浅谈新技术与新材料在环保设备中的应用

卢 燕

（佛山市顺德区阿波罗环保器材有限公司， 广东 佛山 528399）

0 引言

净水设备作为当前污水处理，或家庭饮用水健康质量保障的核心元素，具有十分重要的价值。而在社会各界更加健康、更加安全的应用水环境下，如何提升饮用水的质量是饮水设备关注的重点问题[1]。实践经验证明，通过应用可靠、有效的新技术和材料，能在一定程度上提升净水设备的效能输出。 据此，文章的探究方向具有一定实用价值。

1 环保净水设备应用新技术和新材料的价值及思路

1.1 环保净水设备新技术和材料应用价值

汇总当前新型技术、 新型材料的应用领域和效果可以看出，在一定程度上提升了净水设备的运行效果，如基于麦饭石净化技术的净水设备， 能有效降低漂白粉余氯含量，且时间长达1～3 个月[2]。 具体而言：一是能够提升净水设备的污水净化效果， 如基于紫外线水处理技术的净水设备，能够有效降低污水中的藻类、霉菌、细菌等，且不会对水产生二次污染。 或膜分离技术能够有效降低污水细菌含量；二是能够提升设备的可靠性，如新型环保材料的应用，能够避免受到腐蚀等，继而提升净水设备运用的持久性；三是能为净水设备的换代升级奠定基础，即通过成本更低、更加环保、更加健康的新材料或技术，能够进一步提升净水设备的水处理效果， 提升其社会效益和经济价值；四能推动新技术和新材料的快速发展，环保净水设备作为现代城市水处理和家庭洁净饮用水的基本保障，在发展过程中会结合现行国家标准、人们实际需求，对技术和材料提出新的要求， 而这便会在一定程度上反向推动新技术和材料深化发展。

1.2 环保净水设备新技术和材料应用思路

众所周知， 应用思路能够保障新技术和新材料在净水设备中的应用效果， 因此相关技术人员或厂家应对其予以一定重视：一是要有以规范为中心的应用思路，即要围绕国家标准、要求等内容，严格落实应用方向、规则等，如GB 34914—2021 净水机水效限定值及水效等级、GB/T 19249—2017 反渗透水处理设备等； 二是要有可持续应用思路， 要围绕净水设备的限定寿命， 应用新技术和材料，以有效提升设备的性价比；三是要有不断总结、革新的思路，要结合净水设备各项反馈数据和实践经验，总结新材料的应用方式，或新技术的结合措施，以最大限度的发挥新技术和新材料的应用效果； 四要有结合实际的应用思路，即要依据客户或地方实际需求，配置新技术和新材料，以有效降低不必要成本。

2 新技术和新材料的净水环保设备中的应用

2.1 新技术探析

目前在净水设备技术应用上，主要可以分为三类：①物理类，其技术主要有ro 反渗透、电解法、挥发以及离心法等；②有机化学措施，其主要包含电渗析法、电渗析法换置等；③厌氧或有氧生物处理[3]。 而基于现行新技术的表现看，其宏观上主要体现为更加智能，为微观上更加可靠， 以下就简要分析宏观智慧处理技术和脉冲共振微观新技术。

2.1.1 智能自动化技术

（1）原理。 结合现行净水处理设备的物质资源、人力资源等要素， 净水设备的智能自动化技术主要指是结合通过感应探头、流量监测等方式，动态监控净水相关设备运行状态，如基于相关标准、设备参数等，控制净水设备净化程度、排放标准等。 具体而言，智能自动化净水设备通过在各个节点设置相应物理感应、光学感应等设备，然后利用物联设备、信息设备传输相关信息，然后数据分析中会依据事先设定的净水处理参数， 自动调整设备物料投入或水量排放等[4]。

