过滤技术在环境工程中的应用

一、膜过滤方式及滤膜种类：

膜过滤的过滤方式包括正压和负压过滤。膜过滤是使溶剂和较小颗粒或分子的溶质能通过一定孔径的滤膜，大的颗粒或分子溶质则不能透过，从而使大颗粒或高分子物质脱水、脱盐和浓缩，使细菌、寄生虫、冷却系统中的腐蚀残留物截留而达到除菌、集菌、集残留物的目的。按分离物质的大小，将膜过滤技术分为微滤（MF）、超滤（UF）、反渗透（RO）和纳滤（NF）等，在工业循环冷却水系统中，大多选用正压微滤（MF）分离，孔径选用0.05—2.0微米（μm）为宜，在某种程度上讲，工业循环冷却水的用途和目的是冷却效果和系统的使用寿命以及相关仪表的控制精度，并不需要冷却水达到纯净水标准，所以，过滤和处理效率及处理成本是必须考虑的综合指标。膜过滤材料由高分子材料制成，如纤维素酯、再生纤维素、聚酰胺、聚乙烯醇衍生物、聚丙烯腈、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、丙烯腈/氯乙烯共聚体、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等。滤膜的孔径单位以微米（μm）表示，孔径规格主要包括0.025μm～5.0μm范围不等。滤膜的组件形式主要是:平膜、摺膜、管膜、卷式和中空纤维。按其用途可为亲水性和疏水性。亲水性的，如醋酸纤维素膜（CAM），适合于水溶液中的微粒和细菌过滤及蛋白电泳等；疏水性的，如聚四氟乙烯膜（PTFE），适合于有机溶剂、酸和碱的过滤。企业在确定过滤膜的材质和过滤方式时，要根据冷却循环水的水质特性而定，并采取多级过滤，膜的孔径由大到小，过滤面积由小到大排列，并在两个过滤级之间留取样口和污物排出口和污物冲洗装置，并能达到系统正常工作状态下的污物排放。在有条件的情况下，设置小环境的系统封闭膜的净水反压冲洗系统，可以在较短时间内达到提高过滤效率的目的。

二、膜过滤在工业循环冷却水中的发展趋势：

工业循环冷却水、污（废）水处理是微滤应用的一大市场，随着生物技术的发展以及生物技术与膜分离过滤技术的联合，膜过滤中微滤技术在这一应用领域的市场也越来越大。工业循环冷却水过滤的研究方向是：（1）廉价性、通用的膜组件。现有的膜组件的价格偏高，限制了膜技术在循环冷却水及污（废）水处理领域的推广应用，而巨大的潜在市场需要中低价格的膜组件；（2）不污染、易清洗、长寿命膜。污染是微滤过滤膜应用中面临的主要问题是，亟待解决的是污染物的快速消除和高分离过滤效率、投资少、使用成本低、应用广泛。发展的重点是研究适应于环保行业高强度、长寿命、抗污染、高通量的膜材料，使膜过滤材料的等级和用途更加细化和专用化。并逐步完善应用中不同的膜过滤技术的组合应用，这样可以发挥各自的特点，取得更大的技术和经济效果。同时探讨膜过滤技术与常规的水处理技术联合使用，如高纯水制备中将膜过滤技术与离子交换及常规过滤技术相结合，充分发挥它们各自的优势，使处理效果进一步提高，从而使水处理成本进一步下降，达到生产成本经济、合理的运行规律。

水资源的严重浪费和环境污染问题是环境保护和企业持续发展亟待解决的一项重要课题，它关系到人类的生存与企业的可持续发展。解决水资源和环境污染问题，首先要有严格的法律体系和规范化的管理体系和机制。另一个重要因素就是要有技术先进、经济合理的水处理技术作保障。

【学员问题】活性砂过滤技术在水行业的实际应用？

【解答】活性砂过滤器基于逆流原理，待处理的原水经进水管，通过位于过滤器底部的布水器进入过滤器。水流由下向上逆流通过滤床，经过滤后的过滤液在过滤器顶部聚集，经溢流口流出。

过滤器底部被污染的滤料通过空气提升泵被提升到过滤器顶部的洗砂器，通过紊流作用使污染物从活性砂中分离出来，杂质通过清洗水出口排出，净砂利用自重返回砂床从而实现连续过滤。

