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同样来自美国的Solecta有机膜主要针对工业过程分离而设计,系列产品为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、和反渗透膜。膜材料主要为PVDF和PES,其PES纳滤膜Mg2+分子截留率高于90%,对蛋白等带电荷有机物有很好的选择性截留,RO膜Na+分子截留率高於96%。主要应用于工业分离及工业废水处理分盐工艺。
日本的Astom公司是目前全球最大的离子交换膜及双极膜电渗析设备制造商,其开发的双极膜电渗析装置通过向双极膜与阴阳离子交换膜组合的三室式双极膜电渗析槽中加入无机盐,两侧施加0.83V以上的水理论分解电压后,膜内的水分解为酸 (H+)和碱(OH-)。阴离子透过阴离子交换膜在双极膜上与已分裂的H离子结合后生成酸。另一方面阳离子透过阳离子交换膜在双极膜上与已分裂的OH离子结合后生成碱。
新型吸附材料
吸附过程在水处理领域主要用于市政及工业污水深度处理及饮用水处理等场景。传统吸附材料包括活性炭、沸石、无机矿物等,但普遍存在运行成本高,难以清洗,吸附效率低等问题。随着材料科学的发展,新型吸附材料的研发,能够有效提高吸附效率,降低运行成本,延长使用时间。
纳米技术的发展极大增加吸附剂的比表面积,提高吸附速率,能够有效去除水体中微量污染物或金属离子,成为吸附材料的主要发展方向之一。在纳米尺度下,相比于通常尺度下纳米材料通常会呈现出小尺寸效应下的特异性质。这些特性目前正在被研究用于水和污水的处理。同时,未来石墨烯和磁性材料也将成为新型吸附材料的发展方向,用于微量污染物和常规工艺难以去除的污染物的处理工艺中。
美国CustoMem公司定制设计和制造生物衍生材料,用于工业水处理。CustoMem通过一种低能、低成本的生物工艺生产出了一种新型生物材料组合物,可以有选择地捕获农药、药物和高性能化学品等微污染物。可用于工业废水市场,制药、化工、抗生素生产等产生微量污染物的行业。
MetaMateria是美国专注于先进材料开发的私有公司,从2003年以来始终专注于开发独特的,高密度纳米级多孔的陶瓷材料,可以支持活性物质,如有益的细菌群落用于生物修复或制成纳米级材料用于磷和金属离子或微量化合物的去除与回收。这些产品寿命长,接触时间短,污染物去除率高。分层次的孔隙结构允许通过介质的高水流量。产品有不同的大小和形状,以提供灵活的使用。
捷克GrapheneUP SE公司开发了基于石墨烯的多种新材料。包括Grafim是一种基于石墨烯的吸附技术,专门针对水和气体处理领域。Grafim对各种难以用传统技术处理的微污染物和化合物具有卓越的去除效率(在PPB至PPB范围内高效去除)。GUP是专门针对复合材料和新材料市场的功能性石墨烯,是目前正在开发的纳米过滤和电氧化技术的基础。最后Naimor是一种超疏水石墨烯材料,专门用于漏油回收和碳氢化合物的吸附,它可用于清洗溢出的油、溶剂或碳氢化合物等。
催化材料
随着水回用市场增加及污水排放标准更严格,一些传统工艺难以去除的污染物,使得传统处理系统面临巨大的压力,而高级氧化工艺在水和污水处理工艺中迎来了新的机遇。高级氧化工艺包括许多类型,基本原理是在特定条件下生成自由基强氧化剂,快速分解水体中难降解有机物。但是传统高级氧化工艺自由基产生速率较慢,因此二氧化钛等催化剂引起了人们的兴趣,用于提高自由基的产生效率,降低运行成本。
加拿大初创公司H2nanO的高级氧化技术采用表面涂有TiO2的纳米颗粒作为催化剂,在太阳光UV的照射下,H2O在三相界面生成自由基,迅速将水体中难降解污染物氧化。在工业废水和尾矿池成功试点。该系统处理效率高,易于整合到其他处理系统中,从而能够改进现有有机污染物的处理工艺。
可以预见的是,未来材料科学仍会极大推动水处理工艺的创新和发展。
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