Тръбна мембрана

 

 

Характеристики на SiC мембрана

Висока якост и висока температурна стабилност:Тръбната мембрана JMFILTEC се отличава с изключителна твърдост и механична якост, което я прави способна да издържи на високо налягане и големи натоварвания. Показателно е, че той проявява изключителна устойчивост на екстремни температури, което позволява на материала да запази своята стабилност и механична здравина дори в гореща среда, където температурата може да достигне до 1000~1500 градуса. Уникалните характеристики на мембраната я правят идеален материал за приложения, които изискват висока производителност при тежки условия.

 

Висока порьозност:Вътре в керамичната мембрана от силициев карбид има триизмерна мрежеста структура, което води до много плътни пори вътре и висока специфична повърхност.

 

Отлична топлопроводимост:Силициевият карбид има отлична топлопроводимост, което прави компонентите на керамичната мембрана от силициев карбид много полезни в някои приложения, които изискват висока топлопроводимост, като топлообменници и сензори за висока температура.

 

Висок поток:Благодарение на специалната структура на порите керамичните мембрани от силициев карбид могат да постигнат по-висок филтрационен поток.

 

Добра химическа стабилност:Керамичните мембрани от силициев карбид могат да работят стабилно дълго време в сложни химически среди.

Устойчивост на корозия:Керамичните мембрани от силициев карбид имат висока устойчивост на много корозивни газове и течности, което ги прави добри в корозивни среди, като киселинна и алкална обработка в химическата промишленост. Силициевият карбид е ковалентно съединение и не реагира лесно с киселини и основи, така че е устойчив на силни киселини и основи, високи температури и химическа корозия.

 

Електрическа изолация:Керамичните мембрани от силициев карбид обикновено имат добра електрическа изолация, което е особено важно при високотемпературни среди, осигурявайки тяхната стабилност в приложения, които изискват електрически изолационни свойства.

 

Висока хидрофилност и олеофобност:Повърхността на керамичните мембрани от силициев карбид има добра хидрофилност, което благоприятства филтрирането на водни среди. В същото време неговата олеофобност му позволява да отделя масло от емулсии, така че играе важна роля при пречистването на мазни отпадъчни води и промишлени отпадъчни води.

 

Висока точност на филтриране:Керамичната мембрана от силициев карбид може да достигне нива на микрофилтрация и ултрафилтрация, като ефективно премахва частици, маслени капчици, емулсии и суспендирани твърди вещества.

 

Без замърсяване:Керамичната мембрана от силициев карбид е екологичен материал, щадящ околната среда и няма да доведе до вторично замърсяване.

 

Силно антимикробно свойство:Микроорганизмите не могат да оцелеят в него и може да се използва в биологията, медицината, храните и други области.

• Измиване и концентриране на нано прах
• Разделяне на нефт-вода (вода за повторно инжектиране на нефтени находища, регенериране на течни опасни отпадъци)
• Разделяне на материала
• Разделяне на твърда течност с високо съдържание на твърдо вещество (рудна вода, бульон за биологична ферментация)
• Филтриране в сурова химическа среда (киселинно пречистване, възстановяване на нанопрахов катализатор)

Водата от въглищни мини е важен нетрадиционен водоизточник. Използването на ресурсите на минната вода е от голямо значение за облекчаване на недостига на водни ресурси и опазване на околната среда в минните райони. Анализирани са източникът и характеристиките на качеството на водата на рудничната вода и са прегледани основните технологии за пречистване на различни видове руднична вода, като суспендирани твърди вещества, висока минерализация, киселинни и специални замърсители. Обобщени са характеристиките и съществуващите проблеми на всяка технология за обработка. По-голямата част от минната вода съдържа известно количество суспендирани твърди вещества, а качеството и количеството на водата варира значително. Трябва да се положат усилия за подобряване на ефекта преди утаяване на резервоарите за подземна вода и наземните регулиращи резервоари, да се разработи и подобри технологията за пречистване на подземни води в мините и да се комбинират автоматизация и интелигентност за постигане на безпилотна работа; С нарастващия брой високоминерална минна вода, нейната технология за пречистване се превърна в изследователски фокус в областта на пречистването на руднична вода. Предварителната обработка трябва да бъде засилена, трябва да се разработи ефикасно отстраняване на силиций и технология за отстраняване на твърдостта, трябва да се въведат устройства за възстановяване на енергията и трябва да се разработи зелена енергоспестяваща съединителна технология за обезсоляване в комбинация с нова енергия и възобновяема енергия. Процесът с нулеви емисии трябва да бъде оптимизиран като цяло, за да се намалят разходите за пречистване на отпадъчни води с концентрирана сол; киселинните и специални замърсители на рудничните води са трудността при пречистването на рудничните води в момента. Трябва да се приеме разпределена ефективна насочена технология за третиране, за да се проучи процесът на свързване и управлението на естественото възстановяване. Под ръководството на националните политики, технологията за пречистване на руднична вода ще се развива в посока на по-голямо спестяване на енергия, висока ефективност, интелигентност и опазване на околната среда.

