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質子交換膜是不是反滲透膜

發布時間:2025-01-24 15:46:04

Ⅰ 你認為中國企業的主營業務有競爭嗎為什麼

中國企業的主營業務有應該是存在著競爭的,我們國家目前正在進行的國企改革推動國企走向市場。
拓展資料:
1、近年中美關系已經成為國際關系中最重要的環節之一。G2共同主導世界的說法,在太平洋兩岸都有很大程度的認同。所以我們此行也得到了美國各界的關注。在中美金融高層圓桌會議和中美商業領袖高峰論壇兩次活動中,美方與會者都非常關注中國經濟未來的發展前景,以及中國對當前歐債危機的判斷及行動。同時,他們也非常關心中美之間在經濟方面的競爭關系。
3、過去30年中國經濟的高速發展,中國企業競爭力的提高,很大程度上改變了全球經濟格局。以致在歐美已經有一些人開始把當前的經濟危機歸咎為中國的崛起。美國臨近大選,中國的話題又成為美國不同黨派間相互角力的工具。中美之間巨額的貿易順差,也常被用來作為批評中國的依據。
4、確實,中國入世之後,出口快速增長,特別是對美國市場的出口增長幅度驚人。但是,如果客觀分析,中國對美出口的商品大都是美國本土不生產的產品。美國不從中國進口,也需要從其他國家進口。之所以在中國買得多,主要是中國產品更有競爭力的原因。而同期美國向中國出口的產品也增加了三倍多。美國貿易的不平衡更多的是兩國經濟結構差異造成的,而並非是人民幣升值的問題。
5、美國在中國有大量的投資,從而中國製造未來的競爭力也成為關注的焦點。中國目前是全球最大的出口國,美國大部分的消費產品都是中國製造,其中也包括出自美國和其他國外企業在中國所設工廠的產品。近幾年中國勞工成本快速上升,環保及社會福利成本增加,人民幣匯率也不斷升高,對中國產業競爭力影響很大。大家很關心未來中國製造的優勢是否還能延續

Ⅱ 去除硝酸鹽濾料叫什麼

去除水中硝酸鹽的幾種方法,包括化學脫氮、催化脫氮、反滲透、電滲析、離子交換、生物脫氮等。在此基礎上,重點論述了離子交換技術去除水中硝酸鹽的原理、方法及應用現狀,並與其他方法進行了比較。

工業生產過程中排放的含氮廢水,農業上施用的氮肥隨雨水沖刷入江河、湖泊,生活污水排入受納水體等對環境造成的污染越來越嚴重,已引起人們的普遍關注。這是因為NO3-危害人類健康。NO3-進入人體後被還原為NO2-,NO2-有致癌作用。此外,嬰幼兒體內吸入的NO3-進入血液後與血紅蛋白作用,將Fe(Ⅱ)氧化成Fe(Ⅲ)而導致形成高鐵血紅蛋白,高鐵血紅蛋白與氧發生不可逆結合,引起高鐵血紅蛋白症。世界衛生組織(WHO)頒布的飲用水質標准規定NO3--N的最大允許濃度為10mg/L,而我國部分省市的地下水中NO3--N含量高達20~50mg/L。

硝酸鹽在水中溶解度高,穩定性好,難於形成共沉澱或吸附。因此,傳統的簡單的水處理技術,如石灰軟化、過濾等工藝難以除去水中的硝酸鹽。

目前,從水中去除硝酸鹽的方法有:化學脫氮、催化脫氮、反滲透、電滲析、離子交換、生物脫氮等。本文將在簡要介紹這些方法的基礎上,著重評述離子交換技術除去水中硝酸鹽的原理、方法和應用現狀,並與其他方法進行比較。

1、去除硝酸鹽的方法

1.1化學脫氮

在鹼性pH條件下,通過化學方法可以將水中的硝酸鹽還原成氨,反應方程式可表示為:

NO3-+8Fe(OH)2+6H2O→NH3+8F(OH)3+OH-

該反應在催化劑Cu的作用下進行,Fe/NO3-的比值為15:1,該工藝會產生大量的鐵污泥,並且形成的氨需要用氣提法除去。

Sorg[1]研究過用亞鐵化合物去除硝酸鹽,結果表明,由於成本太高,此工藝難於實際應用。

Murphy[2]等人利用粉末鋁去除硝酸鹽,反應主要產物為氨,佔60~95%,可以通過氣提法除去。反應的最佳pH為10.25,反應方程式為:

