Anorganische Röhrenmembran

● Die Siliziumkarbidmembran wird durch Rekristallisationsverfahren bei einer Sintertemperatur von 2400 Grad hergestellt. Während des Sinterprozesses durchläuft der Sinterhals zwischen den Siliziumkarbidaggregaten einen Phasenübergang von fest zu gasförmig zu fest mit einer Öffnungsrate von über 45 %. Der gebildete Filterkanal weist eine starke Konnektivität auf, gepaart mit der inhärenten Hydrophilie des Siliziumkarbidmaterials (Kontaktwinkel nur 0,3 Grad), was zu einem reinen Wasserfluss von bis zu 3200 LMH führt und hydrophil und oleophob ist.

● Der isoelektrische Punkt der Siliziumkarbidmembran liegt bei einem pH-Wert von etwa 3, und die Oberfläche der Membran kann über einen weiten pH-Bereich hinweg negativ geladen bleiben, was ihre Verschmutzungsbeständigkeit verbessert.

● Hervorragende chemische Stabilität, einsetzbar in extremen Umgebungen (pH-Bereich 1-14); je nach den Eigenschaften der Verschmutzungsfaktoren können verschiedene Reinigungspläne entwickelt werden; Oxidationsmittel, einschließlich Ozon und Hydroxylradikale, sind völlig tolerant.

★Hoher Fluss, 3-10-mal im Vergleich zu organischen Membranen;

★Geringe Stellfläche, spart Platz;

★Der Wasserverbrauch für die Rückspülung wird um mehr als 50 % reduziert;

★Chemische Beständigkeit, einsetzbar in einer Umgebung mit einem pH-Wert von 0-14, säure- und alkalibeständig;

★Die Lebensdauer ist 2-10 mal länger als bei organischen Membranen, geringere Austauschkosten;

★Ermöglicht eine gründliche chemische Reinigung, hohe Flexibilität bei der Reinigung und das Flussmittel lässt sich nach der Reinigung leicht zurückgewinnen;

★ Die Leistung lässt sich nach Verschmutzung und Verstopfung leicht wiederherzustellen, wodurch die Kosten für einen Membranaustausch aufgrund unerwarteter Ausfälle entfallen;

★ Geringe Anforderungen an die Systemvorverarbeitung, wodurch die Gesamtsysteminvestition und die Betriebskosten reduziert werden;

★Höhere Druckunterschiede zwischen den Membranen sind möglich, sodass der Wasserfluss bei niedriger Temperatur zunimmt;

★Kein Membranbruchproblem und weniger Wartungsaufwand.

Waschen und Konzentrieren von Nanopulver

Öl-Wasser-Trennung (Ölfeld-Wiedereinspritzwasser, Regenerierung flüssiger Sonderabfälle)

Materialtrennung

Fest-Flüssig-Trennung bei hohem Feststoffanteil (Grubenwasser, biologische Fermentationsbrühe)

Fest-Flüssig-Trennung in aggressiver chemischer Umgebung (Säurereinigung, Rückgewinnung von Nanopulverkatalysatoren)

Abwässer aus Druckereien und Färbereien sowie Abwässer aus der Papier- und Zellstoffindustrie sind die Hauptquellen für die Verschmutzung durch den chemischen Sauerstoffbedarf (CSB). Im Vergleich zu herkömmlichen Behandlungsmethoden weist die Verwendung der Ultrafiltrationstechnologie mit Keramikmembranen zum Abfangen und Filtern von CSB und Lignin eine höhere Rückhalterate auf und ermöglicht zudem eine direkte Rückgewinnung und Wiederverwendung des Permeats.

Der Herstellungsprozess von Photovoltaikzellen, einschließlich Reinigung, Ätzen und Beschichten, erzeugt aufgrund der Verwendung von Flusssäure große Mengen säurehaltigen, fluoridhaltigen Abwassers. China ist ein bedeutender Produzent von Photovoltaikzellen, und Tausende von Unternehmen produzieren täglich große Mengen säurehaltigen, fluoridhaltigen Abwassers.

