Membran sic uf yang boleh dikitar semula

 

1. Gambaran Keseluruhan Produk: Satu kejayaan teknologi dalam bahan membran bukan organik baru

Terhadap latar belakang pencemaran air global yang semakin teruk, membran seramik silikon karbida (SIC), sebagai jenis bahan membran yang tidak disengajakan, menjadi bahan yang sangat baik. Bahan 100% sic, membentuk struktur tiga dimensi dengan taburan saiz liang tepat . mengikut perbezaan struktur membran, ia dibahagikan kepada dua kategori Layer . kedua -duanya mempunyai ketepatan penapisan dari mikrofiltrasi (MF) ke ultrafiltrasi (UF) (julat saiz pori 0 . 01-10μm), memisahkan pepejal, koloid, bakteria, dan organ -organ yang digantung dalam cecair.

 

Kelahiran membran seramik SIC telah menumbangkan batasan aplikasi bahan membran tradisional {{0}} teras teknikal mereka terletak pada struktur rangkaian kristal SIC yang terbentuk melalui sintering yang lebih tinggi, yang tidak hanya mewarisi kekerasan (mohs karbida silikon itu sendiri tetapi juga membran membran dengan kestabilan haba yang sangat baik (tahan terhadap suhu tinggi 800 darjah) dan kestabilan kimia (toleransi kepada asid yang kuat dan alkali dengan pH 0-14 dan semua pelarut organik). Teknologi pemisahan membran.

 

2. Kelebihan Teras: Kepimpinan Prestasi Multi-Dimensi dan Halangan Teknikal

(1) Kelebihan prestasi bahan

Kestabilan kimia yang luar biasa: Berbanding dengan membran polimer (seperti PVDF, PAN) yang terdedah kepada kemerosotan dalam persekitaran asid-asas yang kuat, membran seramik SIC boleh beroperasi dalam media yang melampau seperti asid hidroklorik yang berkonfeksi (asid sulfurik), dan asid sulfurik yang tinggi. rawatan air sisa tinggi untuk metalurgi, industri kimia, dan lain-lain .

Terobosan dalam kestabilan terma: Membran polimer biasanya menahan suhu di bawah 40 darjah, membran seramik alumina dan membran logam di bawah 300 darjah, manakala membran seramik SIC boleh beroperasi sehingga 800 darjah di udara . Leachate Landfill, mereka menghapuskan keperluan untuk penyejukan pretreatment, secara langsung mengurangkan kos penggunaan tenaga .

Kekuatan mekanikal dan rintangan haus: Lapisan sokongan dan lapisan pemisahan membran seramik SIC mempunyai kekuatan ikatan yang tinggi, menentang penyingkiran dan memakai . mereka dapat menahan tekanan operasi 1-2 bar (lebih rendah daripada 3-4 bar untuk membran alumina dan 4-6 untuk membran logam) Kehidupan perkhidmatan dapat mencapai 5-8 tahun, 3-5 kali membran polimer biasa .

 

(2) Kelebihan prestasi pemisahan

Sifat fluks dan anti-fouling yang tinggi: Membran seramik SIC mempunyai keliangan terbuka sebanyak 40%-50%, dengan fluks air tulen mencapai 3-4 m³/(m² · h), lebih daripada 30 kali membran polimer (0 . 08-0.12 m³/(m² · H)). Permukaan hidrofilik dan oleophobic mereka (sudut hubungan<5°) enables efficient interception of oil droplets in oil-water separation while allowing water to pass through rapidly. For example, in oily wastewater treatment, the oil interception rate can reach over 99.9%, and an oil pollution layer is less likely to form.

Keupayaan Sieving yang tepat: Dengan mengawal proses sintering, pengagihan saiz liang membran SIC sangat tertumpu (sisihan kurang daripada atau sama dengan 5%), membolehkan pemisahan bahan yang tepat dengan saiz zarah yang berlainan . dalam penyediaan air tulen, mereka memintas bakteria,}} Kekeruhan air yang dihasilkan adalah<0.1 NTU, meeting drinking water standards.