1.1 Източници на руднична вода

Въглищните мини са важни минерални ресурси, богати на подземни седиментни скални образувания, със симбиоза от въглищни пластове, водоносни хоризонти и непропускливи слоеве. Водата от въглищните мини идва главно от подпочвените води в покривния водоносен хоризонт, пукнатини от пясъчник, пещери и изкопи, както и повърхностни води, проникващи от горния скален слой, водоносни хоризонти и пукнатини на въглищни пластове и малко количество производствени отпадъчни води, генерирани от използване на хидравлични опори, охлаждане на оборудването и пръскане с вода за намаляване на праха по време на добив.

1.2 Характеристики на качеството на рудничната вода
Качеството на минната вода зависи главно от първоначалното качество на подземните води и се влияе от множество фактори като въглищен прах, скален прах в тунела и мазнини, емулсии, отпадъци и човешки екскременти, изхвърляни от минни дейности, което води до очевидни разлики в качеството на водата между различните руднични води. Според качеството на минната вода обикновено се разделя на руднична вода суспендирани вещества, руднична вода с висока минерализация, кисела руднична вода и руднична вода, съдържаща специални замърсители.

Според характеристиките на производството на въглища, минната вода първо се съхранява в подземни водни резервоари, които обикновено се източват през нощта, когато консумацията на електроенергия е ниска, и не се източват през деня, когато консумацията на електроенергия е висока. Поради това качеството и количеството на рудничната вода варират значително в рамките на един ден, което също е една от основните характеристики на рудничната вода.

2.1 Технология за пречистване на руднични води, съдържащи суспендирани вещества
Технологията за пречистване на минна вода, съдържаща суспендирани вещества в моята страна, е сравнително развита и обикновено използва коагулационно утаяване (избистряне) + процес на филтриране.

В допълнение към традиционната технология за коагулационно утаяване (избистряне), технологията за третиране на минна вода, съдържаща суспендирани вещества, също включва технология за тежка средна коагулационна седиментация, технология за супермагнитно разделяне, високоефективна циклонна технология и технология за филтриране чрез утаяване. Сред тях технологията за филтриране чрез утаяване на торбини е ограничена от много хидрогеоложки условия и не е универсална. Съществуващите технологии за пречистване обикновено имат проблеми като голям отпечатък, дълъг процес, голяма дозировка, сложна работа и поддръжка и нестабилно качество на отпадъчните води. Изследователската група на автора е извършила техническа иновация и е предложила кратък процес и ефективна технология за пречистване на руднична вода с поликерамична мембрана като ядро. Тази технология не изисква добавяне на лекарства и замества традиционната коагулационна седиментационна филтрация. Суспензиите в отпадъчните води са по-малко от 1 mg/L. За да се решат проблемите с голямото количество дозировка на коагуланта и лошия ефект на коагулация и утаяване в рудничната вода с високо съдържание на суспендирани вещества в мина Dashu Village, беше приет вторичният процес на коагулация и утаяване и степента на отстраняване на мътността достигна повече от 99%, и дозата на PAC е намалена с 25% в сравнение с конвенционалната коагулация. Процесът на тръбопроводна микрофлокулация-ултрафилтрация беше използван за третиране на конвенционална минна вода с добра производителност. Когато дозата на PAC беше 6 mg/L, мътността на отпадъчните води беше под 0.07 NTU. Според резултатите от проучването на място, ефектът на предварително утаяване на подземния воден резервоар и наземния регулиращ резервоар е много важен за стабилната и ефективна работа на последващия процес. В бъдеще трябва да се положат усилия за подобряване на капацитета за предварително утаяване, разумен избор на последващия процес и оптимизиране на параметрите на процеса.

2.2 Технология за пречистване на руднична вода с висока минерализация

Пречистването на минна вода с висока минерализация се разделя главно на четири етапа на процеса според последователността на процеса: предварителна обработка, дълбока обработка, концентрирана обработка и кристализация чрез изпаряване.

