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旋流式碳化硅膜塔 vs 传统填料塔

反向旋流 + 碳化硅平板膜,剪切动能、湍流扩散、混合均匀性全面优于传统填料塔,气相传质系数提升约 20%。

一、碳化硅管式膜组件结构

碳化硅陶瓷膜包含其多孔支撑层、过渡层、膜过滤层,全部为碳化硅材料,过滤精度覆盖微滤、超滤级别。

碳化硅管式膜组件结构示意图

二、微粉动态膜与膜微观结构

微粉动态膜碳化硅过滤在膜表面动态成膜,兼顾高精度与低堵孔;膜本体由纳米碳化硅粉体高温重结晶烧结而成,孔隙相互连通。

微粉动态膜碳化硅过滤原理图
管式膜微观结构放大图

三、碳化硅陶瓷膜特性

3.1 亲水性

亲水性较好的膜材料更不易被污染,污染后也容易清洗恢复;同等驱动压力下,亲水性好的膜材质过水通量更大。膜材质的亲水性往往采用接触角来衡量。

接触角(contact angle)是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线,此切线在液体一方的与固-液交界线之间的夹角 θ,是润湿程度的量度。θ 值越大,表明材料越疏水;当等于零时,表明液体(水)能浸润固体表面。碳化硅膜具有很高的亲水性,可以很好地去除疏水性物质(例如油脂)。

碳化硅纳米粉体在重结晶烧结过程中,无收缩、无液相,最终形成多孔且孔隙相互连通的网络骨架结构,孔隙率高达 45% 以上,水接触角仅 8°。

碳化硅膜多孔网络骨架结构图
碳化硅膜水接触角测量示意图

3.2 绝佳的耐污染性能

碳化硅膜是目前膜材料中带负电性能最强的膜,能够驱除油脂和微生物,具有绝佳的抗污染性能。

碳化硅膜负电性抗污染性能示意图

3.3 优异的耐腐蚀性能

碳化硅膜耐化学性能强,能够长期在酸碱中使用,可轻松解决各种结垢问题。

碳化硅膜耐酸碱化学性能展示图
碳化硅陶瓷膜与其他膜性能对比图

四、化学及物理稳定性

碳化硅材料的化学稳定性最为优异,耐受氧化剂(次氯酸钠)的能力是聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚砜等材料的 10 倍以上。在水处理中,微生物和有机物污染往往是造成超滤膜污染的主要原因,而氧化剂清洗则是恢复超滤过滤通量最有效的手段,此时碳化硅材质体现出了其优越性。

此外,碳化硅硬度高、耐磨、耐划伤,不会出现有机超滤膜经常面临的断丝困扰,可耐受更恶劣的进水冲击与更严苛的清洗流程,同时保证产水水质的稳定。

五、碳化硅陶瓷膜优势(相对有机膜)

陶瓷膜被公认具有坚固耐用的优点,与有机膜相比具有以下多种优势:

  • 通量高达 3-10 倍,产率更高,占地更小
  • 反洗用水量减少超过 50%,更低的水耗
  • 使用寿命长达 2-10 倍,更低的更换成本
  • 污堵后性能易于恢复,消除了意外故障导致的膜更换成本
  • 高化学药品耐受性,允许条件严苛的化学清洗,清洗灵活性高
  • 允许更高的跨膜压差,提高了低温进水的通量
  • 不存在断丝,完整性风险最小,且所需维护少

六、碳化硅陶瓷膜应用领域

碳化硅陶瓷膜是新一代用于工业及市政水处理的产品。它以独特的设计和制造工艺,将惰性的碳化硅材料和经过特别筛选的非陶瓷材料结合在一起,提供陶瓷材料固有的坚固耐用性保证,并以与有机超滤膜相当或更低的投资成本,造就更可靠、更易操作、更长使用寿命的超滤产品,在长周期下实现生命周期总成本最低。

近 30 年是超滤技术迅速发展的时期,超滤分离技术被广泛地应用于饮用水制备、食品工业、制药工业、工业废水处理(如制革废水、电镀废水、线路板废水等)、金属加工、生物产品加工、石油加工等领域。大规模的水处理通常集中在以下方面:饮用水供水终端、地表水处理、海水淡化和污水回用。

化学工业

强酸强碱的净化回收、氯碱化工卤水精制。

石油化工

油水分离。

生物制药

生物制药抗生素、医药中间体、氨基酸、有机酸、维生素等中药提纯。

金属加工

机械加工切削液、玻璃切削液、超声波清洗液、漂洗液回用。

废水处理

含油废水、冶金废水、矿井废水、化工废水、造纸废水、印染废水、电镀废水、电力与钢铁脱硫废水及零排放、重金属及稀有金属回收、新能源、垃圾渗滤液、餐厨油水分离、沼液净化等。

