介电电泳—后起之秀开辟水处理新方向
2011年中国水博览会暨中国国际膜与水处理技术及装备展览会已开幕,以膜为主的各种技术和产品纷纷亮相。众所周知,膜的易受污染性制约着膜在水处理行业的发展,笔者经过对多家企业走访,了解到这些企业大部分都对膜表面进行改性以提高抗污染能力。但唯独内蒙古介电电泳环境技术研究有限公司是以其自主创新技术——介电电泳技术应用到膜分离工艺达到降低膜污染的目的。笔者带着无限好奇来到内蒙古介电电泳环境技术研究有限公司的展位,对其副院长CTO王冰先生进行了专访。
谷腾环保网:王院长,您好,介电电泳技术以前没怎么听说过,对介电电泳这一理论也不甚了解,您能讲解一下吗?
王冰:介电电泳是在交流电的作用下产生空间分布不均匀的电场,在电场中的物质会受到介质电泳力的作用,产生泳动,可以达到粒子分离的目的。这一技术不太好理解,目前国内没有专门的这个学科,相关的基础理论和应用研究也较少。
内蒙古介电电泳环境技术研究有限公司副院长CTO王冰
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谷腾环保网:您们能讲一下介电电泳技术的发展历程吗?
王冰:这种技术70年代定义于美国,这三四十年欧美很多知名的研究所或研究机构对其进行理论和放大应用的研究。我们的技术团队是1999年在德国组建并开始介电电泳放大应用的独立研发,去年被引进国内转化应用技术,到目前为止,我们是全国乃至全球唯一一家能把介电电泳放大应用技术做到产业化的企业。
谷腾环保网:此技术在哪些领域里有应用?有哪些成果?
王冰:此技术在环保、能源、生物、矿产、医疗、纳米和物质回收等领域都有产业化的应用。到目前为止,已拥有自主知识产权专利技术14项,其中发明专利7项;国际专利1项,并成功将所研发的产业化技术应用于贵金属分离及工业高浓度废水零排放循环利用。
谷腾环保网:此技术在水处理中起怎样的作用?
王冰:我们在水处理的应用主要有两方面,一个是与膜技术的结合应用,一个是预处理包括沉降方面的应用。现有的膜技术有这么几个问题,一个是不能连续作业,需要停机冲洗;再一个是需要不断的曝气冲刷膜表面防治污染物的沉积,对入水预处理的要求比较高。我们把介电电泳技术应用到平板膜或卷式膜的工艺中,我们的平板膜或卷式膜是空心的,在中间装有由我们自己研发的耐腐蚀电极,采用我们自主开发的DEP专用电源,在膜的表面会形成一个不均匀电场,使污染物质与膜表面保持一定的距离,这样我们就不需要曝气和停机冲洗了。在膜生物反应器中运用此技术,节能在150倍以上,出水效率提高4-6倍,运行费用是常规反冲洗的2/5。此技术可以和超滤膜、纳滤及反渗透膜都可以结合使用。
谷腾环保网:我刚才在企业简介上看到,这个技术在稀土行业有很好的应用,你能给我们介绍一下吗?
王冰:内蒙的稀土矿是闻名全球的,但在稀土的分离萃取中产生的高浓度氯化铵废水,很难处理,对环境的危害也是相当大的。我们公司自主研发的专利产品——“稀土工业氯化铵废水回收利用工艺”就是将介电电泳技术(DEP)和膜分离技术有机的结合在一起,不仅可使废水达标排放甚至为工业所用,还能实现物质和能源的回收。
此工艺主要有三个部分:固液分离段,离子选择分离段,物质和能源回收段。
在固液分离段,废水首先进入DEP沉降设备,此设备除了在输入系统的革新设计以使沉降达到最大的使用效率外,介电电泳技术的使用使得该设备的微粒处理范围增大到的10微米并且解决了沉降板口的微粒紊流堆积的传统问题。出水在进入DEP微滤设备,介电电泳技术在这个工艺中的使用不仅将微滤中不可避免的堵膜现象减少甚至于消除,而且与常规方法相比,更节能,更方便。针对氯化铵废水中可能含有的煤油乳化物,我们设计了DEP-DEEP-BED微滤设备,通过微滤膜的使用,在介电电泳力的作用下,煤油可被富集并提取。
随后,废水进入离子选择分离段—DEP纳滤,此段主要把介电电泳和纳滤膜技术有机的结合起来,在电场作用下,将结晶体移离膜表面,防止膜堵塞。通过这一设计,不仅出水可回用,而且氯化铵还能被浓缩分离出来。
最后,通过离子交换膜电解槽、太阳能反应堆和燃料电池,可实现盐酸、氨水和能源的回收。
总的来说,每处理一吨废水的成本为40元。以日处理量为1600吨,还有100克每升的氯化铵计,经本工艺处理,生成的盐酸和氨水市场净利润可达约11万元。
谷腾环保网:介电电泳技术目前已放大应用到哪些行业的水处理?
王冰:我们这一技术在国外运用的比较多,现在正在逐步开拓国内市场。在市政污水、化工、制药及稀土等领域都有成功案例。
谢谢王院长接受我们的专访,希望介电电泳技术能得到越来越多的人的关注。
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