巴斯夫子公司滢格®生产的multibore®滤膜可提升水处理效果
净水
滤膜可除去悬浮固体和有机物
毛细管
过滤纤维的布局可稳定滤膜
优化的塑料
过滤器更易清洗,可延长滤膜使用寿命
海洋是地球上最大的储水库。海水的大规模淡化已经有数十年的历史。在非洲西部国家加纳,一座现代化的海水淡化装置每天可生产6万立方米的淡水,足够供50万人饮用。在这里,巴斯夫子公司滢格®生产的超滤膜发挥了重要作用:它们被用于海水的预处理环节,以提高淡化效果,并保护下游滤盐器不被污染。滤盐器采用了反渗透工作原理——水以单个分子的形式穿透敏感膜。由于在这个过程中需要施加80巴(8000千帕)左右的压力,因此,利用超滤技术进行预处理还有助于减少能源消耗。
海水在压力作用下穿过multibore®滤膜的微孔,沙、土、海藻甚至病原菌等杂质则被挡在膜外。乍看之下,超滤膜很像一根根白色细管,但从横截面来看,其内部十分复杂:纤维中含有七根供原水流过的毛细管。毛细管壁上布满毛细管壁上布满直径约20纳米的小孔——其大小仅相当于蛛丝的五百分之一。只有纯水能够穿透这些小孔进入塑料纤维,并流到纤维之外,其它所有大于这一尺寸的颗粒都将被滤膜截留。
滤膜的生产需要丰富的专业知识和经验。“挑战在于如何在生产过程中制造如此之小的微孔,并使其在滤膜表面均匀分布。”特性材料研究实验室负责人nicole janssen博士解释道。她与团队一起,对滤膜纤维的效果和起始材料,巴斯夫聚醚砜塑料 ultrason®e进行了优化。“我们可以精确调整ultrason® 伟博体育的解决方案和工艺,使滤膜具备可靠的过滤性能。
然而,要使纤维能够可靠工作,不仅要确保微孔的尺寸和分布正确无误,纤维还必须具有优异的耐受性。来自于巴斯夫子公司滢格的专家们通过蜂巢结构解决了这一难题。“支撑结构中七根毛细管使纤维处于一种力学稳定的状态,因此具有良好的适应力,”滢格滤膜开发总监martin heijnen说:“这有助于保护滤膜,防止产生可被细菌和病毒穿透的微小裂缝。”
过滤纤维横截面:包含七根毛细管的蜂巢结构能稳定纤维,以防止产生可被病原体穿透的微小裂缝。
在泵送海水的过滤装置中——例如加纳的淡水净化装置——滤膜纤维被捆绑到一起,放入白色塑料圆筒中。两端用环氧树脂粘到外壳上。在运行过程中,下表面被密封,这样只有毛细管上方开口保持通畅。原水在0.5巴(50千帕)的压力下被泵入,并只能通过纤维毛细管内壁上的小孔流出,从而得到过滤后的净水。
随着时间的流逝,残余物会在毛细管内逐渐堆积,形成滤饼。为了确保水能够穿透滤饼,就必须提高水压。这不但会增加能耗,也可能对滤膜造成压力。不过,微孔中的堵塞物或者糖和蛋白质等粘性物质可能无法冲出。它们只能通过化学方式加以清除(如使用氢氧化钠、酸或次氯酸盐),清理的间隔时间较长。不过,氧化剂也可能对ultrason® e 塑料造成损伤。材料专家janssen和同事们希望改变这一情况。例如,她们正在研究如何提高毛细管过滤表面的亲水性,换言之,使污染物更加难以沉淀下来。这样可降低清洗难度,减少化学清洗步骤。“滤膜清洗间隔和使用寿命也相应延长。”janssen补充道。这些改进不仅对于海水预处理十分有用,对饮用水加工和污水处理也很重要。
超滤:现代饮用水处理的核心技术
在鲁尔河畔坐落着一家现代化的水处理设施,它由河两岸的menden和frondenberg市政公用事业部门共同运营。在多段式过滤工艺中,装置每小时可将600立方米原水处理成优质饮用水。在进行机械预过滤处理前,鲁尔河水已经滤去了沙石和底土。去除粗糙杂质后,原水进入巴斯夫子公司滢格生产的超滤膜系统。
然后再经过三道处理,以确保鲁尔河饮用水的优异品质:活性炭过滤器去除药品残留物等有机微量物质,平底脱气装置对水进行脱酸,最后由紫外线灯进行最后的消毒。其它很多城市的水处理装置也采用了multibore®滤膜作为核心材料,比如从水坝取水的历史名城特里尔,以及将地表水作为饮用水源的瑞士文尼多夫。
巴斯夫水伟博体育的解决方案
滤膜材料知识是未来聚合物膜创新的关键成功因素。自2011年被巴斯夫收购以来,滢格公司利用巴斯夫在聚合物领域的专业知识,积极拓展水处理这一高增长领域,在世界各地推出了全面的巴斯夫水处理伟博体育的解决方案。巴斯夫为饮用水和污水处理、脱盐、工业水处理提供了业内领先的化学品。稳定高效的产品,业内领先的生产设施,遍布世界各地供应网络,使巴斯夫成为了水处理行 业可靠的伟博体育的合作伙伴。