活性砂过滤器的特点主要包括：过滤连续运行，无需停机反冲洗，效率高；无需反冲洗水泵、风机、冲洗水箱及阀门等；集混凝、沉淀及过滤于一体，大大简化了工艺流程及占地空间；运行及维护费用低；对于高SS含量的废水不需预处理（进水SS可达150mg/L）；与常规砂过滤工艺相比，可节省30%-40%的化学药剂；70%的设备空间；深层过滤，滤床深度2000mm；滤床压头损失小，只有0.5m；采用单一均质滤料，无须级配层；滤料被连续清洗，过滤效果好，无初滤液问题；出水水质稳定；易于改扩建。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

金属在茶具中的应用

Tea sets made of metals

谈起茶具，一般以陶瓷材质的居多，特别是中国茶，满眼的陶瓷茶壶茶杯，金属的器具相对比较少见，在日本茶道里金属器具相对多一些，但是相比陶瓷茶具还是小巫见大巫。究其原因，猜想一方面可能是金属相对比较贵重，另外陆羽和其他茶人和文然雅士对各种陶瓷茶具的推崇，使得陶瓷完全占据了茶具的主角地位。但实际上金属在茶具中应用得好，大有锦上添花的效果。

铁Iron

近年来日本铁壶渐渐在中国茶人中流行起来，用铁壶烧水几乎成了饮茶爱好者的标配，其源流其实是来自中国，陆羽在《茶经》第四章“器”中叙述了用金属做的“风炉”和“鍑”，就是日本茶道中炭炉和铁壶的原形，只是在日本这一套东西保存得比较好，而在中国后来由于散茶冲泡的流行，炭炉和铁壶慢慢得淡出了，现在随着中国茶道的复兴，又被慢慢重新引进，为爱茶人提供了新的道具。

陆羽在《茶经》早就提到了“风炉”和“鍑”最重要的材料是生铁，也就是铸铁，铸铁材料性价比高，成品厚重，表面经过处理或年久氧化会发黑，造型稳重沉穆，而用铁壶煮水能够使水质变得醇厚，而且保温性能出众，特别适合冲泡厚重的茶类，如黑茶或高发酵重焙火茶类，如武夷岩茶等。

铃兰型铁壶

铜Copper

铜的使用历史悠久，我国商周的青铜器制作精美，在国际上享有很高的声誉。铜比铁贵重，因此铜作茶具相比铁还要少，一般也是铜烧水壶居多，由于铜表面颜色较为艳丽，因此还可以略作雕刻造型做成一些小器具，如茶荷，茶承等。用铜壶烧水特别甘甜，大家知道吃涮羊肉铜锅最好吃，就是因为铜锅能产生甘甜的味道非常适合羊肉，因此用铜壶烧水，特别适合冲泡包容性强的，有深沉香味的茶，如红茶，特别能激发其香甜的特质。

手作铜壶

纯手工铜茶壶

银sliver

和铜一样，银的使用历史也非常悠久，而且一直是贵重的金属，陆羽在《茶经》中说到：“鍑：鍑以生铁为之，用银为之，至洁，但涉于侈丽。雅则雅矣，洁亦洁矣，若用之恒而卒归于银也”，意思很明确，银制茶具有着“至洁”的特性，只是应为其“涉于侈丽”，因此提倡简朴的他不推崇。无论是古代的实践和是现代的科学研究都表明银有杀菌、安神的作用，用银壶烧水能使水变软变纯净，古人谓之“若绢水”就是说水质的柔薄爽滑犹如丝绢，银壶就有这种功效，特别适合冲泡高香的茶，如闽南乌龙，台湾乌龙等，用银壶煮水冲泡这些茶清香四溢，令人神清气爽。另外银性质柔软，颜色白亮，也非常适合做一些小巧的器具，以及用来修补其它的茶具。

银壶

纯银茶漏

金Gold

黄金自古以来就是最贵重的金属，做成茶具来说过于奢侈，过去只有皇家贵族才有机会享用，也是镶嵌在其它器具上作装饰用最多，法门寺出图的唐代皇家茶具给我们一个直观的机会，纯用金制茶具极少，现代有纯金至茶壶和烧水壶，依赖现代发达的传媒才得以在网络上看到过。

法门寺出土皇家茶具

纯金壶（图片来自网络）

锡Tin

锡是一种有银白色光泽的低熔点的金属元素，古时候的人喜欢用锡来净化水质使味道更加清甜，一般金属都有金属味，而锡则无味，因此特别适合制造茶叶罐来储存新鲜的茶叶，当然用锡壶来泡茶也是相当好的。

锡制茶叶罐

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