2.2.1 Процес на предварителна обработка

Целта на предварителната обработка на минна вода с висока минерализация е да се отстранят суспендираните вещества и твърдостта и да се избегне образуването на котлен камък и замърсяване в последващия процес на обезсоляване. Технологията за отстраняване на суспендирани твърди частици е същата като тази в раздел 2.1. Технологиите за премахване на твърдостта включват метод с химичен агент (често срещаните агенти включват натриев карбонат, натриев бикарбонат, вар и т.н.), метод на йонообменен метод, метод на зародиш и технология за инхибитор на котлен камък. В действителните инженерни приложения омекотяването на агента и отстраняването на суспендирани твърди частици се извършват едновременно и се използват заедно с йонообменно омекотяване и също се комбинират с мембранна технология за подобряване на качеството на отпадъчната вода. Понастоящем основният проблем при предварителната обработка е лошият ефект на отстраняване на силиций. Дали процесът на омекотяване се поставя в етапа на предварителна обработка на суровата вода или етапа на обработка на концентрираната вода с обратна осмоза, трябва да се определи чрез техническо и икономическо сравнение въз основа на TDS и индикаторите за качество на твърдостта на суровата вода от рудничната вода.

2.2.2 Процес на дълбоко третиране

Процесът на дълбоко третиране е съсредоточен върху обезсоляване, включително обратна осмоза, електродиализа и електросорбция и други процеси на обезсоляване. Най-разпространен е методът ултрафилтрация + обратна осмоза с двойна мембрана. Според различното качество на минната вода, степента на възстановяване на системата за обратна осмоза е 50% ~ 75%, а степента на обезсоляване е по-голяма от 97%; концентрацията на солна маса във водата, произведена чрез обратна осмоза (прясна вода) е под 1,000 mg/L и се рециклира за производство или живот. Масовата концентрация на солта в концентрираната вода е 5,000~10,000 mg/L и трябва да бъде допълнително концентрирана. Основният проблем на дълбокото третиране е проблемът със замърсяването на мембраната при метода с двойна мембрана. Замърсяването на мембраната влияе върху живота на мембраната и експлоатационните разходи. Укрепването на предварителната обработка, контролирането на твърдостта и входния индекс на силиций и оптимизирането на работните параметри са основните мерки за предотвратяване на замърсяването на мембраната.

2.2.3 Процес на концентриране

Процесът на концентрирана обработка концентрира концентрираната вода, произведена от системата за обратна осмоза в процеса на дълбока обработка, допълнително намалява количеството концентрирана вода и увеличава съдържанието на сол в концентрираната вода, така че да се намалят инвестиционните и оперативните разходи за последващото изпаряване процес. Процесите на концентрирана обработка включват обратна осмоза с морска вода (SWRO), високоефективна обратна осмоза (HERO), обратна осмоза с дискови тръби (DTRO), електродиализа (ED), парна механична рекомпресия (MVR) и изпаряване с множество ефекти (MED).

Мембранната технология е подходяща за концентрация на солен разтвор с по-ниска концентрация, а термичният метод е подходящ за висока концентрация. Всяка технология за концентрация има определени ограничения. Големите инвестиции и високите оперативни разходи все още са основните проблеми на процеса на концентрация. В практическите приложения, по-добро енергоспестяване, ниски въглеродни емисии могат да бъдат постигнати чрез свързване на множество технологии.

2.2.4 Процес на изпаряване и кристализация

Изпаряването и кристализацията е последният процес за пълно разделяне на водата и солта от високо саламура и постигане на нулеви емисии. Има основно MVR, MED и многоетапно бързо изпаряване (MSF) и други процеси. MVR и MED са по-широко използвани в моята страна. Високата инвестиция и консумацията на енергия в процеса на изпаряване и кристализация са ключът към проекта с нулеви емисии на високо минерализирана минна вода. Разработването на иновативни процеси с ниски инвестиции и ниско потребление на енергия е бъдещата посока на развитие на този процес.

2.2.5 Технология за отделяне на сол

Технологията за отделяне на сол е важен процес за постигане на нулеви емисии и използване на ресурсите на високо минерализирана минна вода. Целта на разделянето на солта е главно да се отдели SO4 2- от Cl-. Има два вида разделяне на соли: мембранно (нанофилтрационно) отделяне на соли и термично разделяне на соли. Нанофилтрационното отделяне на соли има ниска консумация на енергия и е лесно за работа, но ефективността на единичното отделяне на соли е ниска. За постигане на определен ефект е необходимо многократно отделяне на солта. Често се използва в комбинация с термични методи. Съгласно съотношението на масата на SO4 2- и Cl- в суровата вода, свързването на двете технологии за разделяне на соли и оптимизирането на процеса и параметрите за разделяне на соли са бъдещата посока на развитие.

