化工废水处理中膜技术的应用
随着我国社会经济的不断发展,化工产业的地位也逐渐提高,随之而来的水污染问题不断加剧。化工污水的处理已经成为人们目前所关注的焦点,倘若处理不当对人们身体健康以及自然生态环境都会带来危害。为此,就化工废水处理中膜技术的应用做出探究,目的就是为了找到化工废物的处理方法,从而促进我国社会经济稳固发展。
随着对化工废水排放污染的日益严重,人们对化工污水的处理变得越来越关注,倘若这些废水不能得到妥善处理和排放,会对自然环境以及人们身体健康甚至是农业生产造成非常大的影响。科学技术的不断进步,废水处理的方法也变得越来越完善,其中膜技术是废水处理技术中的一种,它的处理过程主要是物理过程对自然环境是无害的。为此,本文就膜技术在化工废水处理中的应用作出相关分析,希望对相关人士有所帮助。
1 化工废水处理中膜技术的应用优势
随着化工行业的不断兴起,化工废水的排放量也日益增长,倘若废水处理不妥善,不仅对自然环境造成非常大的影响,使人们赖以生存的环境被不断破坏,同时对人类身体健康也十分不利,为此为了进一步提高化工废水处理的效果,可以引入膜技术,该技术在操作过程中所涉及的方面较广泛,例如,压力、浓度、电势梯度等,然而由于混合体大部分是由多组分构成的,为此可以利用膜技术对其进行选择性渗透,同时利用化学位差作为推动力,可以使混合物中的气体、液体进一步分离和提纯[1]。在化工废水处理过程中,膜技术是广泛应用的方法,不仅可以有效净化降低废水对自然环境、人体健康的威胁,同时也可高效将废水中的污染物去除掉,并将废水中有用的物质进行回收利用。膜技术相比以往传统的过滤技术来讲不仅可以降低企业废水处理的经济支出,同时也进一步提高了企业的经济效益和社会收益,这是因为膜技术在对化工废水处理过程中,它是一种物理过程且无需发生相的变化或者添加助剂,这也是膜技术被广泛应用于化工废水处理中的原因。
2 化工废水处理中膜技术的应用
2.1 微滤膜技术
微滤膜技术根据成膜材料分为无机膜和有机高分子膜,让废水经过这些分子膜精细过滤的方式来对化工废水中的病菌或者是有毒物质进行过滤,从而降低废水对自然环境和人体健康的危害,使人们可以获得一个优良、洁净的生存环境,进一步高效开展工作以及生活。因为此技术对废水处理效果特别显著,所以被很多石油化工行业所使用,它表面的孔隙率十分高,一般可以达到70%,是其他过滤滤纸的40 倍左右[2]。同时微滤膜的厚度比较小,使液体被过滤中的介质所吸附,进一步将损失降到最低。高分子类微滤膜为一均匀的连续体,过滤时没有介质脱落也不会造成二次污染,从而得到高纯度的滤液,在很大程度上也减少了化工废水处理问题上的成本支出,使企业能够获得更高的经济效益。
2.2 超滤膜技术
超滤膜技术是膜分离技术中的一种,它是以0.1~0.5MPa的压力差为推动力,利用多孔膜的拦截能力和以物理截留的方式,将废水中大小不同的物质颗粒分开从而达到纯化和浓缩、筛分溶液中不同组分的目的。它的工作原理是在静压差为推动力的作用下,原料液中溶剂和小溶质粒子从高压的料液侧透过膜到低压侧,而大粒子组分被膜所阻拦使它们在滤剩液中浓度增大。超滤膜技术程常用的操作模式有三种,第一种为单段间歇操作,在超滤过程中为了减轻浓差极化的影响,为此膜组件必须保持较高的料液流速,但膜的渗透通量较小,所以料液必须在膜组件中循环多次才能使料液浓缩到要求的程度,这也是工业过滤装置最基本的特征。间歇操作适用于实验室或小规模间歇生产产品的处理[3]。第二种为单段连续操作,与间歇操作相比其特点是超滤过程始终处于接近浓缩液的浓度下进行,因此渗透量与截留率均较低,为了克服此缺点可采用多段连续操作。第三种为多段连续操作,各段循环液的浓度依次升高,最后一段引出浓缩液,因此前面几段中料液可以在较低的浓度下操作。这种连续多段操作适用于大规模工业生产。超滤膜技术被广泛应用在化工废水处理中,例如,染料废水处理、造纸废水的处理、放射性废水的处理等。