3NO3-+2Al+3H2O→3NO2-+2Al(OH)3

NO2-+2Al+5H2O→3NH3+2Al(OH)3+OH-

2NO2-+2Al+4H2O→N2+2Al(OH)3+2OH-

在利用石灰作軟化劑的水處理廠可有效地使用該工藝,因為利用石灰通常可使pH值升高到9.1或以上。因而,調節pH值所需的費用較低,鋁同水的反應可表示為:

Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2

當pH值為9.1~9.3時,由於上述反應導致的鋁的損失量小於2%。實驗結果表明,還原1g硝酸鹽需要1.16g鋁。

1.2反滲透

常用的反滲透膜有:醋酸纖維素膜、聚醯胺膜和復合膜。壓力范圍為2070~10350kPa。這些膜通常沒有選擇性。

Guter[3]利用醋酸纖維素膜反滲透體系除去硝酸鹽,當進水硝酸鹽濃度為18~25mg/L,連續運行1000h,硝酸鹽去除率達65%。

Clifford等[4]研究了反滲透系統除硝酸鹽,反滲透膜為聚醯胺膜和三醋酸纖維素膜。在進水中加入硫酸和六甲基磷酸鈉可以防止膜結垢。結果表明:聚醯胺膜比三醋酸纖維素膜更有效。與離子交換和電滲析相比,反滲透系統成本較高。

Rautenbach等[5]利用復合膜反滲透系統進行了中試研究,操作壓力為14Pa,處理能力為2m3/h。 1.3電滲析

Miquel等開發了利用電滲析技術選擇性除去硝酸鹽的方法。該方法可使硝酸鹽濃度從50mg/L降低到25mg/L以下,它不需要添加任何化學試劑。Rautenbach等[6]研究了電滲析法除去硝酸鹽,並與反滲透法進行了比較。他們認為將硝酸鹽從100mg/L降低到50mg/L,兩種方法的成本大致相當。

1.4催化脫氮

Horold等[7]開發了一種從飲用水中去除亞硝酸鹽和硝酸鹽的方法。結果表明:在氫氣存在下,Pd-Al合金可有效地使亞硝酸鹽還原成氮氣(98%)和氨。Pb(5%)-Cu(1.25%)-Al2O3催化劑在50分鍾內可使初始濃度100mg/L的硝酸鹽完全去除。催化劑對硝酸鹽的去除能力達3.13mgNO3-/min·g催化劑。約為微生物脫氮活性的30倍。該方法可在溫度為10�0�2C,pH值6~8條件下進行,過程易於自動控制,適用於小型水處理系統。該工藝目前尚處於研究階段,許多因素,如動力學參數,催化劑的長期穩定性等需要進一步研究。

1.5生物脫氮

生物脫氮,又稱生物反硝化,是指在缺氧條件下,微生物利用NO3-作為電子受體,進行無氧呼吸,氧化有機物,將硝酸鹽還原為氮氣的過程。可表示為:

NO3-→NO2-→NO→N2O→N2

自然界中存在許多微生物,如假單胞菌屬、微球菌屬、反硝化菌屬、無色桿菌屬、氣桿菌屬、產鹼桿菌屬、螺旋菌屬、變形桿菌屬、硫桿菌屬等,能夠在厭氧條件下生長,並還原NO3-成N2。在這個過程中NO3-或NO2-代替氧作為末端電子受體,並且產生ATP。當電子從供體轉移到受體時,微生物獲得能量,用於合成新的細胞物質和維持現有細胞的生命活動。

根據微生物生長的碳源不同,生物反硝化可分為異養反硝化和自養反硝化。

1.6離子交換法

離子交換法去除硝酸鹽的原理是:溶液中的NO3-通過與離子交換樹脂上的Cl-或HCO3-發生交換而去除。樹脂交換飽和後用NaCl或NaHCO3溶液再生。

一般地,陰離子交換樹脂對幾種陰離子的選擇性順序為:

