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聚四氟乙烯改性親水膜工藝及處理應(yīng)用

隨著城市規(guī)模迅速膨脹，淡水資源嚴(yán)重缺乏、工業(yè)廢水處理率低，城市的生態(tài)環(huán)境惡化成為制約城市發(fā)展的主要問題。以北京為例，數(shù)據(jù)顯示目前人均占有用水量不足300 立方米，不及國(guó)際公認(rèn)的缺水下限的1/3，僅為全國(guó)平均水平的1/8。這其中，工業(yè)用水量所占的比重很大。而冷卻水用量占工業(yè)用水的60～65%。因而，解決好冷卻水循環(huán)回用的問題，可以對(duì)城市的發(fā)展帶來(lái)促進(jìn)作用。在冷卻水處理中，需要去除水中的鈣鎂等結(jié)垢性離子。這些離子通常是通過水處理劑使之沉淀，再利用固液分離技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)的固液分離技術(shù)（如澄清池等）中存在占地體積大、分離效率低、適用面窄、操作彈性小、對(duì)微細(xì)顆粒無(wú)法去除等缺點(diǎn)。由于傳統(tǒng)固液分離技術(shù)缺點(diǎn)較多，人們一直關(guān)注新型分離技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用，因此利用膜實(shí)現(xiàn)的微濾技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。微濾技術(shù)是利用微孔膜本身極小的微孔（孔徑一般為0.1～10 微米）對(duì)顆粒的吸附、截留、篩分等作用進(jìn)行分離。微濾技術(shù)的核心為膜材料的選擇，在眾多的膜材料中，由于聚四氟乙烯(PTFE)不吸水、熔點(diǎn)高(327℃)、使用溫度范圍廣(-200～260℃)，具有不燃性及熱穩(wěn)定性、摩擦系數(shù)小，尤其具有耐化學(xué)性(能耐許多高腐蝕性介質(zhì))、耐氣候性及抗電性等，因此成為國(guó)內(nèi)外表面過濾首選材料。PTFE 膜極低的表面張力可以降低膜污染，并使膜的清洗操作更為簡(jiǎn)便。但PTFE 膜的強(qiáng)疏水性卻限制了其在水溶液體系處理中的應(yīng)用。本技術(shù)基于配位鍵合理論對(duì)常規(guī)的聚四氟乙烯疏水膜進(jìn)行改性，得到親水性聚四氟乙烯膜，用于水處理領(lǐng)域中的微濾技術(shù)，新技術(shù)應(yīng)用前景廣闊。技術(shù)指標(biāo)：1、過濾后溶液SS<1mg/L；2、可在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化性、強(qiáng)溶劑性條件下應(yīng)用；3、操作壓力0.05～0.15Mpa；4、處理溫度5～150℃；5、處理通量1～1.1m3/m2·hr；6、使用壽命≥1 年。應(yīng)用范圍：可以適用于工廠循環(huán)水處理、污水處理及其它涉及固液分離過濾技術(shù)的領(lǐng)域。市場(chǎng)分析：隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)、各項(xiàng)環(huán)保制度規(guī)定的日益嚴(yán)格、水資源的嚴(yán)重缺乏，對(duì)工業(yè)及生活廢水的資源化處理已成為當(dāng)務(wù)之急，尤其是對(duì)于工業(yè)廢水的處理迫在眉睫。而本工藝具有過程簡(jiǎn)單易行、能耗低、分離速度快、分離效率高、使用周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此，本項(xiàng)目具有廣泛市場(chǎng)應(yīng)用前景。效益分析：利用本技術(shù)改性的親水聚四氟乙烯膜，成本較低，整個(gè)處理工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，操作成本低，與傳統(tǒng)技術(shù)相比能耗大大降低，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

北京化工大學(xué) 2021-02-01

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