2.3 纳滤膜技术
纳滤膜技术是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术,其节流分子量在80~1000 的范围内,孔径为几纳米,因此称纳滤。它包括源水、源水泵、机械过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器、高压泵、纳滤主过滤系统。其工作特点是过滤精度高、处理效果稳定、维护简单,设备外形美观且制造精密。同时参数控制也比较精确,自控设计相对完善,可以根据客户的要求做到完全自控[4]。
2.4 反渗透技术
反渗透又称逆渗透,它是一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。因为它和自然渗透的方向相反所以该技术又可以称之为反渗透。工作根据各种物料的不同渗透压,就可以使用大于渗透压的反渗透压力,从而达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。反渗透技术也是化工废水处理中广泛应用的,该技术对化工废水处理,不仅可以大幅度降低化工生产成本、保护环境,同时也进一步实现废水资源化等诸多意义。而由于反渗透膜技术对进水要求相对较高,为此工作人员在运用反渗透技术对化工废水进行深度处理时,还需要结合沉降、混凝、微滤、超滤、活性炭吸收、pH 调节等预处理工艺,从而使废水处理效果更佳。
2.5 电渗析技术
电渗析技术是利用半透膜的选择透过性,来分离不同的溶质颗粒的方法。该技术已经被广泛应用在化工、轻工、造纸、医药工业,尤其是化工废水处理上,电渗析技术在工作过程中是需要借助膜分离的[5]。例如、水处理通过利用半透膜的选择渗透性原理,还有在外加直流电场的作用之下,使交流膜对阴离子进行操控,这也是为了便于使那些游离子可以较好地渗透到另一侧的水中,同时将另一侧水浓度进一步淡化,这种技术也适用于重金属工业、放射性工业的废水处理,其主要工作原理是在原水细格栅、调理池中,利用毛发过滤器、加压泵、各类消毒体系共同作用下来对废水进行反复排水,最后再经过膜出体系对化工废水进行处理。
2.6 联合法工艺
在对化工废水进行处理过程中,由于有些工艺所选择的膜技术不合理,是需要与其他技术相互联合起来的,这样做可以使废水处理的效果非常好,对于渣油催化干气气烃别离膜技术以及深冷法联合技术非常适用。该膜技术的工作原理主要是利用膜别离法将干气中的氢分离出来,再采取深冷法别离将烃进行分离,然而由于膜分离技术已经将干气中的大部分氢气分离出来,此时干气中的烃浓度也相对比较稳定,此时应采取脱甲塔对化工废水进行处理,因为通过经膜分离所得浓度的烃是可以用于加工的。除此之外,还可以利用联合法对催化裂化干气进行预处理,它对废水处理技术要求并不高,只需要增加一些基础设备就可以,比如,增设除雾沫设备,通过该设备脱出重组分中液滴即可,膜技术特别适用于氢气资源短缺时使用,同时联合法工艺也是目前化工废水处理膜技术的主要途径。

