膜分離是在20世紀初出現,20世紀60niandaihouxunsujueqideyimenfenlixinjishu。xiandaimofenlijishushizhizaifenzishuipingshangbutonglijingfenzidehunhewuzaitongguobantoumoshi,shixianxuanzexingfenlidejishu,bantoumoyouchengfenlimohuolvmo,shiyizhonggudingdemozujian,tongchangyoutedingdemocailiaojiagongercheng,mobibumanxiaokong,genjukongjingdaxiaokeyifenwei:微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)、反滲透膜(RO)等。
膜分離技術由於兼有分離、濃縮、純化和精製的功能,又有高效、節能、環保、分子級過濾及過濾過程簡單、易於控製等特征,因此,已廣泛應用於食品、醫藥、生物、環保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領域,產生了巨大的經濟效益和社會效益,已成為當今分離科學中最重要的手段之一。
液膜分離也是一種有效的工業化分離技術,同樣屬於物理分離過程,也屬於現代膜分離技術的一種。
但(dan)液(ye)膜(mo)分(fen)離(li)不(bu)采(cai)用(yong)固(gu)定(ding)的(de)膜(mo)組(zu)件(jian),而(er)是(shi)模(mo)擬(ni)生(sheng)物(wu)膜(mo)的(de)結(jie)構(gou),利(li)用(yong)選(xuan)擇(ze)性(xing)透(tou)過(guo)原(yuan)理(li),以(yi)膜(mo)兩(liang)側(ce)溶(rong)質(zhi)的(de)化(hua)學(xue)濃(nong)度(du)差(cha)為(wei)傳(chuan)質(zhi)推(tui)動(dong)力(li),使(shi)料(liao)液(ye)中(zhong)待(dai)分(fen)離(li)溶(rong)質(zhi)在(zai)膜(mo)內(nei)相(xiang)富(fu)集(ji)濃(nong)縮(suo)來(lai)分(fen)離(li)待(dai)分(fen)離(li)物(wu)質(zhi)。分(fen)離(li)過(guo)程(cheng)依(yi)托(tuo)的(de)液(ye)膜(mo)通(tong)常(chang)由(you)膜(mo)溶(rong)劑(ji)、表麵活性劑和流動載體組成。
我們可以看出,無論是采用固定膜組件完成的固膜分離過程,還是由膜溶劑、表biao麵mian活huo性xing劑ji和he流liu動dong載zai體ti構gou成cheng液ye膜mo後hou完wan成cheng的de液ye膜mo分fen離li過guo程cheng,其qi傳chuan質zhi過guo程cheng都dou是shi借jie助zhu於yu相xiang對dui穩wen定ding的de傳chuan質zhi膜mo界jie麵mian完wan成cheng的de,我wo們men可ke視shi之zhi為wei靜jing態tai膜mo。此ci類lei靜jing態tai膜mo的de傳chuan質zhi過guo程cheng都dou必bi須xu消xiao耗hao外wai加jia機ji械xie動dong力li或huo化hua學xue力li才cai能neng完wan成cheng,因yin此ci項xiang目mu投tou資zi與yu處chu理li成cheng本ben相xiang對dui較jiao高gao。
經jing現xian有you研yan究jiu和he工gong業ye實shi踐jian表biao明ming,還hai有you另ling外wai一yi種zhong特te殊shu的de液ye膜mo分fen離li技ji術shu,我wo們men稱cheng之zhi為wei動dong態tai膜mo分fen離li技ji術shu,既ji不bu需xu要yao固gu定ding的de膜mo組zu件jian,亦yi不bu是shi利li用yong特te定ding液ye膜mo的de選xuan擇ze性xing透tou過guo原yuan理li,而er是shi利li用yong溶rong質zhi在zai氣qi液ye兩liang相xiang間jian的de濃nong度du差cha為wei傳chuan質zhi推tui動dong力li,利li用yong溶rong質zhi分fen子zi在zai兩liang相xiang間jian的de相xiang平ping衡heng原yuan理li為wei推tui動dong力li,使shi兩liang相xiang間jian的de有you效xiao傳chuan質zhi麵mian積ji、傳質推動力和傳質速率最大化,促使液相中的溶質快速向氣相轉移,從而達到預期的傳質效果。