2.2.6 Нова технология за обработка на ресурси

Традиционният процес с нулево изпускане на минна вода с висока минерализация в крайна сметка използва технология за кристализация чрез изпаряване, за да преобразува неорганичните соли от разтвор в кристално състояние за възстановяване. Има проблеми като големи инвестиции, високи оперативни разходи и ниска добавена стойност на неорганичните соли. Биполярната мембранна електродиализа (BMED) е нова технология за мембранно разделяне, която може да използва концентрат от минна вода с висока минерализация за получаване на киселини и основи с определена концентрация. Разтворът на киселина и алкали може да се използва в процеса на нулево изпускане на минна вода с висока минерализация и във веригата на въгледобивната промишленост надолу по веригата, за да се намалят разходите за обработка на системата и да се реализира ресурсът на концентрата без фазова промяна. Мембранната интегрирана система с BMED като ядро ​​може да реализира обработката на зелени ресурси на минна вода с висока минерализация и има значителен ефект на намаляване на емисиите на въглероден диоксид, когато се съчетае с фотоволтаичната система за захранване, с добри икономически и социални ползи.

2.3 Технология за пречистване на киселинни руднични води

Има много технологии за пречистване на киселинни руднични води. От гледна точка на етапа на лечение, той може да бъде разделен на технология за контрол на източника и технология за терминално лечение, сред които технологията за терминално лечение може да бъде разделена на технология за активно лечение и технология за пасивно лечение; според механизма на действие може да се раздели на физичен метод, химичен метод и биологичен метод. В момента най-зрялата и най-прилагана технология все още е методът за неутрализиране на вар.

Много киселинни руднични води се изпускат от затворени и безстопанствени мини, с високо съдържание на желязо и манган, което увеличава трудността на пречистването и е най-големият проблем при пречистването на киселинни руднични води. В съществуващата технология, с изключение на метода на неутрализация, други технологии имат слаба адаптивност към високо съдържание на желязо и манган. Изборът на подходяща технология и посока на използване в съответствие с местните условия, комбинирането на технология за контрол на източника с технология за крайно третиране и комбинирането на множество технологии за третиране ще се превърне в посоката на развитие на пречистването на киселинна вода в мините.

2.4 Технология за пречистване на руднични води, съдържащи специални замърсители

Рудничната вода, съдържаща специални замърсители, е главно флуорсъдържаща, желязосъдържаща, манганова руднична вода и малко количество амонячно-азотна руднична вода. В зависимост от съдържащите се различни специални замърсители трябва да се изберат съответните мерки за третиране, за да се изпълнят стандартите за емисии.

2.4.1 Технология за пречистване на руднична вода, съдържаща флуор

За съдържаща флуорид минна вода често използваните методи за пречистване включват коагулация и утаяване, адсорбция и мембранни методи. Методът на коагулация и утаяване има предимствата на удобна работа, голям мащаб на обработка и бърза реакция, но има недостатъците на голямо количество добавяне на коагулант, ниска ефективност на дефлуориране и голямо количество производство на утайки. Методът на адсорбция има предимствата на добро качество на отпадъчните води и стабилна работа. В момента се използва широко. Често използваният адсорбент е активиран двуалуминиев оксид. Активираният двуалуминиев оксид трябва да се активира със сярна киселина преди употреба. След активиране, активираният двуалуминиев оксид носи обменни сулфатни йони, които могат да претърпят реакция на заместване с флуоридни йони във водата. Ефектът на дефлуориране е по-добър в диапазона на рН от 5 до 8. Активираният двуалуминиев оксид след повреда се регенерира от натриев сулфат. Потокът на процеса е да се добави дефлуорна адсорбционна колона след филтърния басейн на Фигура 2; обаче, методът на адсорбция с активиран алуминиев оксид има проблеми като нисък адсорбционен капацитет, ниска ефективност на регенериране и трудности при изхвърляне на регенерирана течност. За да се реши проблемът с незадоволителния ефект на третиране на единичен метод за дефлуориране, комбиниран процес на коагулация и утаяване и адсорбция беше използван за третиране на вода от мина с високо съдържание на флуорид в западен минен район и степента на отстраняване на флуоридните йони достигна 97,6% . Технологията за мембранно разделяне (обратна осмоза) също показа добри ефекти при пречистване на съдържащи флуорид отпадъчни води. Чрез оптимизиране на параметрите, масовата концентрация на флуорид в отпадъчните води е по-малка от 1 mg/L.