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学校创建于1952年,1984年由原湖北轻工业学院和原湖北农业机械专科学校合并组建成湖北工学院,1986年取得硕士学位授予权,具有保研资格,2004年更名为湖北工业大学,2017年获批博士学位授予单位。
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#这里是江西# #聚焦瓷都#
【景德镇:科技创新引领陶瓷产业高质量发展】
  从2019年初至2020年1月7日,景德镇景华特种陶瓷有限公司已投入900万元添置设备,以积蓄能量向世界同行业先进企业看齐。作为一家在国内市场占有率前三名的高新技术企业,景华特陶预计在3年内(从2019年开始)投入2000万元至3000万元添置设备,实现技术和产能双提升,从而进一步开发国际市场。

  近些年,景华特陶以不断的科技创新,走上了每年增长20%的高速发展之路,犹如缩影般,客观地展现了近年来我市以实现高质量发展为目标,坚持创新驱动发展战略,全面助推陶瓷产业优化升级的成果。

  以科技引领发展

  近年来,我市大力培育陶瓷科技型企业,强化企业创新主体地位。加强政策宣传和引导,鼓励和督促企业加大研发投入,支持条件好、有潜力的科技型陶瓷企业申报高新技术企业、科技型中小企业,进一步优化培育陶瓷科技型企业。

  据了解,我市陶瓷高科技企业由2015年的4家增长到2018年的19家,2019年有16家通过专家评审及核查并上报科技部。同时,我市科技型中小企业的数量也在不断增长,获得2019年度科技型中小企业入库编号的企业已有100家,其中陶瓷企业36家。

  数据体现了我市科技型企业的增长速度,也彰显出我市陶瓷产业科技创新能力的不断增长。

  景华特陶正是2015年我市4家陶瓷高科技企业之一。如果说在陶瓷金属化管壳领域全国市场占有率20%、或位列浮梁县5家重点企业之一,还不能形象地展现其科技含量的话,那么,该公司生产的耐高低温陶瓷元器件助力“嫦娥”奔月足以说明问题。

  自2015年成为高新技术企业之后,根据3年有效期的规则,景华特陶于2018年再次被认定为高新技术企业。这些年来,该公司的科技创新能力和产能也取得了长足的发展。

  值得一提的是,景华特陶的主营产品陶瓷金属化管壳,在业内被称为真空灭弧室,作为国家电网的前端产品,在与金属焊接后,形成真空密闭腔体,可以承受数万伏的高压。“前后需经过几十道工序,不能有丝毫马虎。”该公司总经理黄文龙告诉记者,作为行业顶级产品,真空灭弧室的科技含量自不言而喻,但市场对产品的要求也越来越高,因此从2003年公司成立以来,真空灭弧室几乎每年都在更新换代,朝着体积更小、承压更强的方向不断发展。

  产品的更新换代,彰显了景华特陶科技创新能力的不断增强,也引领了企业的长足发展。据黄文龙介绍,近些年来,该公司每年营业额增长幅度均达到20%,在2019年实现年盈利过千万元。

  受益于国家对高新技术企业的扶持,自2015年被认定为高新技术企业以来,景华特陶将每年减少的10%企业所得税用于设备和研发投入,以进一步积蓄能量,在保证国内市场占有率的基础上,对标韩国的KCC等国际同行业领先企业,进一步开拓国外市场。

  谈及未来发展,黄文龙表示,企业将在稳扎稳打的基础上,力争在未来3年内实现销售破亿,税收突破1000万元。

  构建陶瓷“双创”平台

  在哇陶众创空间,哇陶负责人告诉记者,创办于2015年的哇陶,以“互联网+陶瓷产业”和科技创新为发展路径,不仅打造出“匠心众创——哇陶科技服务平台”,还开发及整合出“我型我创、哇陶订制、大元梦华、3D博物馆”等多个完全具备自主知识产权及专利的“互联网+陶瓷”产品,以及研发出多乐窑、3D智能水转印贴花等科技专利产品,其中,“哇陶考古学家”“多乐窑”项目获得第七届中国创新创业大赛江西赛区优秀奖。

