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新型膜过滤技术:用液体过滤液体
浏览次数:105发布时间:2019-03-14 14:08:01 文章来源:
使用液体膜过滤其它液体的概念在自然界中很普遍。弄清楚怎样以LGM这样的方式来利用大自然的创新有望带来巨大的能源节约。”更为广泛的实验生产和试验,探索这种技术在包括食品及饮料、生物制药、纺织、纸浆与造纸、化工、石化等行业的商业应用前景。

液体门控薄膜过滤系统提高废水净化效率,节约能耗

目前,最常用的水处理方法是让其通过带有微孔的薄膜,以过滤掉比水分子大的颗粒。

但是,这些薄膜很容易被“污染”,也即容易被想要过滤掉的物质堵塞。为此,需要耗用更多电力来迫使水通过被部分堵塞的滤膜,并频繁更换薄膜。而这两者都会提高水处理成本。

LGM可以在与重工业相近的工况中获得持久膜过滤效果,为LGM如何防止不同类型的污染提供了深刻的视角,也为其在各种水处理环境中的应用提供了广阔的空间。”

LGM仿照了大自然如何利用充满液体的微孔,以尽可能少的能量来控制液体、气体和颗粒通过生物膜过滤器流动的机理,类似于植物叶子上可以让气体通过的气孔一样。

每张LGM都涂有类似反向转动的门一样作用的液体。这些液体充满并封住微孔,使其呈“密闭”状态。

当向薄膜施加压力时,微孔内的液体被拉向侧边,形成一个开放的、液体作内衬的微孔。经过微调后,可让特定的液体或气体通过。

由于液体层表面较滑,因此可以防止污垢堆积。衬有液体的微孔也使得从目标复合物中分离不同物质成为可能,这也是工业液体过滤经常需要承担的任务。

它在航空工业用了30多年的液体过滤材料——标准聚全氟聚醚过滤膜加工成LGM。然后对LGM施加压力,使水通过微孔,滤出纳米颗粒,并对比了未经处理薄膜和LGM的膜过滤效果。

未经处理的薄膜显示出被纳米颗粒污染的速度远快于LGM。在需要进行“反向冲洗”以去除集聚在薄膜上的颗粒之前, LGM的过滤寿命比传统膜长3倍。

频次更低的反向冲洗降低了清洁用化学品的使用以及泵送反向冲洗水所需的能耗,改善了工业水处理环境的膜过滤效率。

随着时间的推移,当LGM上逐渐出现积垢时,在过滤期间,其积垢水平要低60%,这是因为存在即便用反向清洗也无法去除的“不可逆污染”。

这种优势使得LGM寿命更长,更多滤液可以得到回收利用。

另外,在初始过滤阶段,LGM所需的压力要低16%,进一步节约了能耗。

使用液体膜过滤其它液体的概念在自然界中很普遍,虽然并不那么引人注目。弄清楚怎样以LGM这样的方式来利用大自然的创新有望带来巨大的能源节约。这一新型的膜过滤技术,改变人们的思路,有望可以补足现在技术的不足。