因為動態膜分離為純物理方法,而且可以在常溫下操作,設備結構簡單、適用性強、運行成本低,加上傳質效率又遠高於傳統傳質單元設備,所以特別適用於各類吸收與解吸過程。
1 動態膜分離技術及其工作原理
動(dong)態(tai)膜(mo)分(fen)離(li)的(de)傳(chuan)質(zhi)過(guo)程(cheng)原(yuan)理(li)與(yu)一(yi)般(ban)的(de)氣(qi)液(ye)相(xiang)平(ping)衡(heng)過(guo)程(cheng)完(wan)全(quan)一(yi)樣(yang),隻(zhi)不(bu)過(guo)其(qi)相(xiang)應(ying)的(de)液(ye)相(xiang)已(yi)更(geng)換(huan)為(wei)液(ye)膜(mo)。由(you)於(yu)這(zhe)種(zhong)液(ye)膜(mo)是(shi)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de),在(zai)正(zheng)常(chang)操(cao)作(zuo)時(shi)會(hui)不(bu)斷(duan)更(geng)新(xin),相(xiang)互(hu)接(jie)觸(chu)的(de)氣(qi)液(ye)兩(liang)相(xiang)也(ye)會(hui)不(bu)斷(duan)變(bian)換(huan),從(cong)而(er)可(ke)使(shi)氣(qi)液(ye)相(xiang)平(ping)衡(heng)始(shi)終(zhong)維(wei)持(chi)在(zai)接(jie)觸(chu)初(chu)始(shi)的(de)較(jiao)高(gao)效(xiao)率(lv)區(qu)。
2 工業動態膜旋轉泡沫分離裝置的結構
實際工程應用的動態膜旋轉泡沫分離裝置由波管、尾氣管、循環槽、鼓風機和循環泵等五個主要部分構成。汙水通過循環泵送至波管,與進入波管的高速氣流直接接觸,在液相流體的作用下而被分散、扭轉和壓縮,形成相對穩定的氣泡。當兩相動量達到平衡時,便會在波管內形成一段由大量微細泡沫構成、高度湍動的駐波區,即動態膜旋轉泡沫分離區。
正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)時(shi),動(dong)態(tai)膜(mo)旋(xuan)轉(zhuan)泡(pao)沫(mo)分(fen)離(li)裝(zhuang)置(zhi)的(de)氣(qi)相(xiang)由(you)風(feng)機(ji)送(song)入(ru),液(ye)相(xiang)由(you)循(xun)環(huan)泵(beng)送(song)入(ru)。尾(wei)氣(qi)管(guan)承(cheng)擔(dan)尾(wei)氣(qi)淨(jing)化(hua)任(ren)務(wu),循(xun)環(huan)槽(cao)承(cheng)擔(dan)氣(qi)液(ye)固(gu)三(san)相(xiang)的(de)分(fen)離(li)任(ren)務(wu)。根(gen)據(ju)用(yong)戶(hu)的(de)要(yao)求(qiu),裝(zhuang)置(zhi)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)應(ying)用(yong)於(yu)高(gao)氨(an)氮(dan)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)和(he)脫(tuo)硫(liu)脫(tuo)硝(xiao),也(ye)可(ke)應(ying)用(yong)於(yu)二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)在(zai)不(bu)同(tong)形(xing)式(shi)空(kong)間(jian)的(de)殺(sha)菌(jun)消(xiao)毒(du)。
啟動時,先在循環槽中加入一定量需要的水,啟動循環泵循環,再將二氧化氯原料和活化劑直接依次定量加入循環槽,利用循環泵使其均勻混合。