Die Fluoridkonzentration im sauren, fluoridhaltigen Abwasser von Photovoltaikunternehmen beträgt in der Regel Hunderte bis Tausende Mikrogramm pro Liter und der pH-Wert ist niedrig.

Zu den üblichen Aufbereitungstechniken zählen chemische Fällung, Ionenaustausch, Adsorption und Membrantrennung.

Zur chemischen Fällung zählen die Reagenzfällung und die Elektrokoagulationsfällung; zur Adsorption zählen die biologische, physikalische und chemische Adsorption; zur Membrantechnologie zählen die Umkehrosmose, die Elektrodialyse und die Nanofiltration.
Unter diesen Technologien ist die am weitesten verbreitete Methode die Calciumfluoridfällung, bei der CaCl₂und Ca(OH)₂als wichtigste chemische Reagenzien.

Diese Reagenzien liefern Ca²⁺mit F reagieren^–zur Bildung von Calciumfluoridflocken im Wasser. Die Flocken werden unter Einwirkung von Koagulanzien und Flockungsmitteln als Calciumfluoridschlamm abgeschieden.

Allerdings weist dieses Verfahren zwei wesentliche Nachteile auf: Der entstehende Calciumfluoridschlamm enthält große Mengen an Schwermetallen, die eine potenzielle Gefahr schwerwiegender Umweltverschmutzung darstellen. Darüber hinaus führen die Zugabe von Koagulanzien und die komplexe Zusammensetzung des Schlamms zu hohen Behandlungskosten, wodurch ein Recycling unpraktisch wird.

Darüber hinaus hat Calciumfluorid einen hohen Anwendungswert in der Photovoltaik- und Halbleiterbranche und ist eine äußerst knappe und nicht erneuerbare Ressource.

Daher bestehen die Entwicklungsziele der Photovoltaik-Abwasserbehandlungstechnologie darin, Nebenprodukte zu minimieren, Betriebskosten zu senken und die Rückgewinnungseffizienz von Calciumfluorid zu verbessern.

Die chemische Kristallisationstechnologie mit zirkulierendem körnigem Wirbelbett (CrystPFB) kann die Kristallisation von Calciumfluorid in Wasser herbeiführen.
Durch diesen Prozess wird nicht nur die Fluoridkonzentration im Wasser verringert, sondern es entstehen auch Calciumfluoridpartikel mit höherer Reinheit, die Entstehung von Nebenprodukten wird auf ein Minimum reduziert und seine Auswirkungen und Mechanismen wurden umfassend nachgewiesen.

Es gab Studien zur durch CrystPFB induzierten Calciumfluoridkristallisation, wobei der Schwerpunkt auf der Fluorid-Entfernung, dem induzierten Kristallisationsmechanismus und der Kinetik der Calciumfluoridkristallisation lag.

Allerdings liegt die Fluoridkonzentration im untersuchten Abwasser üblicherweise zwischen 100 und 300 mg/l und die meisten Studien verwenden Methoden im Labormaßstab.

Einige Forscher haben die CrystPFB-Technologie auch eingesetzt, um Fluorid aus Abwässern der Seltenerdmetallurgie zu entfernen. Dabei verwendeten sie Kalzium und Kieselsäure als Kristallisationskeime, um die Kalziumfluoridkristallisation herbeizuführen. Bei einer Zulaufkonzentration von 400 mg/l erzielten sie eine Rückgewinnungsrate von über 90 %.

Andere Forscher haben die kombinierten Auswirkungen von chemischer Ausfällung und CrystPFB auf Abwasser mit hohem Fluoridgehalt untersucht und die Auswirkungen von chemischer Ausfällung und CrystPFB bei der Behandlung von Fluorid mit extrem hohem Gehalt verglichen. Dabei stellte sich heraus, dass CrystPFB bei einer Fluoridkonzentration unter 450 mg/l mit einer Gesamtentfernungsrate von 98 % die beste Leistung zeigte.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass weitere Forschungen zur Entfernung von Fluorid aus hochkonzentriertem Industrieabwasser erforderlich sind, um die Einschränkungen durch niedrige Fluoridkonzentrationen im Zulauf zu überwinden (<1000 mg/L) and small treatment scale (laboratory scale or small-scale experiments). In particular, acidic fluorine-containing photovoltaic wastewater has complex water quality and is difficult to treat.

