淺談新技術(shù)與新材料在環(huán)保設(shè)備中的應(yīng)用

盧 燕

（佛山市順德區(qū)阿波羅環(huán)保器材有限公司， 廣東 佛山 528399）

0 引言

凈水設(shè)備作為當(dāng)前污水處理，或家庭飲用水健康質(zhì)量保障的核心元素，具有十分重要的價(jià)值。而在社會(huì)各界更加健康、更加安全的應(yīng)用水環(huán)境下，如何提升飲用水的質(zhì)量是飲水設(shè)備關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題[1]。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，通過(guò)應(yīng)用可靠、有效的新技術(shù)和材料，能在一定程度上提升凈水設(shè)備的效能輸出。 據(jù)此，文章的探究方向具有一定實(shí)用價(jià)值。

1 環(huán)保凈水設(shè)備應(yīng)用新技術(shù)和新材料的價(jià)值及思路

1.1 環(huán)保凈水設(shè)備新技術(shù)和材料應(yīng)用價(jià)值

匯總當(dāng)前新型技術(shù)、 新型材料的應(yīng)用領(lǐng)域和效果可以看出，在一定程度上提升了凈水設(shè)備的運(yùn)行效果，如基于麥飯石凈化技術(shù)的凈水設(shè)備， 能有效降低漂白粉余氯含量，且時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1～3 個(gè)月[2]。 具體而言：一是能夠提升凈水設(shè)備的污水凈化效果， 如基于紫外線(xiàn)水處理技術(shù)的凈水設(shè)備，能夠有效降低污水中的藻類(lèi)、霉菌、細(xì)菌等，且不會(huì)對(duì)水產(chǎn)生二次污染。 或膜分離技術(shù)能夠有效降低污水細(xì)菌含量；二是能夠提升設(shè)備的可靠性，如新型環(huán)保材料的應(yīng)用，能夠避免受到腐蝕等，繼而提升凈水設(shè)備運(yùn)用的持久性；三是能為凈水設(shè)備的換代升級(jí)奠定基礎(chǔ)，即通過(guò)成本更低、更加環(huán)保、更加健康的新材料或技術(shù)，能夠進(jìn)一步提升凈水設(shè)備的水處理效果， 提升其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值；四能推動(dòng)新技術(shù)和新材料的快速發(fā)展，環(huán)保凈水設(shè)備作為現(xiàn)代城市水處理和家庭潔凈飲用水的基本保障，在發(fā)展過(guò)程中會(huì)結(jié)合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、人們實(shí)際需求，對(duì)技術(shù)和材料提出新的要求， 而這便會(huì)在一定程度上反向推動(dòng)新技術(shù)和材料深化發(fā)展。

1.2 環(huán)保凈水設(shè)備新技術(shù)和材料應(yīng)用思路

眾所周知， 應(yīng)用思路能夠保障新技術(shù)和新材料在凈水設(shè)備中的應(yīng)用效果， 因此相關(guān)技術(shù)人員或廠(chǎng)家應(yīng)對(duì)其予以一定重視：一是要有以規(guī)范為中心的應(yīng)用思路，即要圍繞國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、要求等內(nèi)容，嚴(yán)格落實(shí)應(yīng)用方向、規(guī)則等，如GB 34914—2021 凈水機(jī)水效限定值及水效等級(jí)、GB/T 19249—2017 反滲透水處理設(shè)備等； 二是要有可持續(xù)應(yīng)用思路， 要圍繞凈水設(shè)備的限定壽命， 應(yīng)用新技術(shù)和材料，以有效提升設(shè)備的性?xún)r(jià)比；三是要有不斷總結(jié)、革新的思路，要結(jié)合凈水設(shè)備各項(xiàng)反饋數(shù)據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)新材料的應(yīng)用方式，或新技術(shù)的結(jié)合措施，以最大限度的發(fā)揮新技術(shù)和新材料的應(yīng)用效果； 四要有結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用思路，即要依據(jù)客戶(hù)或地方實(shí)際需求，配置新技術(shù)和新材料，以有效降低不必要成本。

2 新技術(shù)和新材料的凈水環(huán)保設(shè)備中的應(yīng)用

2.1 新技術(shù)探析

目前在凈水設(shè)備技術(shù)應(yīng)用上，主要可以分為三類(lèi)：①物理類(lèi)，其技術(shù)主要有ro 反滲透、電解法、揮發(fā)以及離心法等；②有機(jī)化學(xué)措施，其主要包含電滲析法、電滲析法換置等；③厭氧或有氧生物處理[3]。 而基于現(xiàn)行新技術(shù)的表現(xiàn)看，其宏觀上主要體現(xiàn)為更加智能，為微觀上更加可靠， 以下就簡(jiǎn)要分析宏觀智慧處理技術(shù)和脈沖共振微觀新技術(shù)。