  据介绍,目前哇陶拥有专业的“五大”导师团队,已入驻的130多家创业实体以青年大学生及“景漂”为主。

  经过4年多的发展,哇陶不仅在“互联网+陶瓷产业”和科技创新上屡有建树,也从省级陶瓷众创空间升级为国家备案众创空间。

  而与哇陶一样成为省级以上陶瓷众创空间(科技企业孵化器)的还有陶瓷梦工场、翰林陶瓷众创空间等另外3家,其中陶瓷梦工场、翰林陶瓷众创空间也同样升级为国家备案众创空间。

  记者从市科技局了解到,2019年10月,该局又推荐了“景德镇伊人如瓷众创空间”申报省级众创空间。可以预料,随着一家家陶瓷“双创”平台的成立与成长,势必对我市陶瓷创新创意产业发展带来积极作用。

  可喜的是,在各有关部门的支持和培育下,在企业的自身努力下,我市陶瓷产业的发展前景愈加可期。目前,我市拥有5个省级建设工程技术研究中心(重点实验室),涉及日用及建筑陶瓷、陶瓷材料、陶瓷设计和陶瓷企业信息化、燃料电池材料等方面。此外,高档卫生陶瓷洁具数字化车间技术联盟自2018年底组建以来,已完成上线ERP、CRM及SCM智能化管理系统,机械手喷釉系统生产线、智能化运坯输送线以及高压注浆生产线系统方面的技术攻关。结合工业云平台,已实现高度集成协同信息管控系统的搭建,目前已进入试生产阶段,达到月产6万件产品。

  推进产学研协同创新

  如何将科研成果转化为生产力,一直是各行各业的探索和实践方向,我市陶瓷产业也不例外。为了深入推进陶瓷产学研协同创新,加快科技成果转化,我市积极搭建产学研合作平台,深入推进国内外各领域高精尖人才与我市高校、院所、企业开展合作。

  为了让企业和各类专业技术人才更加紧密地对接,2019年,市科技局打破常规,采取“企业定制”的模式,通过企业“点单”,由景德镇陶瓷大学、景德镇学院、中国轻工业陶研所的各类专业技术人才“做单”,以“沉浸”式深入企业兼职(半年),带领团队一同攻克技术难题、搭建企业研发平台、帮助培育企业技术骨干、带动创新成果本地转化等,为企业技术攻关、产品结构调整和优化升级提供技术和人才支持。

  事实证明,通过这种创新方式,大大提高了“点单”和“做单”者的主观能动性,在23个企业提出66项难题需求后,很快便有36个专家(团队)提出对接意愿。经筛选,市科技局对14个企业的17个项目予以重点支持,截至2019年5月30日,17位专家(团队)分别与14家陶瓷企业成功签订合作协议。

  如果说,在引进人才、搭建产学研协同创新平台中,我市各有关部门更多是在扮演“穿针引线”角色的话。那么,在组织实施陶瓷研发项目上,各有关部门则提供了全方位的支持。

  为了提升陶瓷产业创新水平,我市不仅在人才上做“文章”,在资金上也予以了大力投入。借助各级财政科技资金,我市近些年组织实施各类科技项目,支持陶瓷企业进行创新研发,促进陶瓷技术提升、陶瓷文化传承、陶瓷产业发展。

  一方面,我市积极争取省级以上科技资金支持,组织推荐“陶瓷固体废弃物资源化综合利用”项目获得立项及539万元资助;“陶瓷固废资源化利用关键技术研究与示范”项目获得省科技厅2019年度重点研发计划重点项目立项及100万元资金;另一方面,我市有效发挥省财政厅下达的陶瓷产业技术创新和研发补助专项资金的作用,支持陶瓷产业创新创意发展,重点支持陶瓷创新创意及文化传承方面研究开发成果的中试及产业化,促进科技与陶瓷文化的紧密融合,推动我市陶瓷经济发展。其中,2018年下达资金900万元,2019年下达资金600万元。
https://t.cn/A6Z7zncX


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