної шахтної води з хорошою ефективністю. Коли доза PAC становила 6 мг/л, каламутність стічних вод була нижче 0.07 NTU. Згідно з результатами дослідження на місці, ефект попереднього осадження підземного водяного резервуару та наземного регулюючого резервуару дуже важливий для стабільної та ефективної роботи подальшого процесу. У майбутньому слід докласти зусиль для покращення потужності попереднього осадження, обґрунтованого вибору подальшого процесу та оптимізації параметрів процесу.

2.2 Технологія очищення шахтних вод високої мінералізації

Очищення шахтної води з високою мінералізацією в основному поділяється на чотири етапи процесу відповідно до послідовності процесу: попереднє очищення, глибоке очищення, концентраційне очищення та кристалізація випаровування.

2.2.1 Процес попередньої обробки

Метою попередньої обробки шахтної води з високою мінералізацією є видалення зважених речовин і жорсткості, а також уникнення утворення накипу та забруднення в подальшому процесі опріснення. Технологія видалення завислих речовин така ж, як і в розділі 2.1. Технології видалення твердості включають метод хімічного агента (звичайні агенти включають карбонат натрію, бікарбонат натрію, вапно тощо), метод іонного обміну, метод затравки та технологію інгібітора накипу. У реальних інженерних додатках пом’якшення агента та видалення зважених твердих частинок здійснюються одночасно та використовуються разом із іонообмінним пом’якшенням, а також поєднуються з мембранною технологією для покращення якості стічної води. В даний час основною проблемою попередньої обробки є поганий ефект видалення кремнію. Чи відбувається процес пом’якшення на стадії попередньої обробки сирої води чи на стадії обробки концентрованої води шляхом зворотного осмосу, необхідно визначити шляхом техніко-економічного порівняння на основі TDS і показників якості сирої води шахтної води.

2.2.2 Процес глибокої обробки

Процес глибокого очищення зосереджений на опрісненні, включаючи зворотний осмос, електродіаліз та електросорбцію та інші процеси опріснення. Найпоширенішим є метод подвійної мембрани ультрафільтрації + зворотного осмосу. Відповідно до різної якості шахтної води швидкість відновлення системи зворотного осмосу становить 50% ~ 75%, а швидкість опріснення перевищує 97%; масова концентрація солі у воді, отриманій шляхом зворотного осмосу (прісна вода), нижче 1,000 мг/л, і її повторно використовують для виробництва або експлуатації. Масова концентрація солі в концентрованій воді становить 5,000~10,000 мг/л і потребує подальшого концентрування. Основною проблемою глибокого очищення є проблема забруднення мембрани в методі подвійної мембрани. Забруднення мембрани впливає на термін служби мембрани та експлуатаційні витрати. Посилення попередньої обробки, контроль твердості та індексу входу кремнію, а також оптимізація робочих параметрів є основними заходами для запобігання забрудненню мембрани.

2.2.3 Процес концентраційної обробки

Процес концентраційної обробки концентрує концентровану воду, отриману системою зворотного осмосу в процесі глибокої очистки, додатково зменшує кількість концентрованої води та збільшує вміст солі в концентрованій воді, щоб зменшити інвестиційні та експлуатаційні витрати на подальше випаровування. процес. Процеси концентраційної обробки включають зворотний осмос морської води (SWRO), високоефективний зворотний осмос (HERO), зворотний осмос із дисковою трубкою (DTRO), електродіаліз (ED), парову механічну рекомпресію (MVR) і багатоефективне випаровування (MED).

Мембранна технологія підходить для концентрації розсолу меншої концентрації, а термічний метод підходить для високої концентрації. Кожна технологія концентрації має певні обмеження. Великі інвестиції та високі експлуатаційні витрати залишаються основними проблемами процесу концентрації. У практичному застосуванні кращого ефекту енергозбереження та зниження викидів вуглецю можна досягти шляхом поєднання кількох технологій.

2.2.4 Процес випаровування та кристалізації

Випаровування та кристалізація є останнім процесом для повного розділення води та солі з високим вмістом розсолу та досягнення нульового викиду. В основному є процеси MVR, MED і багатоступінчастого швидкого випаровування (MSF) та інші. MVR і MED більш широко використовуються в моїй країні. Високі інвестиції та енергоспоживання процесу випаровування та кристалізації є ключем до проекту з нульовими викидами високомінералізованої шахтної води. Розвиток інноваційних процесів з низьким рівнем інвестицій та низьким енергоспоживанням є майбутнім напрямком розвитку цього процесу.