原水前处理

地表水、地下水、自来水;反渗透前处理;替代澄清池、替代砂滤。

中水回用

工业废水(煤化工、矿井水、废酸处理、碱液回收)。

纯水处理

去颗粒(如 18 兆欧水)、去微生物及热原体,配合 RO 或离子交换处理(如电厂锅炉补给水)。

物料浓缩提纯

食品发酵液、蔗糖、淀粉、蛋白、红酒及保健酒、果汁、食品添加剂、天然色素提取、茶叶深加工、调味品等澄清、提纯、分离与浓缩。

高浊废水直接过滤:先中试再上规模

矿井水、采出水、循环排污水等高浊工况,碳化硅膜塔可做到出水浊度 0.18 NTU 级别(矿井水实测)。

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碳化硅膜塔:原始旋流膜塔与适用水质资料

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旋流式碳化硅膜塔 vs 传统填料塔

反向旋流 + 碳化硅平板膜,剪切动能、湍流扩散、混合均匀性全面优于传统填料塔,气相传质系数提升约 20%。

一、碳化硅管式膜组件结构

碳化硅陶瓷膜包含其多孔支撑层、过渡层、膜过滤层,全部为碳化硅材料,过滤精度覆盖微滤、超滤级别。

碳化硅管式膜组件结构示意图

二、微粉动态膜与膜微观结构

微粉动态膜碳化硅过滤在膜表面动态成膜,兼顾高精度与低堵孔;膜本体由纳米碳化硅粉体高温重结晶烧结而成,孔隙相互连通。

微粉动态膜碳化硅过滤原理图
管式膜微观结构放大图

三、碳化硅陶瓷膜特性

3.1 亲水性

亲水性较好的膜材料更不易被污染,污染后也容易清洗恢复;同等驱动压力下,亲水性好的膜材质过水通量更大。膜材质的亲水性往往采用接触角来衡量。

接触角(contact angle)是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线,此切线在液体一方的与固-液交界线之间的夹角 θ,是润湿程度的量度。θ 值越大,表明材料越疏水;当等于零时,表明液体(水)能浸润固体表面。碳化硅膜具有很高的亲水性,可以很好地去除疏水性物质(例如油脂)。

碳化硅纳米粉体在重结晶烧结过程中,无收缩、无液相,最终形成多孔且孔隙相互连通的网络骨架结构,孔隙率高达 45% 以上,水接触角仅 8°。

碳化硅膜多孔网络骨架结构图
碳化硅膜水接触角测量示意图

3.2 绝佳的耐污染性能

碳化硅膜是目前膜材料中带负电性能最强的膜,能够驱除油脂和微生物,具有绝佳的抗污染性能。

碳化硅膜负电性抗污染性能示意图

3.3 优异的耐腐蚀性能

碳化硅膜耐化学性能强,能够长期在酸碱中使用,可轻松解决各种结垢问题。

碳化硅膜耐酸碱化学性能展示图
碳化硅陶瓷膜与其他膜性能对比图

四、化学及物理稳定性

碳化硅材料的化学稳定性最为优异,耐受氧化剂(次氯酸钠)的能力是聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚砜等材料的 10 倍以上。在水处理中,微生物和有机物污染往往是造成超滤膜污染的主要原因,而氧化剂清洗则是恢复超滤过滤通量最有效的手段,此时碳化硅材质体现出了其优越性。

此外,碳化硅硬度高、耐磨、耐划伤,不会出现有机超滤膜经常面临的断丝困扰,可耐受更恶劣的进水冲击与更严苛的清洗流程,同时保证产水水质的稳定。

五、碳化硅陶瓷膜优势(相对有机膜)

陶瓷膜被公认具有坚固耐用的优点,与有机膜相比具有以下多种优势:

  • 通量高达 3-10 倍,产率更高,占地更小
  • 反洗用水量减少超过 50%,更低的水耗
  • 使用寿命长达 2-10 倍,更低的更换成本
  • 污堵后性能易于恢复,消除了意外故障导致的膜更换成本
  • 高化学药品耐受性,允许条件严苛的化学清洗,清洗灵活性高
  • 允许更高的跨膜压差,提高了低温进水的通量
  • 不存在断丝,完整性风险最小,且所需维护少

六、碳化硅陶瓷膜应用领域

碳化硅陶瓷膜是新一代用于工业及市政水处理的产品。它以独特的设计和制造工艺,将惰性的碳化硅材料和经过特别筛选的非陶瓷材料结合在一起,提供陶瓷材料固有的坚固耐用性保证,并以与有机超滤膜相当或更低的投资成本,造就更可靠、更易操作、更长使用寿命的超滤产品,在长周期下实现生命周期总成本最低。

近 30 年是超滤技术迅速发展的时期,超滤分离技术被广泛地应用于饮用水制备、食品工业、制药工业、工业废水处理(如制革废水、电镀废水、线路板废水等)、金属加工、生物产品加工、石油加工等领域。大规模的水处理通常集中在以下方面:饮用水供水终端、地表水处理、海水淡化和污水回用。

化学工业

强酸强碱的净化回收、氯碱化工卤水精制。

石油化工

油水分离。

生物制药

生物制药抗生素、医药中间体、氨基酸、有机酸、维生素等中药提纯。

金属加工

机械加工切削液、玻璃切削液、超声波清洗液、漂洗液回用。

废水处理

含油废水、冶金废水、矿井废水、化工废水、造纸废水、印染废水、电镀废水、电力与钢铁脱硫废水及零排放、重金属及稀有金属回收、新能源、垃圾渗滤液、餐厨油水分离、沼液净化等。

原水前处理

地表水、地下水、自来水;反渗透前处理;替代澄清池、替代砂滤。

中水回用

工业废水(煤化工、矿井水、废酸处理、碱液回收)。

纯水处理

去颗粒(如 18 兆欧水)、去微生物及热原体,配合 RO 或离子交换处理(如电厂锅炉补给水)。

物料浓缩提纯

食品发酵液、蔗糖、淀粉、蛋白、红酒及保健酒、果汁、食品添加剂、天然色素提取、茶叶深加工、调味品等澄清、提纯、分离与浓缩。

高浊废水直接过滤:先中试再上规模

矿井水、采出水、循环排污水等高浊工况,碳化硅膜塔可做到出水浊度 0.18 NTU 级别(矿井水实测)。

获取可行性初判 了解碳化硅膜