Wenn Ammoniakstickstoff und BSB im Abwasser normal sind, ist der Gesamtstickstoff immer hoch oder überschreitet sogar den Standard, was darauf hinweist, dass der Gesamtstickstoff, der den Standard im Abwasser überschreitet, in Form von Nitratstickstoff und nicht von Ammoniakstickstoff vorliegt. Zu diesem Zeitpunkt können Sie erwägen, den Nitrifikations- und Denitrifikationsprozess zu verbessern, um Nitratstickstoff in Stickstoffgas umzuwandeln. Diese Art von Problem ist nicht üblich, aber für einige Kläranlagen nicht kompliziert. Manchmal können die Standards durch Anpassen der Parameter erfüllt werden.

01 Unzureichende Kohlenstoffquelle Das theoretische C/N-Verhältnis, das zur vollständigen Stickstoffentfernung erforderlich ist, beträgt 2,86, aber im tatsächlichen Betrieb wird das C/N-Verhältnis (COD: TN) im Allgemeinen auf 4 bis 6 geregelt, was oft bedeutet, dass die Gesamtstickstoffentfernungsrate des Wasseraufbereitungssystems niedrig ist. Zu diesem Zeitpunkt sollte das C/N-Verhältnis 4 bis 6 betragen und die entsprechende Kohlenstoffquelle sollte hinzugefügt werden. Dies kann umfassend anhand der Denitrifikationsrate, der Schlammproduktion, der Startgeschwindigkeit und der Nitritstickstoffansammlung berücksichtigt werden. Beispielsweise kann Glucose mit einer relativ niedrigen Reaktionsrate bei niedrigen Konzentrationen von Nitratstickstoff hinzugefügt werden, und Methanol und Essigsäure mit hohen Reaktionsraten müssen bei hohen Konzentrationen von Nitratstickstoff hinzugefügt werden.

02 Das Rückflussverhältnis ist unangemessen. Das interne Rückflussverhältnis ist zu niedrig und der Nitratstickstoff kann nicht in die anoxische Zone zurückfließen. Die Denitrifikationsreaktion kann nicht normal ablaufen, was zu einer Verringerung der Gesamteffizienz der Stickstoffentfernung führt. Unter der Prämisse, die Denitrifikationseffizienz sicherzustellen, kombiniert mit dem Einfluss von DO und der Beziehung zwischen Kostenleistung, kann das interne Rückflussverhältnis derzeit im Allgemeinen auf 200 bis 400 % kontrolliert werden.

03 Die Arbeitsumgebung des Denitrifikationsbeckens wird zerstört. Der DO des Denitrifikationsbeckens ist größer als 0,5, was die anoxische Umgebung zerstört und fakultativ heterotrophen Bakterien ermöglicht, bevorzugt Sauerstoff für den Stoffwechsel zu verwenden. Nitratstickstoff kann nicht entfernt werden, was zu einem allgemeinen Anstieg des TN führt. Wenn der interne Rückfluss zu groß ist und zu viel DO mit sich führt, kann das interne Rückflussverhältnis nach unten angepasst oder die Belüftung am internen Rückfluss verringert werden; wenn der Abstand zwischen dem Einlass und der Wasseroberfläche zu groß ist und die Sauerstoffversorgung abnimmt, sollte der Höhenunterschied verringert werden.

Die Konzentration an Ammoniakstickstoff ist höher als das Ergebnis der Gesamtstickstoffbestimmung
Theoretisch sollte der Gesamtstickstoffgehalt höher sein als der Ammoniakstickstoffgehalt, da der Gesamtstickstoffgehalt anorganischen Stickstoff (Nitratstickstoff, Nitritstickstoff, Ammoniakstickstoff) und verschiedene organische Stickstoffe umfasst. Bei der tatsächlichen Nachweisarbeit ist der Ammoniakstickstoffgehalt jedoch höher als der Gesamtstickstoffgehalt. Unzureichende Reinheit der Reagenzien, unzureichende Verdauungszeit, schlechte Qualität des Versuchswassers usw. können die Hauptgründe dafür sein, dass der Ammoniakstickstoffgehalt höher ist als der Gesamtstickstoffgehalt.