 

(3) Kelebihan proses dan kos

Penapisan silang aliran yang cekap dan menjimatkan: Sistem pemisahan membran SIC mengguna pakai prinsip "penapisan aliran silang," di mana cecair suapan mengalir pada kelajuan tinggi (1-3 m/s) di dalam tiub membran . didorong oleh tekanan, molekul kecil permeatis secara vertikal melalui umboa @ permukaan membran dan mengurangkan kekerapan pembersihan, mengurangkan penggunaan tenaga sebanyak 30% -50% berbanding penapisan mati tradisional .

Integrasi sistem yang tinggi: Berbanding dengan proses rawatan air tradisional (seperti penapisan-pasir-pasir-pasir), sistem pemisahan membran SIC mengurangkan ruang lantai dengan lebih daripada 50% dan boleh direka bentuk untuk menyesuaikan diri dengan keperluan rawatan air yang berbeza, terutamanya yang sesuai untuk taman perindustrian dengan sumber tanah yang terhad atau senario bekalan air kecemasan .

 

Petunjuk Prestasi	Membran seramik sic	Membran polimer	Membran seramik al₂o₃	Membran logam
Bahan sokongan	100% sic	Polimer	Oksida	Sokongan logam
Bahan lapisan penapisan membran	100% sic	Ps/pvc/pan, dan lain -lain .	Oksida	Salutan oksida
Kekerasan	Tinggi (Mohs 9.5)	Rendah	Tinggi	Tinggi
Tekanan operasi	1-2 bar	1-2 bar	3-4 bar	4-6 bar
Fluks air tulen	3–4 m³/(m²·h)	0.08–0.12 m³/(m²·h)	0.25–3 m³/(m²·h)	0.25–0.5 m³/(m²·h)
Rintangan suhu	800 darjah (udara)	<40℃	<300℃	<300℃

 

3. Proses Penyediaan: Amalan Perindustrian Laluan Teknikal Kepelbagaian

(1) kaedah pembungkusan zarah (kaedah sintering pepejal)

Berasal dari teknologi penyediaan seramik berliang, kaedah ini adalah proses arus perdana untuk pengeluaran komersil membran seramik sic . prinsip terasnya adalah doping zarah kecil ke dalam zarah-zarah yang besar dan menggunakan ciri-ciri sintering berikut: serbuk sic dicampur dengan dispersant dan medium untuk penggilingan bola untuk membuat buburan, yang dilapisi pada permukaan sokongan oleh salutan dip. .

 

Kelebihan: Operasi mudah, keperluan peralatan rendah, kos pengeluaran yang dikawal, dan keseimbangan yang baik antara keliangan dan kekuatan mekanikal membran siap .
Permohonan: Lebih daripada 80% membran seramik SIC di pasaran disediakan oleh proses ini, digunakan secara meluas dalam rawatan air sisa perbandaran maju, penggunaan semula air kumbahan industri, dan bidang lain .

 

(2) Kaedah sintering pengurangan carbothermal

Menggunakan sumber silikon (seperti Sio₂) dan sumber karbon (seperti resin fenolik) sebagai bahan mentah, mereka bercampur-campur, bersalut pada sokongan, dan tertakluk kepada tindak balas pengurangan karboter (suhu 1000-1300 darjah) pembentukan, tetapi ia mempunyai masalah seperti keadaan pembentukan filem yang keras, kadar kecacatan yang tinggi, dan hasil yang rendah (<60%).

 

Kelebihan: Sumber bahan mentah yang luas dan suhu tindak balas yang lebih rendah daripada kaedah pembungkusan zarah . Jika masalah kecacatan yang membentuk diselesaikan, ia dijangka bersaing dengan kaedah pembungkusan zarah dalam medan kos rendah .
Batasan: Pada masa ini, kebanyakannya digunakan untuk penyelidikan makmal dengan beberapa aplikasi perindustrian .

 

(3) kaedah pirolisis polimer

Prekursor seramik (seperti polikarbosilane) dibubarkan atau dicairkan, dilapisi pada sokongan, dan ditukar menjadi seramik SIC bukan organik melalui pirolisis suhu tinggi pada kira-kira 1000 darjah . Bahan mentah prekursor yang tinggi menghadkan aplikasi berskala besar .