2.2.5 Технологія сепарації солей

Технологія сепарації солі є важливим процесом для досягнення нульових викидів і використання ресурсів високомінералізованої шахтної води. Метою розділення солей є головним чином відокремити SO4 2- від Cl-. Існує два типи поділу солі: мембранне (нанофільтраційне) поділ солі та термічне поділ солі. Нанофільтраційна сепарація солі має низьке енергоспоживання і проста в експлуатації, але ефективність одноразової сепарації солі низька. Для досягнення певного ефекту потрібне багаторазове відділення солі. Часто використовується в поєднанні з термічними методами. Відповідно до масового співвідношення SO4 2- і Cl- у сирій воді, поєднання двох технологій розділення солі та оптимізація процесу та параметрів розділення солі є майбутнім напрямком розвитку.

2.2.6 Нова технологія обробки ресурсів

Традиційний процес нульового скидання шахтної води з високою мінералізацією в кінцевому підсумку використовує технологію кристалізації випаровування для перетворення неорганічних солей із розчину в кристалічний стан для відновлення. Існують такі проблеми, як великі інвестиції, високі експлуатаційні витрати та низька додана вартість неорганічних солей. Біполярний мембранний електродіаліз (BMED) — це нова технологія мембранного розділення, яка дозволяє використовувати концентрат шахтної води з високою мінералізацією для приготування кислот і лугів певної концентрації. Розчин кислоти та лугу можна використовувати в процесі нульового скидання шахтної води з високою мінералізацією та в ланцюжку вугільної промисловості, щоб зменшити витрати на обробку системи та реалізувати ресурс концентрату без зміни фази. Мембранна інтегрована система з BMED в якості ядра може реалізувати очищення екологічно чистих ресурсів шахтної води з високим ступенем мінералізації та має значний ефект скорочення викидів вуглекислого газу в поєднанні з фотоелектричною системою електропостачання з хорошими економічними та соціальними перевагами.

2.3 Технологія кислотної очистки шахтної води

Існує багато технологій очищення кислотних шахтних вод. З точки зору стадії лікування, її можна розділити на технологію контролю джерела та технологію кінцевої обробки, серед яких технологію кінцевої обробки можна розділити на технологію активної обробки та технологію пасивної обробки; за механізмом дії його можна розділити на фізичний метод, хімічний метод і біологічний метод. В даний час найбільш зрілою і найбільш застосовуваною технологією залишається метод нейтралізації вапна.

Багато кислих шахтних вод скидаються із закритих і безхазяйних шахт із високим вмістом заліза та марганцю, що ускладнює очищення та є найбільшою проблемою при обробці кислих шахтних вод. В існуючій технології, окрім методу нейтралізації, інші технології погано адаптуються до високих вмістів заліза та марганцю. Вибір відповідної технології та напряму використання відповідно до місцевих умов, поєднання технології контролю джерела з технологією кінцевої обробки та поєднання багатьох технологій обробки стане напрямком розвитку кислотної обробки шахтної води.

2.4 Технологія очищення шахтних вод, що містять особливі забруднюючі речовини

Шахтні води, що містять особливі забруднювачі, це переважно фторовмісні, залізовмісні, марганцеві шахтні води та невелика кількість аміачно-азотовмісних шахтних вод. Відповідно до різних спеціальних забруднювачів, що містяться, необхідно вибрати відповідні заходи очищення, щоб відповідати стандартам викидів.

2.4.1 Технологія очищення шахтної води, що містить фтор

Для шахтної води, що містить фтор, зазвичай використовуються методи очищення, включаючи коагуляцію та седиментацію, адсорбцію та мембранні методи. Метод коагуляції та седиментації має такі переваги, як зручна робота, великий масштаб обробки та швидка реакція, але він має недоліки, такі як додавання великої кількості коагулянту, низька ефективність дефторування та утворення великої кількості осаду. Адсорбційний метод має такі переваги, як хороша якість стоків і стабільна робота. В даний час широко використовується. Зазвичай використовуваним адсорбентом є активований оксид алюмінію. Активований оксид алюмінію перед використанням необхідно активувати сірчаною кислотою. Після активації активований оксид алюмінію переносить обмінні сульфат-іони, які можуть вступати в реакцію заміщення з іонами фтору у воді. Ефект дефторування кращий в діапазоні pH від 5 до 8. Активований глинозем після руйнування регенерується сульфатом натрію. Послідовність процесу полягає у додаванні адсорбційної колони дефторування після басейну фільтра на малюнку 2; однак метод адсорбції активованим оксидом алюмінію має такі проблеми, як низька адсорбційна здатність, низька ефективність регенерації та труднощі утилізації регенерованої рідини. Щоб вирішити проблему незадовільного ефекту очищення від одного методу дефторування, комбінований процес коагуляції, седиментації та адсорбції використовувався для обробки шахтної води з високим вмістом фтору в західній зоні видобутку, і швидкість видалення іонів фтору досягла 97,6% . Технологія мембранного розділення (зворотний осмос) також показала хороші результати застосування при обробці фторвмісних стічних вод. Завдяки оптимізації параметрів масова концентрація фтору в стічних водах становить менше 1 мг/л.