01 Die Reinheit des Kaliumpersulfat-Reagenzes ist nicht ausreichend. Die Reinheit des Kaliumpersulfat-Reagenzes ist nicht ausreichend, was zu einem hohen Gesamtstickstoff-Blindwert und einem niedrigen tatsächlichen Messwert führt. Die Erkennung und Analyse des Gesamtstickstoffs stellt strenge Anforderungen an das Kaliumpersulfat-Reagenz. Das im Labor verwendete analytisch reine Kaliumpersulfat erfordert einen Stickstoffgehalt von weniger als oder gleich 0,0005 %. Aufgrund von Qualitätsunterschieden der von verschiedenen Herstellern und Chargen produzierten Reagenzien erfüllt der Stickstoffgehalt diese Anforderung jedoch häufig nicht, was zu einem hohen Gesamtstickstoff-Blindwert und einem niedrigen tatsächlichen Messwert führt. Es gibt nur zwei Möglichkeiten, mit dieser Situation umzugehen: Reinigen oder Ersetzen des Reagenzes. Kaliumpersulfat mit geringer Reinheit kann vor der Verwendung gereinigt werden, aber aufgrund der Laborbedingungen und der Instabilität von Kaliumpersulfat bei Temperaturen über 50 Grad wird empfohlen, hochwertige reine Reagenzien oder importiertes Kaliumpersulfat zu verwenden.

02 Unzureichende Verdauungszeit bei hohen Temperaturen oder schlechte Versiegelung. In der Praxis wird Kaliumsulfat unvollständig umgewandelt, wenn die Verdauungszeit des Gesamtstickstoffs nicht ausreicht, was zur Bildung von Nitratstickstoff und Nitritstickstoff führt, wodurch der Ammoniakstickstoffgehalt im Abwasser deutlich höher ist als der Gesamtstickstoffgehalt. Darüber hinaus können während des Experiments die verwendeten Reagenzgläser, Verdauungsbecher und anderen Versuchsgeräte aufgrund begrenzter Bedingungen im Allgemeinen nicht absolut versiegelt werden. Daher werden die während des Verdauungsprozesses oxidierten Ammoniumionen unter Einwirkung hoher Temperaturen in Ammoniakgas umgewandelt und in die Luft freigesetzt, was dazu führt, dass der Gesamtstickstoffgehalt der Proben mit hohem Ammoniakstickstoffgehalt nur einen Teil des Ammoniakstickstoffs enthält, der niedriger ist als der Ammoniakstickstoffgehalt.

03 Die Qualität des Versuchswassers ist schlecht und der Ammoniakgehalt relativ hoch. Das im Versuch verwendete ammoniakfreie Wasser ist verunreinigt und weist einen relativ hohen Ammoniakgehalt auf, was zu einem hohen Blindwert im Versuch führt. Wenn während der Konfiguration Ammoniak im Wasser vorhanden ist, beeinträchtigt dies die Bestimmung des Gesamtstickstoffs. Wenn das Wasser bei der Herstellung der Standardlösung Stickstoff enthält, ist die Absorption der gezeichneten Standardkurve höher als der tatsächliche Wert. Auf diese Weise ist der gemessene Gesamtstickstoffwert niedriger als der tatsächliche Wert, wenn die Wasserprobe tatsächlich getestet wird. Im Allgemeinen kann das frische destillierte Wasser zweimal verarbeitet werden und das Destillat in der Mitte kann als Versuchswasser für den Ammoniakstickstofftest ausgewählt werden. Natürlich wird Laboren mit Bedingungen empfohlen, ultrareines Wasser zu verwenden.

Warum gibt es im Zulauf keine Veränderung oder sogar einen niedrigen Ammoniakstickstoffgehalt, aber im Abwasser ist der Ammoniakstickstoffgehalt immer hoch? Tatsächlich ist es bei der Abwasserbehandlung üblich, dass der Ammoniakstickstoffgehalt im Abwasser höher ist als im Zulauf. Wenn der Ammoniakstickstoffgehalt im Zulauf keine Anomalie aufweist, der Ammoniakstickstoffgehalt im Abwasser jedoch ansteigt oder den Standardwert überschreitet, muss die Nitrifikationsreaktion im Allgemeinen gehemmt werden und ein bestimmter Schritt im Denitrifikationsprozess ist nicht abgeschlossen.