2.1.1 智能自動(dòng)化技術(shù)

（1）原理。 結(jié)合現(xiàn)行凈水處理設(shè)備的物質(zhì)資源、人力資源等要素， 凈水設(shè)備的智能自動(dòng)化技術(shù)主要指是結(jié)合通過(guò)感應(yīng)探頭、流量監(jiān)測(cè)等方式，動(dòng)態(tài)監(jiān)控凈水相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，如基于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備參數(shù)等，控制凈水設(shè)備凈化程度、排放標(biāo)準(zhǔn)等。 具體而言，智能自動(dòng)化凈水設(shè)備通過(guò)在各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)物理感應(yīng)、光學(xué)感應(yīng)等設(shè)備，然后利用物聯(lián)設(shè)備、信息設(shè)備傳輸相關(guān)信息，然后數(shù)據(jù)分析中會(huì)依據(jù)事先設(shè)定的凈水處理參數(shù)， 自動(dòng)調(diào)整設(shè)備物料投入或水量排放等[4]。

（2）構(gòu)成。 自動(dòng)一體凈水設(shè)備通具有一定復(fù)雜性，以下就簡(jiǎn)要介紹石英過(guò)濾器構(gòu)成：①水過(guò)濾設(shè)備。主要是將由旋轉(zhuǎn)嘴進(jìn)入的污水，用砂床凈化污染水，在完成初步處理后，由出水口排出處理水[5]；②出砂循環(huán)。在砂床往下作業(yè)過(guò)程中， 砂洗砂機(jī)會(huì)及時(shí)處理臟砂使其保持相應(yīng)的潔凈，然后處理的臟砂會(huì)再次回到砂床；③壓縮空氣系統(tǒng)軟件?？諝鈮嚎s機(jī)會(huì)結(jié)合系統(tǒng)控制，有序?qū)⒖諝廨斎氲絻?chǔ)罐中， 然后空氣有序作用提砂管底， 其中在推動(dòng)力的作用下，水和臟砂等要素會(huì)在摩擦力的作用下，逐漸分離出臟漂浮物。然后渾濁水，將會(huì)從立管中排出；④洗砂機(jī)。沙子會(huì)在提砂管中上下移動(dòng)，在移動(dòng)的過(guò)程中會(huì)經(jīng)過(guò)反向過(guò)濾水。其中過(guò)濾水的驅(qū)動(dòng)力主要源自沖砂水與過(guò)濾水的水位差；⑤自動(dòng)控制系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)。 其主自動(dòng)控制參數(shù)，如砂循環(huán)系統(tǒng)容積、進(jìn)水量以及壓縮空氣壓力等。 同時(shí)，依據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)并保障整個(gè)運(yùn)行過(guò)程有序、流暢[6]。

2.1.2 脈沖共振凈水技術(shù)