從溶液中揮發出來的二氧化氯氣體會(hui)通(tong)過(guo)波(bo)管(guan)中(zhong)的(de)旋(xuan)轉(zhuan)泡(pao)沫(mo)動(dong)態(tai)膜(mo)迅(xun)速(su)擴(kuo)散(san)到(dao)由(you)鼓(gu)風(feng)機(ji)送(song)入(ru)的(de)空(kong)氣(qi)中(zhong),擴(kuo)散(san)速(su)率(lv)快(kuai),且(qie)均(jun)勻(yun)。混(hun)合(he)氣(qi)體(ti)與(yu)剩(sheng)餘(yu)的(de)液(ye)相(xiang)則(ze)一(yi)同(tong)落(luo)入(ru)循(xun)環(huan)槽(cao)。帶(dai)有(you)一(yi)定(ding)濃(nong)度(du)二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)的(de)混(hun)合(he)氣(qi)體(ti)再(zai)經(jing)過(guo)循(xun)環(huan)槽(cao)完(wan)成(cheng)三(san)相(xiang)分(fen)離(li),然(ran)後(hou)進(jin)入(ru)尾(wei)氣(qi)管(guan)去(qu)除(chu)液(ye)沫(mo),然(ran)後(hou)送(song)至(zhi)輸(shu)送(song)管(guan)網(wang)送(song)至(zhi)預(yu)定(ding)空(kong)間(jian)進(jin)行(xing)殺(sha)菌(jun)消(xiao)毒(du)。
3.2 動態膜裝置用於空間殺菌消毒的技術優勢
通過動態膜裝置發生二氧化氯,並能同時與空氣均勻混合,有以下技術優勢:
1)動態膜裝置的波管內高速旋轉的泡沫構成的駐波層,傳質效率高、傳質麵積大,傳質推動力大,能使二氧化氯在空氣中的氣化速率大幅度增加。
2)常溫操作,無須加熱,能耗低,發生成本低。
3)二氧化氯氣體的發生量幾乎不受限製,可大可小,而且可控,適用於各類大小空間的空氣殺菌消毒。
4)能直接產生二氧化氯與空氣的均勻混合物用管道輸送,並均勻分布到需要殺菌消毒的空間,工藝簡單,效率高、可控性好。
5)可直接生成一定濃度的空氣與二氧化氯的混合氣體,無須二次混合擴散,輸送方便,使用簡單,可靠性高。
6)可直接采用液態二氧化氯、固體二氧化氯,甚至亞氯酸鈉、氯酸鈉為原料生成的二氧化氯氣體可迅速被空氣安全帶出,適用性強。
4 結論
原料來源廣泛,且高效、可控的動態膜二氧化氯發生裝置與二氧化氯氣體在空間殺菌消毒領域的獨特優勢結合,可設計為不同發生量和使用濃度的專用裝置,廣泛應用於賓館、酒店、寫字樓、售票處、醫院、大會堂、會議室、學校等公共場所,甚至於可用於一些空間相對較大、人員相對聚集的公交車、火車、輪船、客機等交通運輸工具上的空間殺菌與消毒。
但dan動dong態tai膜mo二er氧yang化hua氯lv發fa生sheng裝zhuang置zhi與yu傳chuan統tong的de二er氧yang化hua氯lv發fa生sheng器qi遵zun循xun的de化hua學xue反fan應ying原yuan理li與yu活huo化hua原yuan理li是shi完wan全quan一yi樣yang的de,但dan反fan應ying與yu傳chuan遞di過guo程cheng的de原yuan理li則ze有you著zhe本ben質zhi的de不bu同tong,與yu傳chuan統tong的de二er氧yang化hua氯lv發fa生sheng器qi相xiang比bi,可ke獲huo得de的de傳chuan質zhi麵mian積ji更geng大da,可ke獲huo得de的de傳chuan質zhi推tui動dong力li也ye更geng大da,傳chuan質zhi麵mian積ji的de表biao麵mian更geng新xin頻pin率lv也ye更geng高gao,從cong而er可ke以yi獲huo得de更geng高gao的de傳chuan質zhi效xiao率lv。但dan其qi需xu要yao的de設she備bei投tou資zi與yu運yun行xing成cheng本ben卻que更geng低di,且qie日ri常chang運yun行xing操cao作zuo卻que更geng為wei穩wen定ding和he簡jian單dan、易控。
加上動態膜二氧化氯發生裝置作為新一代的二氧化氯就地發生裝置,其最大的優勢是:常溫常壓操作、設備簡單易控,可直接產生含一定低二氧化氯濃度的混合氣體,安全性好,其廣泛的實際應用前景也將會越來越受到人們的重視。