2013.03.29

超聲波清洗:膜的終極清洗方案

  超聲波清洗是利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進流作用對液體和污物直接、間接的作用,使污物層被分散、乳化、剝離而達到清洗目的。

  談及水處理技術不得不說到膜技術,作為材料科學和過程工程等諸多學科交叉結合、相互滲透而產生的膜技術,在全球范圍內受到了前所未有的高度重視。膜產業被譽為發展潛力巨大的朝陽產業,在21世紀的環保、能源、化學工程與生物工程等產業中將扮演者戰略性角色。從本世紀伊始,全球膜市場保持著搶進的增長勢頭。膜法水處理技術與傳統水處理技術相比,具有三個明顯的優點:

  第一,也是最重要的一項就是占地面積——膜工藝占地面積小,為用戶節省土地成本,在土地資源緊張的情況下是個很重要的優點。

  第二,膜工藝還有一個重要的優勢——與傳統的污水處理方法比較,它處理出來的水質非常穩定。傳統方法,比如活性淤泥法的問題是,如果污水水質不一樣,加藥量就要有所改變,調整運行需要很好的經驗,很難做得非常完美。所以用傳統方法處理出來的水質會有變動,時好時壞。而膜是單純的物理分離方式,不管水質怎樣,得到的水永遠是一樣水質的,不會因為處理工藝、技術、操作或原水的水質而發生變化。

  第三,就是人工成本較低。有人說,膜法的人力成本僅僅是傳統法的1/10。而且傳統法必須有一些有經驗的運行操作工去管理,而膜的特點就是可以做成高度自動化,實現無人全自動處理,所以人力成本是非常節省的?!   〉窍鄬鹘y的水處理技術,膜由于技術流程的問題,在壓力下不可避免的會被栓塞,會被污染,會斷絲,必須定期舒塞,清潔,檢查,后期運營成本相對較高,且容易造成二次污染。企業承受不住高昂的水處理成本,不得不回歸傳統水處理技術,處理費時費事質量也難以得到保障,形成了一個惡性循環,最終導致水資源的浪費和污染。

  目前膜的優點沒有完全展示出來,有一個很大的原因,是膜的清洗問題沒有徹底解決,現在膜的清洗方式是在線氣水結合反沖洗,離線化學藥劑清洗,壓力反沖洗與藥劑化學清洗,從清洗的角度上分析,這種清洗效率是極低的,造成膜的滲透力減弱,也就造成效率減低,膜的壽命堿短。

  這里介紹一種在工業應用上先進的清洗方式——超聲波清洗。

  超聲波清洗是利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進流作用對液體和污物直接、間接的作用,使污物層被分散、乳化、剝離而達到清洗目的。

  超聲波清洗的基礎:

  (1)空化作用:空化作用就是超聲波以每秒兩萬次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體進行透射。在減壓力作用時,液體中產生真空核群泡的現象,在壓縮力作用時,真空核群泡受壓力壓碎時產生強大的沖擊力,由此剝離被清洗物表面的污垢,從而達到精密洗凈目的。

  (2)直進流作用:超聲波在液體中沿聲的傳播方向產生流動的現象稱為直進流。聲波強度在0.5W/cm2時,肉眼能看到直進流,垂直于振動面產生流動,流速約為10cm/s。通過此直進流使被清洗物表面的微油污垢被攪拌,污垢表面的清洗液也產生對流,溶解污物的溶解液與新液混合,使溶解速度加快,對污物的搬運起著很大的作用?!   ?3)加速度:液體粒子推動產生的加速度。對于頻率較高的超聲波清洗機,空化作用就很不顯著了,這時的清洗主要靠液體粒子超聲作用下的加速度撞擊粒子對污物進行超精密清洗。

  超聲波清洗的原理:

  由超聲波發生器發出的高頻振蕩信號,通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質---清洗溶劑中,超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射,使液體流動而產生數以萬計的直徑為50-500μm的微小氣泡,存在于液體中的微小氣泡在聲場的作用下振動。這些氣泡在超聲波縱向傳播的負壓區形成、生長,而在正壓區,當聲壓達到一定值時,氣泡迅速增大,然后突然閉合。并在氣泡閉合時產生沖擊波,在其周圍產生上千個大氣壓,破壞不溶性污物而使他們分散于清洗液中,當團體粒子被油污裹著而黏附在清洗件表面是,油被乳化,固體粒子及脫離,從而達到清洗件凈化的目的。在這種被稱之為“空化”效應的過程中,氣泡閉合可形成幾百度的高溫和超過1000個氣壓的瞬間高壓,連續不斷地產生瞬間高壓就象一連串小“爆炸”不斷地沖擊物件表面,使物件的表面及縫隙中的污垢迅速剝落,從而達到物件表面清洗凈化的目的。

  利用超聲波清洗膜的方式:

  1、在線清洗:小型一體化的膜水處理處理設備,可以結合膜的排列方式,結合超聲波清洗,設計成一體化形式。

  2、離線清洗:停機后的離線清洗,目前一般都是采用化學清洗方式,采用超聲波清洗,可以大大節省人力,提高清洗效率與清洗效果。

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