本技術(shù)作為一種創(chuàng)新技術(shù)，其構(gòu)成主要如圖1 所示。其運(yùn)行原理主要為：處理水由進(jìn)水口8 進(jìn)入設(shè)備，然后在7 轉(zhuǎn)化裝置處理下，被霧化為相關(guān)水分子。 這些元素會(huì)在水霧化缸中做水霧化缸中進(jìn)行布朗運(yùn)動(dòng)， 在強(qiáng)類(lèi)的運(yùn)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下，水分子會(huì)快速向4 空氣壓力缸運(yùn)動(dòng)，同時(shí)其在移動(dòng)過(guò)程中會(huì)接觸空氣并與其進(jìn)行碰撞運(yùn)動(dòng)。 在相互作用力其的影響下，4 號(hào)空氣壓力缸會(huì)出現(xiàn)壓力差，然后進(jìn)行相關(guān)的脈沖振動(dòng)。同時(shí)，隨著空氣和水分子的強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)壓力會(huì)逐漸變化，在此過(guò)程中11 號(hào)空氣器會(huì)依據(jù)9 號(hào)檢測(cè)設(shè)備獲取4 號(hào)壓力缸與5 號(hào)壓力缸的數(shù)據(jù)， 并結(jié)合其對(duì)比數(shù)據(jù)，控制2 號(hào)霧化缸與3 號(hào)霧化缸的霧化情況，調(diào)整7 號(hào)霧化設(shè)備與6 號(hào)霧化設(shè)備的運(yùn)行效率， 以保障4號(hào)與5 號(hào)壓力缸的數(shù)據(jù)，讓其脈沖振動(dòng)頻率相似；在運(yùn)行一定時(shí)間后，在9 號(hào)壓力檢測(cè)設(shè)備的壓力開(kāi)始達(dá)到10 號(hào)恒壓閥門(mén)時(shí)，11 號(hào)控制器結(jié)合9 號(hào)設(shè)備所反饋的數(shù)據(jù)，啟動(dòng)14 號(hào)離心機(jī)，并打開(kāi)1 號(hào)壓力閥，水分子會(huì)由12 進(jìn)水口，進(jìn)入到1 號(hào)缸體中，在這種情況下，23 號(hào)出水口同4號(hào)和5 號(hào)空氣壓力缸會(huì)同步壓力，并進(jìn)行同頻運(yùn)動(dòng)，然后在離心力的作用下，以順時(shí)針或逆時(shí)針的方式，進(jìn)入到1號(hào)共振缸內(nèi)。同時(shí)，中央處理器會(huì)控制19 號(hào)轉(zhuǎn)輪、18 號(hào)電機(jī)，20 號(hào)離心管和14 號(hào)離心設(shè)備會(huì)形成強(qiáng)烈的離心力。在此基礎(chǔ)上，會(huì)快速分離水分子中的雜質(zhì)，同時(shí)完成分離的水分子會(huì)進(jìn)入到15 號(hào)沉淀池中， 其中16 號(hào)為廢水出口，17 號(hào)為清水出口。

圖1 脈沖共振凈水技術(shù)流程構(gòu)成圖

2.2 新材料的運(yùn)用

新材料同樣也可以分為微觀材料和宏觀材料， 其中微觀材料主要指是高分子有機(jī)材料和金屬材料， 而宏觀材料主要是指應(yīng)用到具體設(shè)備材料，具體而言：

2.2.1 宏觀層面的新材料的應(yīng)用

（1）高分子有機(jī)材料。 第一，PTFE（聚四氟乙烯——改良）。 PTFE 纖維作為質(zhì)量較好、運(yùn)用范圍較廣的纖維，其擁有非常高的耐化學(xué)性[7]。 從其運(yùn)行領(lǐng)域看：①其能夠被作為過(guò)濾材料進(jìn)行直接使用， 或作為過(guò)濾材料的一種補(bǔ)充； ②其通過(guò)結(jié)合其懸浮狀乳液可提升過(guò)濾材料的過(guò)濾效果，讓其擁有更優(yōu)的過(guò)濾性能；第二，PPS（聚苯硫醚纖維）。本材料作為合成纖維，其擁有較為簡(jiǎn)單的結(jié)果，擁有較好的穩(wěn)定性和耐高溫性。同時(shí)，本纖維還擁有極高的阻燃特性， 能夠有效提升凈水管道等設(shè)備的穩(wěn)定性和持久效果；第三，P84 聚酰亞胺纖維。 本材料擁有非常高的性能，能在較高的溫度環(huán)境下作業(yè)。 同時(shí)，其相較于玻璃纖維，擁有較高的脈沖承受能力。

（2）新型金屬材料。 由于本材料擁有較高的鉬含量，因此其的耐腐蝕性非常高， 是一種較為高級(jí)的的奧氏體不銹鋼。 其能夠應(yīng)用于需要人工不斷電焊補(bǔ)漏的布袋除塵器，究其原因該設(shè)備會(huì)經(jīng)常受到廢水造漿的侵蝕，而出現(xiàn)腐蝕的情況，而將本材料應(yīng)用到該處，能夠有效提升設(shè)備的整體運(yùn)行壽命，保障設(shè)備運(yùn)作時(shí)間和空間的有效性。

2.2.2 微觀層面材料的應(yīng)用

（1）應(yīng)用于泵的新材料。 在環(huán)保凈水設(shè)備體系中，泵的損失基本是其葉片在運(yùn)行過(guò)程中， 會(huì)受到腐蝕腐蝕和磨損，而這就會(huì)影響泵的運(yùn)行壽命。 目前，在大型凈水設(shè)備泵機(jī)葉片材料保護(hù)體重， 一般會(huì)應(yīng)用搪瓷保護(hù)層金屬修補(bǔ)劑進(jìn)行處理，然而由于其缺乏一定耐水性和韌性，因此具有一定不足。 而新型材料端羥基聚丁二烯（HTPB）作為涂層覆蓋材料之一，混合配比環(huán)氧樹(shù)脂，同時(shí)再加入陶瓷微珠耐磨填料，充分調(diào)勻后涂到表面，能有效改善這些不足，會(huì)使泵機(jī)葉片得到更好的保護(hù)，從而延長(zhǎng)了泵機(jī)的使用周期。

