在世界上许多地方,水已成为一种稀缺资源。曾经极为丰富的水资源,如今供应日益短缺,而多年来个人和工业用水的需求却在不断增加。从历史上看,我们从未过多关注过对这一宝贵资源的保护,而如今我们发现自己越来越多地在为争取更多可支配的水资源份额而努力。例如,在中国的某些地区,新生产工厂的许可证中明确规定了最大用水量。由于工厂的规模是由其用水量决定的,因此使用最少水量的工艺技术也能在给定的许可证协议范围内建造最大规模的工厂。
因此,节水在当今的决策过程中发挥着更为重要的作用。国际工艺许可方和工程公司正在调整他们的设计以适应当地的用水法规。显然,固液分离设备在这些过程中起着重要作用。这些作用通常可分为以下几类:
给水处理
水的保护和再利用
从废水流中回收产品
工艺用水的回收
由于生产工厂的生命周期通常为几十年,尽管许多工厂都经历了设备改造以实现现代化,但我们仍常常面临使用较旧工艺技术的情况。以下段落描述了一些过滤技术在上述类别中产生重大影响的案例。由于篇幅原因,仅对其中一些示例进行更详细的描述。
给水处理
反渗透海水淡化前的海水预处理
在沿海地区,海水资源丰富,但饮用水甚至工业用水却是宝贵资源(例如中东地区),通过反渗透(RO)进行海水淡化是一种非常常见的方法。
反渗透膜对即使是低浓度的悬浮固体也非常敏感,因此需要进行预处理,以分别保护膜免受污染或结垢,并延长其使用寿命,减少维护停机时间。特别需要提及的是除藻问题,这是此类应用中最具挑战性的任务之一:藻类的繁殖因海水温度而难以预测,而且它们的胶体特性通常对过滤系统构成严重挑战。
传统的预处理系统可能包括添加絮凝剂、多介质(砾石-沙子-无烟煤)过滤、错流过滤等。像FUNDABAC® 过滤器这样的设备可以替代一整套处理系统,几乎能够去除亚微米级的所有悬浮物。
DrM过滤器配合助滤剂运行,可以通过定量去除海水中存在的藻类和其他悬浮固体,成功处理海水,并生产出非常适合反渗透工厂处理的水。
水的保护和再利用
二氧化钛(TiO₂)生产中的浸出前和浸出后操作
采出水过滤
在采出水处理中,过滤器安装在捕集器或闪蒸罐的下游。在正常运行期间,对来自闪蒸罐的水进行处理,而在间歇期间,对各种其他工艺水流进行处理,如洗涤水或清管水。需要去除的固体包括金属硫酸盐、硫化亚铁(FeS)、游离汞和沙子。在诸如管道清管等间歇操作期间,系统产生的固体量及其污染倾向会急剧增加。由于在过滤性降低时可以使用助滤剂,DrM过滤器能够灵活适应非常广泛的操作条件。
FUNDABAC® 过滤器采用全封闭设计,在处理通常存在于地层水中的有害物质(汞(Hg)、硫化氢(H₂S)、天然放射性物质(NORMs))时,很容易满足健康、安全与环境(HSE)要求。
从废水流中回收产品
从丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)生产的废水流中回收ABS
在精对苯二甲酸(PTA)工厂中对苯二甲酸的回收
PTA晶体较大且易于过滤,结晶后母液中的浓度相对较高。通过离心机或旋转压力过滤器进行回收。
然而,在冷却滤液时,会有大量额外的PTA沉淀出来,如果不进行后续处理,这些PTA将随废水流失。此外,废水流中的有机负荷会显著增加下游生物处理系统中的化学需氧量(COD)水平。
在全球的PTA工厂中,FUNDABAC® 过滤器在减少有机废物和提高产量方面发挥了重要作用,产量最多可提高2%。
工艺用水的回收
氯碱工艺中去除硫酸钙(CaSO₄)
吸收塔洗涤水过滤
用于气体处理的吸收塔被广泛用作去除污染物的有效手段。通常,固体也会被去除并积聚在洗涤水中。多年来,FUNDABAC® 过滤器在从燃煤发电厂、垃圾焚烧厂和炼油厂(脱除硫化氢(H₂S))的吸收液中去除此类固体污染物方面发挥了重要作用。
静电过滤器冲洗水的处理
应用于烟气处理过程的静电过滤器需要定期冲洗以进行再生。如果没有合适的固液处理系统,用过的冲洗水将不得不被排放,从而产生大量的废水。事实证明,FUNDABAC® 过滤器非常适合这种应用,并且允许在无人操作的情况下实现闭环设计,几乎消除了液体废物。
聚氯乙烯(PVC)生产中的废水回收
除非降低化学需氧量(COD)并完全去除固体,否则PVC工厂的废水无法回收利用。FUNDABAC® 过滤器为处理这种废水提供了一个很好的解决方案。
芯片制造中研磨和成型操作的除硅
……以及许多其他方面
DrM, Dr. Mueller AG是一家世界领先的固液分离系统供应商,成立于 1982 年,总部位于瑞士。迄今为止,全球已安装了超过3000套过滤装置,成功应用于数百种工业领域。因此,以上所介绍的只是DrM烛式过滤器成功应用的一小部分案例。
DrM的核心产品是FUNDABAC® 和CONTIBAC® 烛式过滤器,这些精密系统能够从液体流中去除小至1µm或更小的悬浮固体。如下图所示,垂直过滤元件(烛式滤芯)安装在压力容器内,纺织滤布通过简单的圆形固定夹套在每个烛式滤芯周围,与其他竞争设计相比,这大幅度地减少了潜在的泄漏可能性。
DrM过滤器完全自动运行,无需操作人员干预。此外,由于没有旋转或其他运动部件,维护简单,且仅涉及一些成本低廉的项目:日常维护仅包括定期(每年)更换滤布。可以从50多种不同类型的滤布中进行选择,以便精细地适应每个应用的特定要求。