（2）构成。 自动一体净水设备通具有一定复杂性，以下就简要介绍石英过滤器构成：①水过滤设备。主要是将由旋转嘴进入的污水，用砂床净化污染水，在完成初步处理后，由出水口排出处理水[5]；②出砂循环。在砂床往下作业过程中， 砂洗砂机会及时处理脏砂使其保持相应的洁净，然后处理的脏砂会再次回到砂床；③压缩空气系统软件。空气压缩机会结合系统控制，有序将空气输入到储罐中， 然后空气有序作用提砂管底， 其中在推动力的作用下，水和脏砂等要素会在摩擦力的作用下，逐渐分离出脏漂浮物。然后浑浊水，将会从立管中排出；④洗砂机。沙子会在提砂管中上下移动，在移动的过程中会经过反向过滤水。其中过滤水的驱动力主要源自冲砂水与过滤水的水位差；⑤自动控制系统及监控系统。 其主自动控制参数，如砂循环系统容积、进水量以及压缩空气压力等。 同时，依据监控系统检测并保障整个运行过程有序、流畅[6]。

2.1.2 脉冲共振净水技术

本技术作为一种创新技术，其构成主要如图1 所示。其运行原理主要为：处理水由进水口8 进入设备，然后在7 转化装置处理下，被雾化为相关水分子。 这些元素会在水雾化缸中做水雾化缸中进行布朗运动， 在强类的运动力驱动下，水分子会快速向4 空气压力缸运动，同时其在移动过程中会接触空气并与其进行碰撞运动。 在相互作用力其的影响下，4 号空气压力缸会出现压力差，然后进行相关的脉冲振动。同时，随着空气和水分子的强烈运动压力会逐渐变化，在此过程中11 号空气器会依据9 号检测设备获取4 号压力缸与5 号压力缸的数据， 并结合其对比数据，控制2 号雾化缸与3 号雾化缸的雾化情况，调整7 号雾化设备与6 号雾化设备的运行效率， 以保障4号与5 号压力缸的数据，让其脉冲振动频率相似；在运行一定时间后，在9 号压力检测设备的压力开始达到10 号恒压阀门时，11 号控制器结合9 号设备所反馈的数据，启动14 号离心机，并打开1 号压力阀，水分子会由12 进水口，进入到1 号缸体中，在这种情况下，23 号出水口同4号和5 号空气压力缸会同步压力，并进行同频运动，然后在离心力的作用下，以顺时针或逆时针的方式，进入到1号共振缸内。同时，中央处理器会控制19 号转轮、18 号电机，20 号离心管和14 号离心设备会形成强烈的离心力。在此基础上，会快速分离水分子中的杂质，同时完成分离的水分子会进入到15 号沉淀池中， 其中16 号为废水出口，17 号为清水出口。

图1 脉冲共振净水技术流程构成图

2.2 新材料的运用

新材料同样也可以分为微观材料和宏观材料， 其中微观材料主要指是高分子有机材料和金属材料， 而宏观材料主要是指应用到具体设备材料，具体而言：

2.2.1 宏观层面的新材料的应用

（1）高分子有机材料。 第一，PTFE（聚四氟乙烯——改良）。 PTFE 纤维作为质量较好、运用范围较广的纤维，其拥有非常高的耐化学性[7]。 从其运行领域看：①其能够被作为过滤材料进行直接使用， 或作为过滤材料的一种补充； ②其通过结合其悬浮状乳液可提升过滤材料的过滤效果，让其拥有更优的过滤性能；第二，PPS（聚苯硫醚纤维）。本材料作为合成纤维，其拥有较为简单的结果，拥有较好的稳定性和耐高温性。同时，本纤维还拥有极高的阻燃特性， 能够有效提升净水管道等设备的稳定性和持久效果；第三，P84 聚酰亚胺纤维。 本材料拥有非常高的性能，能在较高的温度环境下作业。 同时，其相较于玻璃纤维，拥有较高的脉冲承受能力。