01 Der niedrige gelöste Sauerstoffgehalt im aeroben Becken kann durch die Verstopfung des Belüftungskopfes verursacht werden, der nicht belüftet oder gerührt werden kann. Mit der Zeit senkt unzureichend gelöster Sauerstoff den Durchschnittspegel des gesamten aeroben Beckens, was dazu führt, dass der Ammoniakstickstoff im Abwasser zusammen mit dem COD den Standard überschreitet. Daher sollte das Belüftungssystem über einen langen Zeitraum ein ausreichendes Belüftungsvolumen aufrechterhalten und der Betreiber sollte regelmäßig den normalen Betrieb der Belüftungstankanlagen überprüfen.

02Ammonifikation ist größer als Nitrifikation. Im Allgemeinen besteht der Gesamtstickstoff im Abwasser hauptsächlich aus Ammoniakstickstoff, während in einigen spezifischen Abwässern (wie z. B. Aminosäureabwasser) der Hauptbestandteil des Gesamtstickstoffs organischer Stickstoff ist. Organischer Stickstoff wird unter der Einwirkung ammonifizierender Bakterien in Ammoniakstickstoff umgewandelt, was zu einem Anstieg des Ammoniakstickstoffs im System führt. Wenn der organische Stickstoffgehalt im Zulauf relativ hoch ist und die Ammoniakreaktionsrate höher als die Nitrifikationsreaktionsrate ist, wird mehr Ammoniakstickstoff produziert als nitrifizierter Ammoniakstickstoff, sodass auch die Gesamtmenge an Ammoniakstickstoff zunimmt und sich ansammelt und mit dem Abwasser vermischt, was auch einer der häufigsten Gründe dafür ist, dass der Ammoniakstickstoff im Abwasser höher ist als im Zulauf.

03 Die Einführung von zusätzlichem Stickstoff im Abwasserbehandlungsprozess. Der Ammoniakstickstoffgehalt im Abwasser ist höher als im Zulauf, was offensichtlich nicht dem Gesetz der Stofferhaltung entspricht. Es ist sehr wahrscheinlich, dass Ammoniakstickstoff aus anderen Quellen in den Abwasserbehandlungsprozess eingemischt wird. Übermäßige Zugabe externer Kohlenstoffquellen, falsche Berechnung des Zugabeverhältnisses und Verwendung von schwarzem PAC mit hohem Ammoniakstickstoffgehalt führen zusätzlichen Stickstoff in das Abwasserbehandlungssystem ein, wodurch der Ammoniakstickstoffgehalt im Abwasser höher ist als im Zulauf.

04 Das Schlammalter ist nicht ausreichend. Der Generationszyklus der nitrifizierenden Bakterien ist länger als der der meisten aeroben Bakterien. Wenn das Schlammalter kürzer als der Generationszyklus ist, kann die Anzahl der nitrifizierenden Bakterien unzureichend sein, die Denitrifikationseffizienz wird reduziert und der Ammoniakstickstoff steigt. Zu diesem Zeitpunkt ist es notwendig, die Schlammentladung zu reduzieren und den Rückfluss zu erhöhen, um das Schlammalter zu verlängern, oder dieselbe Art von Schlamm hinzuzufügen, um einen Weg zu finden, einen Populationsvorteil für die nitrifizierenden Bakterien zu schaffen. Darüber hinaus führen Alterung, Vergiftung und Schwellung des Schlamms dazu, dass die Abbaukapazität der biologischen Denitrifikation nach der Schlammzersetzung stark reduziert wird. Mit der Schwächung der Schlammkonzentration und der biologischen Aktivität wird die Ammoniakstickstoff-Entfernungsrate stark reduziert und fällt unter das ursprüngliche Niveau, was auch dazu führt, dass der Ammoniakstickstoff im Abwasser höher ist als der Ammoniakstickstoff im Zulauf.

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