هل يمكن أن تحل تقنية التعديل المضاد للتلوث مشكلة انسداد عناصر مرشح القطن PP؟

1. خصائص المواد: الاستقرار الكيميائي للبولي بروبيلين يضع أساسًا غير سام
البولي بروبيلين (مادة البولي بروبيلين) ، المادة الأساسية لعناصر مرشح القطن PP ، هي بوليمر للصرافة الحرارية ، ويحدد هيكله الكيميائي خصائصه الأساسية غير السامة وغير الضارة.
يتكون البولي بروبيلين عن طريق إضافة بلمرة من مونومرات البروبيلين ، مع شرائح السلسلة العادية ولا توجد هياكل متفرعة أو متشابكة. هذا الاستقرار يجعله مقاومًا للغاية للأحماض والقلويات والأملاح ومعظم المذيبات العضوية. على سبيل المثال ، في البيئات القاسية ذات قيمة درجة الحموضة من 2 إلى 12 ، لن تنكسر الروابط الكيميائية للبولي بروبيلين ولن يتم إطلاق أي مواد سامة. في عملية إنتاج البولي بروبيلين ، ليس من الضروري إضافة الهالوجينات والمعادن الثقيلة والمواد الكيميائية الأخرى التي قد تهاجر. تلبي منتجاتها النهائية معايير مواد الاتصال الدولية للأغذية (مثل FDA 21 CFR 177.1520) ويمكن استخدامها مباشرة لمعالجة مياه الشرب. تُظهر البيانات التجريبية أنه لم يتم اكتشاف أي معادن ثقيلة مثل الرصاص والزئبق والكادميوم في اختبار الانغماس لعناصر مرشح البولي بروبيلين ، وكان إطلاق المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) أقل بكثير من الحد القياسي الوطني. تبلغ نقطة انصهار البولي بروبيلين تصل إلى 160-170 ℃ ، ولن تتحلل في درجات حرارة التشغيل العادية (0-80 ℃). يمنعها الصخور الكيميائية من التأكسد مع الأكسجين المذاب ، والكلور ، وما إلى ذلك في الماء ، ولن يتم امتصاص المواد العضوية لتشكيل المنتجات الثانوية السامة. هذه الميزة مهمة بشكل خاص في أنظمة مياه التبريد الصناعية لتجنب التلوث الثانوي الناجم عن شيخوخة المواد.

2. عملية الإنتاج: انخفاض استهلاك الطاقة وصفر تصنيع التلوث لضمان السلامة
عملية إنتاج عنصر تصفية القطن PP يلغي إدخال المواد السامة من المصدر ويقلل من الحمل البيئي من خلال الابتكار التكنولوجي.
يتم تصنيع ألياف البولي بروبيلين من خلال عملية الغزل الذوبان ، والتي يتم تنفيذها في درجة حرارة الغرفة والضغط دون تلبيخ درجات الحرارة العالية أو الحفر الكيميائي. بالمقارنة مع عناصر تصفية السيراميك التقليدية (يتطلب إطلاق درجات الحرارة العالية فوق 1200 ℃) أو عناصر المرشح المعدني (يتطلب العلاج الكهربائي أو المعالجة الكيميائية) ، يتم تقليل استهلاك الطاقة بأكثر من 60 ٪. على سبيل المثال ، فإن انبعاثات الكربون لإنتاج 1 طن من ألياف البولي بروبيلين ليست سوى 1/5 من المواد السيراميكية ، ولا يلزم وجود مواد كيميائية خطيرة مثل الأحماض القوية والقلويات. يتبنى خط الإنتاج الحديث نظام تداول مغلق بالكامل ، ويتم الانتهاء من ذوبان المواد الخام والدوران والتعويذة وغيرها من الروابط في ورشة العمل الخالية من الغبار لتجنب التلوث الخارجي. يمكن إعادة استخدام القصاصات التي تم إنشاؤها أثناء عملية الإنتاج بنسبة 100 ٪ ، وتشكيل سلسلة دائرية من "المواد التي تدويرها المنتجات الخام". يوضح تقرير اختبار الطرف الثالث أن تركيز انبعاث الجسيمات في ورشة إنتاج عنصر مرشح القطن PP أقل من 0.1 ملغ/متر مكعب ، وهو أقل بكثير من معيار حماية البيئة الوطني. يتم ربط عنصر المرشح بالمادة اللاصقة ذوبان الساخنة في عملية القولبة ، وتحل محل الغراء التقليدي القائم على المذيبات. لا تتجنب هذه التكنولوجيا انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة مثل التولوين والزيلين ، بل تعمل أيضًا على تحسين الاستقرار الهيكلي لعنصر المرشح. أظهرت التجارب أن عنصر المرشح المرتبط بالمواد اللاصقة ذوبان الساخن يعمل بشكل جيد في اختبار مقاومة ضغط الماء ، ويمكن أن يصل ضغط الانفجار إلى 1.2 ميجا باسكال ، وهو ما يتجاوز بكثير معيار الصناعة.

