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聚四氟乙烯改性親水膜工藝及處理應用

隨著城市規(guī)模迅速膨脹，淡水資源嚴重缺乏、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，不及國際公認的缺水下限的1/3，僅為全國平均水平的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，可以對城市的發(fā)展帶來促進作用。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)來實現(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、對微細顆粒無法去除等缺點。由于傳統(tǒng)固液分離技術(shù)缺點較多，人們一直關(guān)注新型分離技術(shù)的開發(fā)及應用，因此利用膜實現(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）對顆粒的吸附、截留、篩分等作用進行分離。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便。但PTFE 膜的強疏水性卻限制了其在水溶液體系處理中的應用。本技術(shù)基于配位鍵合理論對常規(guī)的聚四氟乙烯疏水膜進行改性，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)應用前景廣闊。技術(shù)指標：1、過濾后溶液SS<1mg/L；2、可在強酸、強堿、強氧化性、強溶劑性條件下應用；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。市場分析：隨著人們環(huán)保意識的增強、各項環(huán)保制度規(guī)定的日益嚴格、水資源的嚴重缺乏，對工業(yè)及生活廢水的資源化處理已成為當務之急，尤其是對于工業(yè)廢水的處理迫在眉睫。而本工藝具有過程簡單易行、能耗低、分離速度快、分離效率高、使用周期長等優(yōu)點，因此，本項目具有廣泛市場應用前景。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，整個處理工藝設備簡單，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)濟效益。

北京化工大學 2021-02-01

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