2.4.2 Технологія очищення залізовмісних і марганцевмісних шахтних вод

Це в основному спрямовано на нейтральну шахтну воду, що містить залізо та марганець. Методи обробки включають природне окислення, хімічне окислення, контактне окислення та біологічні методи.

Під впливом видобутку вугілля розчинений кисень у шахтній воді багатий, а коагуляція та осадження мають хороший ефект видалення заліза; Видалення марганцю в основному полягає в утворенні активної композиційної фільтрувальної мембрани на поверхні фільтруючого матеріалу, яка видаляється шляхом контактної окислювальної фільтрації. Сучасний метод обробки має проблему низької ефективності видалення марганцю. Дослідження нових технологій для скоординованого та ефективного видалення заліза та марганцю є напрямом розвитку майбутнього.

2.4.3 Технологія очищення аміачно-азотовмісних шахтних вод

Основні методи очищення аміачно-азотовмісної шахтної води включають хлорування за межею, окислення озоном і біологічні методи. Як метод хлорування за точкою розриву, так і метод окислення озоном використовують окиснювальну властивість доданого реагенту для окислення аміачного азоту у воді до газоподібного азоту або іонів нітрату. Потік процесу полягає в додаванні окислювача перед реакційним відстійником на малюнку 2. Біологічний метод полягає в тому, що під дією різних мікроорганізмів аміачний азот у воді в кінцевому підсумку генерує газоподібний азот через ряд реакцій, таких як нітрифікація та денітрифікація, таким чином досягається мета видалення аміачного азоту. Послідовність процесу передбачає додавання процесу біологічної очистки (наприклад, аерований біологічний фільтр) після резервуара фільтра на малюнку 2. Для обробки маломасової концентрації (<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) Оскільки більшість шахтної води містить певну кількість зважених речовин, технологія видалення зважених речовин у шахтній воді є найпростішою. Для очищення завислих твердих речовин у шахтних водах рекомендується покращити ефект попереднього осадження підземних резервуарів для води та наземних регулюючих басейнів, розробити та вдосконалити технології очищення підземних шахтних вод, такі як технології протизамулення та знемулення підземних резервуарів для води, використовувати підземні споруди та простір для реалізації підземного відведення чистої та брудної води, чистої води на склад, покращення важкого середнього швидкого осадження, супермагнітного розділення, прямого ультрафільтрація та інше технічне обладнання, відповідають вимогам підземного простору та безпеки, а також поєднують автоматизацію та інтелект для досягнення безпілотної роботи.

2) Зі стратегічним переміщенням вугілля на захід кількість високомінералізованої шахтної води продовжує збільшуватися, а технологія її очищення стала центром досліджень у галузі очищення шахтної води. З огляду на характеристики якості високомінералізованої шахтної води, слід посилити попередню обробку, розробити технологію ефективного видалення кремнію та усунення твердості, вибрати технологію опріснення відповідно до місцевих умов, запровадити пристрої рекуперації енергії, нові джерела енергії та відновлювана енергія (сонячна енергія, відпрацьоване тепло, геотермальна енергія тощо) має бути об’єднана, слід розробити зелену енергозберігаючу поєднану технологію опріснення, слід розробити процес кристалізації сепарації солі оптимізовану технологію використання ресурсів без зміни фази з BMED як основою слід покращити, процес з нульовими викидами слід оптимізувати в цілому, а технологію зберігання концентрованого розсолу слід використовувати умовно, щоб зменшити вартість очищення концентрованих солоних стічних вод.

3) Кислу шахтну воду та шахтну воду, що містить особливі забруднюючі речовини, наразі важко очищати. Рекомендується прийняти розподілену, ефективну та спрямовану технологію очищення, проводити дослідження нових високоселективних адсорбційних агентів, біологічного очищення, екологічних водно-болотних угідь та процесів сполучення, а також досліджувати природне відновлення та управління.

4) Розширити дослідження ключових технологій виробництва основного обладнання, розробити нову технологію мембранного розділення та ефективну та енергозберігаючу технологію зневоднення осаду для досягнення високоефективної та недорогої обробки шахтної води.

Популярні Мітки: трубчаста мембрана, виробники трубчастої мембрани в Китаї, постачальники, фабрика