3. وضع إعادة التدوير: تجديد الحلقة المغلقة يقلل من العبء البيئي
يعكس ارتباط معالجة النفايات لعنصر تصفية القطن PP أيضًا مفهوم غير سامة وغير ضار ، ويدرك إعادة تدوير الموارد من خلال التجديد الفيزيائي أو الكيميائي. بعد تنظيفه وسحقه وذوبانه ، يمكن إعادة تشغيل عنصر التصفية المهملة إلى جزيئات بلاستيكية لتصنيع منتجات الاتصال غير الغذائية (مثل أواني الزهور والأنابيب). لا تتطلب هذه العملية إضافة مواد خام جديدة ، والخصائص الميكانيكية للمادة المعاد تدويرها تعادل تلك الموجودة في المواد الأصلية. تشير البيانات إلى أنه لكل طن من عنصر مرشح القطن PP المهمل المعاد تدويره ، يمكن تقليل 1.5 طن من استهلاك الزيت و 3 أطنان من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. بالنسبة لعناصر المرشح التي يصعب تجديدها جسديًا ، يمكن أن تتحلل البولي بروبيلين إلى بروبيلين مونومر من خلال التكسير التكسير وإعادة البلمرة في مواد جديدة. على الرغم من أن التكلفة الحالية لهذه التكنولوجيا مرتفعة نسبيًا ، مع تحسين كفاءة المحفز ، من المتوقع أن يتم تطبيقها تجاريًا في المستقبل. قامت بعض البلدان والمناطق بإنشاء شبكات لإعادة تدوير عناصر المرشح ، ويمكن للمستهلكين إعادة عناصر المرشح المهملة من خلال القنوات المخصصة. على سبيل المثال ، يحتوي مشروع "Filter Bank" الذي تم إطلاقه من قبل منظمة حماية البيئة على حجم إعادة تدوير سنوي يزيد عن 500 طن ، ويتم استخدام المواد المعاد تدويرها في بناء المرافق العامة الحضرية ، مما يشكل دورة فاضلة من "إعادة تدوير الاستخدام".