2.4.2 Технология за пречистване на руднични води, съдържащи желязо и манган

Това е насочено главно към неутрална руднична вода, съдържаща желязо и манган. Методите на обработка включват естествено окисление, химическо окисление, контактно окисление и биологични методи.

Засегнати от въгледобива, разтвореният кислород в минната вода е богат, а коагулацията и утаяването имат добър ефект на отстраняване на желязото; отстраняването на манган е главно за образуване на активна композитна филтърна мембрана върху повърхността на филтърния материал, която се отстранява чрез контактно окислително филтриране. Настоящият метод за третиране има проблем с ниската ефективност при отстраняване на манган. Изследванията на нови технологии за координирано и ефективно отстраняване на желязо и манган са бъдещата посока на развитие.

2.4.3 Технология за пречистване на руднични води, съдържащи амоняк и азот

Основните методи за пречистване на минна вода, съдържаща амоняк и азот, включват хлориране с точка на прекъсване, озоново окисление и биологични методи. Както методът на хлориране с точка на прекъсване, така и методът на озоново окисляване използват окислителното свойство на добавения реагент за окисляване на амонячния азот във водата в азотен газ или нитратни йони. Потокът на процеса е да се добави окислителят преди реакционния утаителен резервоар на фигура 2. Биологичният метод е, че под действието на различни микроорганизми, амонячният азот във водата накрая генерира азотен газ чрез поредица от реакции като нитрификация и денитрификация, като по този начин се постига целта за отстраняване на амонячен азот. Потокът на процеса е да се добави процес на биологично третиране (като аериран биологичен филтър) след филтърния резервоар на фигура 2. За третиране на концентрация с ниска маса (<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) Тъй като по-голямата част от минната вода съдържа определено количество суспендирани вещества, технологията за отстраняване на суспендираните вещества в минната вода е най-основната. За пречистването на суспендираните твърди частици в минната вода се препоръчва да се подобри ефектът от предварителното утаяване на подземните водни резервоари и наземните регулиращи басейни, да се разработят и подобрят технологиите за пречистване на подземни руднични води, като технологии за подземни водни резервоари против затлачване и обезмасляване, използвайте подземни съоръжения и пространство, за да реализирате подземно минно отклоняване на чиста и мръсна вода, чиста вода в склада, подобряване на тежка средна бърза седиментация, супермагнитно разделяне, директна ултрафилтрация и друго техническо оборудване, отговаряне на изискванията за подземно пространство и безопасност и комбиниране на автоматизация и интелигентност за постигане на безпилотна работа.

2) Със стратегическото изместване на запад на въглищата, количеството на минна вода с висока минерализация продължава да се увеличава и технологията за нейното пречистване се превърна в изследователски фокус в областта на пречистването на руднична вода. С оглед на характеристиките на качеството на водата от минна вода с висока минерализация, трябва да се подобри предварителната обработка, да се разработи ефикасно отстраняване на силиций и технология за отстраняване на твърдостта, технологията за обезсоляване трябва да бъде избрана според местните условия, трябва да се въведат устройства за възстановяване на енергията, нова енергия и възобновяемата енергия (слънчева енергия, отпадна топлина, геотермална енергия и т.н.) трябва да се комбинира, зелена енергоспестяваща свързана технология за обезсоляване трябва да бъде разработена, процесът на кристализация на отделяне на сол трябва да бъде оптимизирана технология за използване на ресурси без промяна на фазата с BMED като ядро ​​трябва да бъде подобрена, процесът с нулеви емисии трябва да бъде оптимизиран като цяло и технологията за съхранение на концентрирана саламура трябва да се използва условно, за да се намалят разходите за пречистване на концентрирани солени отпадъчни води.

3) Киселата руднична вода и рудничната вода, съдържаща специални замърсители, в момента са трудни за пречистване. Препоръчва се да се възприеме разпределена, ефективна и насочена технология за третиране, да се проведат изследвания върху нови високо селективни адсорбционни агенти, биологично третиране, екологични влажни зони и процеси на свързване и да се изследва естественото възстановяване и управление.

4) Увеличете изследванията върху технологията за производство на основно основно оборудване, разработете нова технология за мембранно разделяне и ефективна и енергоспестяваща технология за обезводняване на утайки, за да постигнете високоефективно и евтино третиране на минна вода.

Популярни тагове: тръбна мембрана, Китай тръбна мембрана производители, доставчици, фабрика