加拿大的不列顛哥倫比亞大學(xué)(University of British Columbia)的科研人員使用生物膜將非飲用水轉(zhuǎn)變?yōu)榭娠嬘盟?。系統(tǒng)使用重力水流和生物膜來洗刷和去除膜表面的污染物，旨在獲得創(chuàng)新、成本與簡便操作的平衡。

膜法水處理似乎是水處理大踏步發(fā)展的重要領(lǐng)域。最近有一些項目旨在探索3D打印技術(shù)、納米技術(shù)以及將人工智能納入膜的方法。

但主流的膜技術(shù)的問題仍然存在，有些可以通過非常現(xiàn)代化的方法解決，另一些也可以使用最簡單的技術(shù)方式來解決。他們發(fā)明的纖維膜使用生物膜作為第二條防御線，這并不特別創(chuàng)新，系統(tǒng)使用重力來清潔膜(稱為“沖刷”，scouring)來取得的創(chuàng)新和成本的平衡。

系統(tǒng)用纖維膜的大容器來捕獲和約束污垢、有機顆粒、細菌和病毒等污染物，而讓水過濾。一些有益細菌的組合，或者生物膜，作為第二條防線，來協(xié)調(diào)的分解污染物。

“膜處理能夠去除99.99%的污染物，獲得理想的飲用水”，該計劃的主管、UBC的土木工程教授皮埃爾˙貝爾伯(Pierre Bérubé)說，“膜法水處理并不新鮮，但是可以更加有效。常規(guī)系統(tǒng)使用鼓風(fēng)機或泵將空氣和水注入到膜系統(tǒng)中，在膜表面產(chǎn)生湍流。我們不使用鼓風(fēng)機和水泵來產(chǎn)生湍流用以沖洗膜，也不使用化學(xué)品去除難以沖刷的材料，湍流是由重力產(chǎn)生的。我們開發(fā)的系統(tǒng)是在膜表面產(chǎn)生非常湍流的條件，而不需要泵和鼓風(fēng)機。”

貝爾伯將這個過程與“翻轉(zhuǎn)瓶裝水的時候會發(fā)生什么”進行比較。當瓶子里的水倒出來時，空氣沖進去，在里面產(chǎn)生湍流。膜表面上的生物膜能夠去除任何這種重力動力(gravity-powered)清洗方法不能去除的污染物。

“我們的系統(tǒng)是第一個使用重力來洗刷和去除捕獲的污染物的，不然這些污染物會聚集并堵塞膜”，Pierre Bérubé說，“該系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的需要化學(xué)和復(fù)雜機械系統(tǒng)來說，維護成本低，但同樣有效果。生物膜能夠有效的消除掉捕獲的污染物，你只需要每24小時打開并關(guān)閉一些閥門，以便‘抬起’水，讓重力和生物學(xué)去做它們的事情，這對于整個系統(tǒng)來說是巨大的時間和金錢的節(jié)約。”

“對于許多小社區(qū)來說，最大的挑戰(zhàn)是獲得資金和技術(shù)資源，用于長期地運行水處理系統(tǒng)?！盉erube說。“所以，我們想要開發(fā)一個可以有效地處理水的系統(tǒng)，但這將需要有限的維護?！?/p>

研究人員對膜系統(tǒng)的組成部分進行了為期四年的系統(tǒng)研究，以確定可以進行權(quán)衡以減少勞動但維持性能。經(jīng)過兩年多的設(shè)計，他們的試點系統(tǒng)融合了所有這些權(quán)衡，重力沖刷是其首創(chuàng)的組成部分。

研究人員目前正在商業(yè)化試點系統(tǒng)，并計劃即將開始第二次試點。在六個月至一年的時間里，他們希望超越試點。目前這些系統(tǒng)是圍繞市售的膜構(gòu)建的，但是簡單的改造不太可能將該技術(shù)的優(yōu)勢全部體現(xiàn)。

原標題:簡便的重力清洗膜系統(tǒng)

來源:膜分離技術(shù)交流  作者:陶振

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