رابعا. حياة الخدمة: يقلل تصميم الدورة الطويلة عناصر مرشح القطن PP استهلاك الموارد بشكل كبير من عمر خدمتها من خلال التحسين الهيكلي وتعديل المواد ، وتقليل نفايات الموارد الناتجة عن تردد الاستبدال.
يتبنى عنصر المرشح عملية لف الألياف متعددة الطبقات. الألياف الخارجية أكثر خشونة ، والتي تستخدم لاعتراض جزيئات كبيرة من الشوائب ؛ الألياف الداخلية أدق وتلتقط مسألة معلقة صغيرة. يسمح هذا التصميم لعنصر المرشح بأداء الترشيح الخشن بشكل أساسي في المرحلة الأولية ، ويلعب تدريجياً وظيفة ترشيح دقيقة في المرحلة اللاحقة ، مما يمتد الحياة إلى 6-12 شهرًا (اعتمادًا على ظروف جودة المياه). عن طريق إضافة مجموعات محبة للماء أو عوامل مضادة للبكتيريا ، يتم تشكيل طبقة مضادة للتلاعب على سطح عنصر المرشح لتقليل التصاق المادة العضوية ونمو البكتيريا. تبين التجارب أن معدل انخفاض التدفق لعنصر المرشح المعدل يتم تقليله بنسبة 40 ٪ ويتم تمديد عمر الخدمة بأكثر من 30 ٪ في ظل نفس ظروف جودة المياه. إلى جانب تقنية إنترنت الأشياء ، فإن بعض عناصر المرشح عبارة عن أجهزة استشعار ضغط مضمنة لمراقبة درجة الانسداد في الوقت الفعلي. عندما يصل اختلاف الضغط إلى العتبة ، يذكر النظام تلقائيًا المستخدم لاستبداله لتجنب التلوث الثانوي الناجم عن الاستخدام المفرط. هذا وضع الصيانة الدقيق يعمل على تحسين كفاءة استخدام الموارد.

V. تقييم دورة الحياة الكاملة: التحقق الكمي غير السامة وغير الضار
من تعدين المواد الخام إلى التخلص من النفايات ، يكون التأثير البيئي لعناصر تصفية القطن PP طوال دورة الحياة أقل بكثير من مواد عنصر المرشح التقليدية. أخذ إنتاج 10000 عنصر مرشح كمثال ، فإن انبعاثات الكربون لمواد البولي بروبيلين هي 8.2 طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون ، في حين أن المواد السيرامية 45.6 طن ومواد معدنية تصل إلى 62.3 طن. ويرجع ذلك أساسًا إلى عملية إنتاج الطاقة المنخفضة وتصميم البولي بروبيلين الخفيف. يبلغ استهلاك المياه لعناصر مرشح البولي بروبيلين 0.3 متر مكعب لكل عنصر ، وعناصر تصفية السيراميك هي 1.2 متر مكعب لكل عنصر ، وتتطلب عناصر مرشح المعادن 2.5 متر مكعب لكل عنصر. ينبع الحفاظ على موارد المياه من الدورة المغلقة وخصائص معالجة درجات الحرارة المنخفضة لعملية غزل البولي بروبيلين. تُظهر اختبارات السمية الحادة أن قيمة EC50 (تركيز نصف القاتل) لعنصر مرشح البولي بروبيلين للأسماك والطحالب أعلى من 1000 ملغ/لتر ، وهو غير سامة. ومع ذلك ، تم الكشف عن المعادن الثقيلة مثل النيكل والكروم في مرآب بعض عناصر مرشح المعادن ، والتي تشكل خطرًا محتملاً للكائنات المائية.

6. تطبيق الصناعة والتوقعات المستقبلية
الخصائص غير السامة وغير الضارة لعناصر مرشح القطن PP تجعلها مادة المرشح المفضلة في العديد من المجالات:
تنقية المياه المنزلية: كطبقة مسبقة المرشح ، فإنه يحمي غشاء التناضح العكسي من ارتداء الجسيمات الكبيرة ويمتد عمر الماكينة بأكملها.
المياه الصناعية المتداولة: في الصناعات الكهربائية والكيميائية ، فإنه يقلل من تحجيم المعدات ويقلل من تكاليف الصيانة لوقت التوقف.
الطبي والمستحضرات الصيدلانية: يتم استخدام عناصر مرشح متوافقة مع GMP لترشيح الدواء السائل لتجنب مخاطر تلوث الأدوية.
مع تطوير مواد البولي بروبيلين القائمة على الحيوية (مثل مزيج PLA/PP المصنوع من النشا) ، سيتم تحسين الأداء البيئي لعناصر المرشح. في الوقت نفسه ، فإن تعميم عناصر المرشح الذكي (مثل وظائف التنظيف الذاتي والمراقبة الذاتية) سيؤدي إلى زيادة صناعة معالجة المياه إلى اتجاه أكثر كفاءة واستدامة .33333