HCO3-<Cl-<NO3-<SO42-

因此,用常規的離子交換樹脂處理含硫酸鹽水中的硝酸鹽是困難的。因為樹脂幾乎交換了水中的所有的硫酸鹽後,才與水中的硝酸鹽交換。也就是說,硫酸鹽的存在會降低樹脂對硝酸鹽的去除能力。採用對硝酸鹽有優先選擇性的樹脂可以較好地解決這個問題。這種樹脂優先交換硝酸鹽,對硝酸鹽的交換容量不受水中硫酸鹽的影響。

在樹脂官能團NR3+中的N原子周圍增加碳源子數目可以提高樹脂對硝酸鹽的選擇性,這種類型的樹脂對硝酸鹽的選擇性順序依次為:

HCO3-<Cl-<SO42-<NO3-

當樹脂上NR3+中的氮原子周圍的甲基變為乙基時,樹脂對硝酸鹽與硫酸鹽的選擇性系數KSN從100增加到1000。

Clifford等[8]的研究結果表明:增加離子交換位點之間的距離可以降低對硫酸鹽的選擇性,增加樹脂基和官能團的疏水性可以增加對硝酸鹽的選擇性。這種樹脂對硝酸鹽的選擇性增加可歸因於:隨著烷基碳源子數增加,其體積增大,需要佔用更大的空間,從而引起樹脂的空間張力增大。對於減小這種空間張力而言,NO3-比SO42-具有更強的能力。

Guter等[3]的研究結果表明:與三甲基胺樹脂相比,三乙基胺樹脂處理含1.5meq/LNO3-和6.5meq/LSO42-的進水時,樹脂床的壽命可以延長62%,再生劑的用量可降低25~50%。因而,降低了離子交換工藝的運行成本。Dore[19]等研究了用鹽水再生的強鹼性陰離子交換樹脂去除NO3-後的出水水質。結果表明:從樹脂中溶出的單體成分有:苯乙烯、二乙烯苯、三甲胺及其衍生物。用NaOH、蒸餾水、HCl溶液對樹脂進行預處理,發現蒸餾水可以消除大多數可以溶出的單體組分,樹脂不會增加出水中的有機組分。相反,樹脂可以吸附一些進水中的微污染物,如芳香化合物、氯代有機溶劑、殺蟲劑、亞硝基胺等。因此,離子交換工藝不會使處理出水中增加有毒有機污染物質。

離子交換工藝處理出水中Cl-濃度升高,鹼度下降,導致從水管中選擇性溶出鋅的潛力增加,這種性能稱為水的「脫鋅潛力」(dezincificationpotential)。當水中Cl-濃度(mg/L)與鹼度(以mg/LCaCO3表示)之比大於0.5時,該水可視為脫鋅水。離子交換工藝出水的脫鋅潛力可以採取下列措施得到控制:①在配水前安裝大的混合罐;②樹脂用鹽水再生後再用NaHCO3溶液淋洗(二級再生系統);③使樹脂達到更高的NO3-穿透濃度。

Croll等[20,21]的研究發現:硝酸鹽選擇性樹脂出水的氯化物/鹼度之值低於一般樹脂出水的值。

根據離子交換原理,離子交換工藝去除NO3-、SO42-和硬度後的飽和樹脂可以用CO2再生[22-24],其過程可以表示為:R-(COOH)2

+Ca(NO3)2

交換

R-COO-2Ca2+

+2H2CO3

——→

←——

R-(HCO3-)2

R-(NO3-)2

再生

交換飽和的樹脂通過與CO2溶液接觸而得到再生。離子交換樹脂從溶液中去除中性鹽並釋放出等當量的二氧化碳。與傳統的離子交換工藝相比,該工藝不會增加再生劑出水中的含鹽量。因此,只需排放在交換過程中去除的鹽。

在實驗室和中試規模研究的基礎上,德國建成了一座採用上述離子交換工藝的處理廠,處理能力達170m3/h,該工藝可使NO3-濃度從9mg/L降至5.7mg/L,CO2的消耗量為0.35kg/m3處理水。由於CO2再生效率較低,可以選用硝酸鹽選擇性樹脂以改善硝酸鹽的去除效率。