（2）新型金属材料。 由于本材料拥有较高的钼含量，因此其的耐腐蚀性非常高， 是一种较为高级的的奥氏体不锈钢。 其能够应用于需要人工不断电焊补漏的布袋除尘器，究其原因该设备会经常受到废水造浆的侵蚀，而出现腐蚀的情况，而将本材料应用到该处，能够有效提升设备的整体运行寿命，保障设备运作时间和空间的有效性。

2.2.2 微观层面材料的应用

（1）应用于泵的新材料。 在环保净水设备体系中，泵的损失基本是其叶片在运行过程中， 会受到腐蚀腐蚀和磨损，而这就会影响泵的运行寿命。 目前，在大型净水设备泵机叶片材料保护体重， 一般会应用搪瓷保护层金属修补剂进行处理，然而由于其缺乏一定耐水性和韧性，因此具有一定不足。 而新型材料端羟基聚丁二烯（HTPB）作为涂层覆盖材料之一，混合配比环氧树脂，同时再加入陶瓷微珠耐磨填料，充分调匀后涂到表面，能有效改善这些不足，会使泵机叶片得到更好的保护，从而延长了泵机的使用周期。

（2）应用于管道中的新材料。 目前，净水设备系统的管道主要使用PVC－U、PE、PP 等不同材质的管道进行安装，考虑到要满足大直径的要求，会选择在塑料管外部缠绕金属丝等方式；但如果对于给排水管的直径要求不高，是属于中小直径的，则选用双壁波纹管的情况较多。

（3）应用新材料过滤器。水处理设备中应用的新型纤维过滤器，能提高过滤器的负荷能力以及过滤能效，相比于传统的砂过滤器有了更好的过滤性能， 因此其的应用范围也较广。以净水设备滤芯新材料为例，其应用主要包含以下几个方面：一是陶瓷滤芯，其主要原理为陶瓷材料的小孔径将泥沙、碎屑和细菌过滤掉。同时其表面的附着的银离子还有杀菌的作用， 需注意虽然陶瓷滤芯材料表面清洗难度较小， 但由于其内部有活性炭填充材料在吸附一定量后，会被堵塞，而一旦堵塞，那么必然会降低整个滤芯的吸附效果。二是纳滤膜（NF）滤芯，这种滤芯面带有负电荷，能够截留水中二价以上的阳离子，保留一价的离子（如纳离子、钾离子），所以这种滤芯能够保留水中部分矿物质元素。 三是反渗透膜（RO）滤芯，其主要原理为浓度高的一侧施加足够的压力， 使水反向流入膜的另一侧。而结合反渗透膜具作用，其能够能够截留大于0.0001μm（即0.1nm）的物质。 四是PP 棉滤芯，这种净水器滤芯原料为聚丙烯（无毒无味，低成本、耐高压、耐腐蚀、流量大），其能够有效过滤污水中的胶体、泥沙以及铁锈等。需注意，这种滤芯的使用寿命一般为3-6 个月。五是超滤膜滤芯，这种新材料主要由无机膜或有机膜构成，其中后者主要陶瓷膜构成。 而后者主要由中空纤维膜构成。 事实上，超滤膜滤芯孔径为0.01～0.02μm，能够有效过滤水中的大分子有机物、细菌微生物等。 同时，由于超滤膜一般位于滤芯组件的第三级，因前方设备能够分担一定压力，因此使用寿命一般在1～2 年。

3 结束语

综上所述，在目前各界对环保设备的高标准、要求环境下，相关环保设备企业应结合最新技术、最新设备，以成本、质量等要素为中心，不断革新环保设备的运行效率和质量，并动态改进材料的应用方式，以有力推动环保设备的深化与现代发展。其中，净水设备作为一种现代家用和相关水处理厂的核心设备，拥有十分重要的作用，相关厂家或技术人员应全面关注其新技术、 新材料的应用理念和方式，并围绕当前最新水排放标准，调整净水设备的净化效果。据此，文章分析了新技术与新材料在环保设备中的应用，具有一定参考价值。