（2）應(yīng)用于管道中的新材料。 目前，凈水設(shè)備系統(tǒng)的管道主要使用PVC－U、PE、PP 等不同材質(zhì)的管道進(jìn)行安裝，考慮到要滿(mǎn)足大直徑的要求，會(huì)選擇在塑料管外部纏繞金屬絲等方式；但如果對(duì)于給排水管的直徑要求不高，是屬于中小直徑的，則選用雙壁波紋管的情況較多。

（3）應(yīng)用新材料過(guò)濾器。水處理設(shè)備中應(yīng)用的新型纖維過(guò)濾器，能提高過(guò)濾器的負(fù)荷能力以及過(guò)濾能效，相比于傳統(tǒng)的砂過(guò)濾器有了更好的過(guò)濾性能， 因此其的應(yīng)用范圍也較廣。以?xún)羲O(shè)備濾芯新材料為例，其應(yīng)用主要包含以下幾個(gè)方面：一是陶瓷濾芯，其主要原理為陶瓷材料的小孔徑將泥沙、碎屑和細(xì)菌過(guò)濾掉。同時(shí)其表面的附著的銀離子還有殺菌的作用， 需注意雖然陶瓷濾芯材料表面清洗難度較小， 但由于其內(nèi)部有活性炭填充材料在吸附一定量后，會(huì)被堵塞，而一旦堵塞，那么必然會(huì)降低整個(gè)濾芯的吸附效果。二是納濾膜（NF）濾芯，這種濾芯面帶有負(fù)電荷，能夠截留水中二價(jià)以上的陽(yáng)離子，保留一價(jià)的離子（如納離子、鉀離子），所以這種濾芯能夠保留水中部分礦物質(zhì)元素。 三是反滲透膜（RO）濾芯，其主要原理為濃度高的一側(cè)施加足夠的壓力， 使水反向流入膜的另一側(cè)。而結(jié)合反滲透膜具作用，其能夠能夠截留大于0.0001μm（即0.1nm）的物質(zhì)。 四是PP 棉濾芯，這種凈水器濾芯原料為聚丙烯（無(wú)毒無(wú)味，低成本、耐高壓、耐腐蝕、流量大），其能夠有效過(guò)濾污水中的膠體、泥沙以及鐵銹等。需注意，這種濾芯的使用壽命一般為3-6 個(gè)月。五是超濾膜濾芯，這種新材料主要由無(wú)機(jī)膜或有機(jī)膜構(gòu)成，其中后者主要陶瓷膜構(gòu)成。 而后者主要由中空纖維膜構(gòu)成。 事實(shí)上，超濾膜濾芯孔徑為0.01～0.02μm，能夠有效過(guò)濾水中的大分子有機(jī)物、細(xì)菌微生物等。 同時(shí)，由于超濾膜一般位于濾芯組件的第三級(jí)，因前方設(shè)備能夠分擔(dān)一定壓力，因此使用壽命一般在1～2 年。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在目前各界對(duì)環(huán)保設(shè)備的高標(biāo)準(zhǔn)、要求環(huán)境下，相關(guān)環(huán)保設(shè)備企業(yè)應(yīng)結(jié)合最新技術(shù)、最新設(shè)備，以成本、質(zhì)量等要素為中心，不斷革新環(huán)保設(shè)備的運(yùn)行效率和質(zhì)量，并動(dòng)態(tài)改進(jìn)材料的應(yīng)用方式，以有力推動(dòng)環(huán)保設(shè)備的深化與現(xiàn)代發(fā)展。其中，凈水設(shè)備作為一種現(xiàn)代家用和相關(guān)水處理廠(chǎng)的核心設(shè)備，擁有十分重要的作用，相關(guān)廠(chǎng)家或技術(shù)人員應(yīng)全面關(guān)注其新技術(shù)、 新材料的應(yīng)用理念和方式，并圍繞當(dāng)前最新水排放標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整凈水設(shè)備的凈化效果。據(jù)此，文章分析了新技術(shù)與新材料在環(huán)保設(shè)備中的應(yīng)用，具有一定參考價(jià)值。