Wenli等[24]的研究結果表明:在壓力為5~5.5Pa時,CO2溶於水中可以用作有效的再生劑。

可以看出,該工藝過程的推動力是體系的二氧化碳分壓。高壓下,溶解於水中的二氧化碳濃度較高,反應向左側進行,樹脂得到再生;當水中二氧化碳濃度較低時,反應向右進行,去除水中的硫酸鹽、硝酸鹽和硬度。

用二氧化碳作為再生劑的離子交換工藝,其優點是不產生過量的再生廢液。而且,二氧化碳可以重復使用,節省了再生劑用量。此工藝的缺點是,工藝復雜,運行管理困難。此外,碳酸鹽是一種弱酸,離解出的質子和重碳酸根離子濃度很低,使得樹脂再生不完全。

1.7離子交換/生物脫氮組合工藝

離子交換工藝需要消耗大量的NaCl溶液(50~100g/L)用於樹脂再生,再生廢液通常含有高濃度的NO3-、SO42-、Cl-,這些廢液需要進一步處置,從而增加了運行費用。生物脫氮工藝的出水需要後續處理,以除去其中的微生物和有機污染物。將離子交換和生物脫氮兩種工藝組合起來,可以克服上述單獨工藝中的某些問題。其組合工藝流程示意圖如圖1所示。

在離子交換/生物脫氮組合工藝中,離子交換工藝用於去除水中的NO3-,生物脫氮工藝用於處理再生樹脂時產生的廢液,其中含有大量的NO3-和Cl-。組合工藝中避免了脫氮微生物與原水的直接接觸。生物反應器可以在高含鹽溶液(25~30g/L)條件下脫氮。該工藝將硝酸鹽的去除過程統一於一個封閉循環的系統中,與傳統的離子交換工藝相比,該組合工藝可使廢鹽水產生量減少95%。
離子交換,生物脫氮和反滲透是去除水中NO3--N的常用方法,已獲得實際應用。離子交換技術適用於處理溶解性有機物較低的地下水。有機物的存在會污染離子交換樹脂和反滲透膜。當水中總溶解性固體(totaldissolvedsolids,簡稱TDS)<500mg/L,SO42-<300mg/L時,可選用離子交換工藝。當水中TDS>1000mg/L,時,可選用反滲透或電滲析法。對於離子交換技術,最主要的問題是如何處理廢再生劑,其中含NO3-、SO42-和NaCl。此外,出水易引起管道腐蝕。盡管如此,離子交換技術以其簡單、耐久、有效,而且成本相對較低,被認為是一項可供選擇的工藝。在美國,已有多家工廠採用此工藝在實際運行。生物脫氮技術在歐洲得到較多的研究與應用。資料表明:異養生物脫氮較自養生物脫氮應用廣泛。這是因為異養脫氮較自養脫氮具有更高的比體積脫氮速率,其值分別為0.4~24kgNO3--N/m3·d和0.5~1.3kgNO3--N/m3·d。異養生物脫氮技術實際應用的技術經濟可行性在歐洲一些國家得到證實。自養生物脫氮工藝因反應速率低,需要較長的水力停留時間,導致反應器的體積龐大,增加了投資成本。異養生物脫氮還能去除水中的微量有機污染物,如三氯乙烯、四氯化碳等。生物脫氮中採用流化床反應器優於填充床反應器,與填充床相比,流化床可以防止堵塞、溝流,且具有較高的硝酸鹽去除速率。

進水水質,如微量有機污染物、SO42-等,對離子交換工藝的影響較大,而對生物脫氮的影響較小。因而生物脫氮工藝適用於地表水,而離子交換工藝更適用於地下水。反滲透和電滲析工藝能耗較大,運行費用高。反滲透膜對無機鹽的選擇性高,處理後的水基本上不含無機鹽,因此,只需處理一部分水,然後將處理水與未處理水混合。電滲析則必須將所有的水進行處理。如果不考慮廢液排放費用,水的損失也忽略不計,那麼兩種方法的水處理費用也幾乎相同。與電滲析相比,反滲透的優點是管理簡單,尤其適用於小型處理廠。但反滲透的濃縮作用會導致硅石、碳酸鈣、硫酸鈣結垢,影響處理過程的正常運行。

利用鋁進行化學脫氮產生的氨可以與氯反應生成氯氨,可以提高供水系統中余氯消毒的穩定性。但處理水中殘留的鋁需要注意。

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