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纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在廢水回收及海水淡化中的應(yīng)用

作者:木兮  
評(píng)論: 更新日期:2020年03月05日

為了解決美國(guó)加利福尼亞州的水資源短缺問題,加州州長(zhǎng)下令主要的州機(jī)構(gòu)制定藍(lán)圖,以滿足加利福尼亞州用水需求,并確保為加利福尼亞州提供安全、彈性的供水。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),提出幾種可行性方案:1)增加了蓄水基礎(chǔ)設(shè)施;2)在薩克拉曼多-圣華金灣三角洲下方挖出一兩個(gè)隧道,以更好地控制從薩克拉曼多河向南加州約2700萬(wàn)人的水輸送;3)廢水回收利用;4)海水淡化;5)改善含水層(地下水)的補(bǔ)給。

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在上述所有應(yīng)用中都將發(fā)揮重要作用,但最主要的是在廢水回收,地下水存儲(chǔ)和海水淡化中。

以纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)為原料,經(jīng)過(guò)纏繞工藝加工的壓力容器,是解決市政廢水再循環(huán)和海水反滲透(SWRO)脫鹽生產(chǎn)清潔水的關(guān)鍵容器。

在上世紀(jì)70年代末、80年代初,基于SWRO海水淡化工藝中FRP材料首次用來(lái)取代鋼管,因?yàn)樵诤K^(guò)程中,鋼易發(fā)生腐蝕,而FRP壓力容器則可輕易解決。

SWRO海水淡化工藝大致流程如下:將海水從海洋取水系統(tǒng)泵入SWRO工廠后,海水首先進(jìn)入預(yù)處理過(guò)程,以消除藻類、有機(jī)材料以及其他顆粒和雜質(zhì);然后在一定的壓力下,通過(guò)裝在FRP復(fù)合壓力容器中一系列半透性反滲透RO膜(如杜邦公司或美國(guó)東麗膜公司生產(chǎn)的螺旋纏繞聚酰胺膜)泵送預(yù)處理的給水(廢水或海水)。

反滲透RO膜可以將溶解的鹽和其他礦物質(zhì)以及雜質(zhì)從水分子中分離出來(lái)。淡化/凈化后的水被分配到后處理和供應(yīng)管線,與水分離的濃鹽水被排放回海洋。這些膜組件安裝在壓力容器中,設(shè)計(jì)用于承受泵送通過(guò)它們的海水壓力,并且通常在每個(gè)壓力容器中裝入多個(gè)膜組件。

2019年3月,弗里多尼亞集團(tuán)(美國(guó)俄亥俄州克利夫蘭市)預(yù)測(cè),全球?qū)δし蛛x技術(shù)(包括反滲透)的需求將以每年6.5%的速度增長(zhǎng),到2023年將達(dá)到317億美元,這在很大程度上得益于更嚴(yán)格的飲用水和廢水處理標(biāo)準(zhǔn)并增加廢水的回收利用。

此外,Grand View Research Inc.(舊金山)最近報(bào)告說(shuō),預(yù)計(jì)到2025年,全球水和廢水處理設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到366.5億美元。僅廢水處理,預(yù)計(jì)到2025年的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到165.9億美元。

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