介電電泳—后起之秀開辟水處理新方向
2011年中國(guó)水博覽會(huì)暨中國(guó)國(guó)際膜與水處理技術(shù)及裝備展覽會(huì)已開幕，以膜為主的各種技術(shù)和產(chǎn)品紛紛亮相。眾所周知，膜的易受污染性制約著膜在水處理行業(yè)的發(fā)展，筆者經(jīng)過對(duì)多家企業(yè)走訪，了解到這些企業(yè)大部分都對(duì)膜表面進(jìn)行改性以提高抗污染能力。但唯獨(dú)內(nèi)蒙古介電電泳環(huán)境技術(shù)研究有限公司是以其自主創(chuàng)新技術(shù)——介電電泳技術(shù)應(yīng)用到膜分離工藝達(dá)到降低膜污染的目的。筆者帶著無限好奇來到內(nèi)蒙古介電電泳環(huán)境技術(shù)研究有限公司的展位，對(duì)其副院長(zhǎng)CTO王冰先生進(jìn)行了專訪。
谷騰環(huán)保網(wǎng)：王院長(zhǎng)，您好，介電電泳技術(shù)以前沒怎么聽說過，對(duì)介電電泳這一理論也不甚了解，您能講解一下嗎？
王冰：介電電泳是在交流電的作用下產(chǎn)生空間分布不均勻的電場(chǎng)，在電場(chǎng)中的物質(zhì)會(huì)受到介質(zhì)電泳力的作用，產(chǎn)生泳動(dòng)，可以達(dá)到粒子分離的目的。這一技術(shù)不太好理解，目前國(guó)內(nèi)沒有專門的這個(gè)學(xué)科，相關(guān)的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究也較少。
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內(nèi)蒙古介電電泳環(huán)境技術(shù)研究有限公司副院長(zhǎng)CTO王冰
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谷騰環(huán)保網(wǎng)：您們能講一下介電電泳技術(shù)的發(fā)展歷程嗎？
王冰：這種技術(shù)70年代定義于美國(guó)，這三四十年歐美很多知名的研究所或研究機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行理論和放大應(yīng)用的研究。我們的技術(shù)團(tuán)隊(duì)是1999年在德國(guó)組建并開始介電電泳放大應(yīng)用的獨(dú)立研發(fā)，去年被引進(jìn)國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)化應(yīng)用技術(shù)，到目前為止，我們是全國(guó)乃至全球唯一一家能把介電電泳放大應(yīng)用技術(shù)做到產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)。
谷騰環(huán)保網(wǎng)：此技術(shù)在哪些領(lǐng)域里有應(yīng)用？有哪些成果？
王冰：此技術(shù)在環(huán)保、能源、生物、礦產(chǎn)、醫(yī)療、納米和物質(zhì)回收等領(lǐng)域都有產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用。到目前為止，已擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利技術(shù)14項(xiàng)，其中發(fā)明專利7項(xiàng)；國(guó)際專利1項(xiàng)，并成功將所研發(fā)的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)應(yīng)用于貴金屬分離及工業(yè)高濃度廢水零排放循環(huán)利用。
谷騰環(huán)保網(wǎng)：此技術(shù)在水處理中起怎樣的作用？
王冰：我們?cè)谒幚淼膽?yīng)用主要有兩方面,一個(gè)是與膜技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，一個(gè)是預(yù)處理包括沉降方面的應(yīng)用，F(xiàn)有的膜技術(shù)有這么幾個(gè)問題，一個(gè)是不能連續(xù)作業(yè)，需要停機(jī)沖洗；再一個(gè)是需要不斷的曝氣沖刷膜表面防治污染物的沉積，對(duì)入水預(yù)處理的要求比較高。我們把介電電泳技術(shù)應(yīng)用到平板膜或卷式膜的工藝中，我們的平板膜或卷式膜是空心的，在中間裝有由我們自己研發(fā)的耐腐蝕電極，采用我們自主開發(fā)的DEP專用電源，在膜的表面會(huì)形成一個(gè)不均勻電場(chǎng)，使污染物質(zhì)與膜表面保持一定的距離，這樣我們就不需要曝氣和停機(jī)沖洗了。在膜生物反應(yīng)器中運(yùn)用此技術(shù)，節(jié)能在150倍以上，出水效率提高4-6倍，運(yùn)行費(fèi)用是常規(guī)反沖洗的2/5。此技術(shù)可以和超濾膜、納濾及反滲透膜都可以結(jié)合使用。
谷騰環(huán)保網(wǎng)：我剛才在企業(yè)簡(jiǎn)介上看到，這個(gè)技術(shù)在稀土行業(yè)有很好的應(yīng)用，你能給我們介紹一下嗎？
王冰：內(nèi)蒙的稀土礦是聞名全球的，但在稀土的分離萃取中產(chǎn)生的高濃度氯化銨廢水，很難處理，對(duì)環(huán)境的危害也是相當(dāng)大的。我們公司自主研發(fā)的專利產(chǎn)品——“稀土工業(yè)氯化銨廢水回收利用工藝”就是將介電電泳技術(shù)（DEP）和膜分離技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起，不僅可使廢水達(dá)標(biāo)排放甚至為工業(yè)所用，還能實(shí)現(xiàn)物質(zhì)和能源的回收。
此工藝主要有三個(gè)部分：固液分離段，離子選擇分離段，物質(zhì)和能源回收段。
在固液分離段，廢水首先進(jìn)入DEP沉降設(shè)備，此設(shè)備除了在輸入系統(tǒng)的革新設(shè)計(jì)以使沉降達(dá)到最大的使用效率外，介電電泳技術(shù)的使用使得該設(shè)備的微粒處理范圍增大到的10微米并且解決了沉降板口的微粒紊流堆積的傳統(tǒng)問題。出水在進(jìn)入DEP微濾設(shè)備，介電電泳技術(shù)在這個(gè)工藝中的使用不僅將微濾中不可避免的堵膜現(xiàn)象減少甚至于消除，而且與常規(guī)方法相比，更節(jié)能，更方便。針對(duì)氯化銨廢水中可能含有的煤油乳化物，我們?cè)O(shè)計(jì)了DEP-DEEP-BED微濾設(shè)備，通過微濾膜的使用，在介電電泳力的作用下，煤油可被富集并提取。
隨后，廢水進(jìn)入離子選擇分離段—DEP納濾，此段主要把介電電泳和納濾膜技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，在電場(chǎng)作用下，將結(jié)晶體移離膜表面，防止膜堵塞。通過這一設(shè)計(jì)，不僅出水可回用，而且氯化銨還能被濃縮分離出來。
最后，通過離子交換膜電解槽、太陽能反應(yīng)堆和燃料電池，可實(shí)現(xiàn)鹽酸、氨水和能源的回收。
總的來說，每處理一噸廢水的成本為40元。以日處理量為1600噸，還有100克每升的氯化銨計(jì)，經(jīng)本工藝處理，生成的鹽酸和氨水市場(chǎng)凈利潤(rùn)可達(dá)約11萬元。
谷騰環(huán)保網(wǎng)：介電電泳技術(shù)目前已放大應(yīng)用到哪些行業(yè)的水處理？
王冰：我們這一技術(shù)在國(guó)外運(yùn)用的比較多，現(xiàn)在正在逐步開拓國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。在市政污水、化工、制藥及稀土等領(lǐng)域都有成功案例。
謝謝王院長(zhǎng)接受我們的專訪，希望介電電泳技術(shù)能得到越來越多的人的關(guān)注。
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