 

Kelebihan: Keseragaman lapisan membran yang baik, sesuai untuk menyediakan membran ultrafiltrasi ketepatan tinggi, terutamanya dalam bidang mewah seperti persiapan air tulen elektronik .
Permohonan: Aplikasi perintis dalam pretreatment air ultra-tujuan untuk industri semikonduktor .

 

(4) Pemendapan wap kimia (CVD)

Filem nipis sic didepositkan pada permukaan sokongan melalui tindak balas fasa gas (seperti penguraian sih₄ dan ch₄ pada suhu tinggi) . lapisan membran yang diperolehi mempunyai ketumpatan tinggi, saiz liang kecil (saiz liang kecil (saiz liang kecil (<0.01μm), but complex process, extremely high cost, and low flux.

 

Kelebihan: Kawalan lapisan membran yang kuat, sesuai untuk pemisahan gas dalam industri semikonduktor atau pemisahan fasa cecair tinggi .
Batasan: Pada masa ini terutamanya digunakan dalam bidang penyelidikan saintifik mewah, belum dipromosikan secara meluas dalam rawatan air .

 

4. Bidang Aplikasi: Liputan SCENE Penuh dari Rawatan Perindustrian ke Penyediaan Air Tulen

(1) Penyediaan air air tulen dan ultra-citare

Aplikasi teras membran seramik SIC dalam air tulen terletak pada penapisan ketepatan tinggi dan prestasi yang stabil:

 

Rawatan lanjutan air minuman perbandaran: As a secondary or tertiary advanced treatment process, SiC ultrafiltration membranes can effectively remove Escherichia coli (interception rate >99 . 99%), alga, koloid, dan bahan organik di dalam air. Digabungkan dengan penjerapan karbon diaktifkan, kualiti air yang dihasilkan melebihiPiawaian untuk kualiti air minuman(GB 5749-2022), terutamanya yang sesuai untuk kawasan dengan kualiti sumber air yang lemah . sebagai contoh, tumbuhan air di sepanjang Sungai Yangtze menggunakan proses "sic membran + ozon-biochar", mencapai kekerasan<0.05NTU and organic matter removal rate >85% selepas rawatan .

Pengeluaran Air Tulen Perindustrian: Dalam industri elektronik, kuasa, farmaseutikal, dan lain -lain, membran sic boleh berfungsi sebagai unit pretreatment untuk osmosis terbalik (RO), memintas pepejal yang digantung, bakteria, dan koloid di dalam air untuk mencegah pencemaran membran ro, Resistivity 18 . 2mΩ · cm, memenuhi keperluan air untuk pembersihan wafer 12- inci.

Bekalan air kecemasan dan penyahgaraman air laut: The anti-fouling property of SiC membranes makes them outstanding in emergency disaster relief, directly treating surface water such as rivers and lakes to quickly provide drinking water. In seawater desalination pretreatment, compared with traditional sand filtration + security filters, the SiC membrane system can withstand high-turbidity seawater (turbidity >50ntu), mengurangkan risiko pencemaran membran RO berikutnya .

 

(2) rawatan lanjutan dan penggunaan semula air sisa industri

Rawatan air sisa logam berat: Using the corrosion resistance and sieving effect of SiC membranes, heavy metal ions such as copper, nickel, and cadmium in wastewater can be intercepted (interception rate >99%) . digabungkan dengan pemendakan kimia, efluen memenuhi standard peringkat pertamaStandard Pelepasan Air Sisa Komprehensif(GB 8978-1996) . Sebuah loji elektroplating menggunakan proses "sic membran + ion pertukaran", mencapai kadar penggunaan semula air sisa sebanyak 70% dan menjimatkan 100,000 tan air setiap tahun .

Rawatan Air Sisa Organik Berkonsentrasi Tinggi: Dalam pemprosesan makanan, pembuatan bir, dan industri lain, membran SIC boleh memisahkan organik makromolekul seperti protein dan kanji dalam air sisa, dengan kadar penyingkiran COD sebanyak 60%-80%, mencerahkan beban untuk rawatan biokimia yang menggunakan "<50mg/L, meeting direct discharge requirements.

 

(3) Pemisahan air minyak dan rawatan sederhana khas

Rawatan air sisa berminyak industri: For oily wastewater (oil concentration 50–5000mg/L) in mechanical processing, petroleum 开采,and other industries, the hydrophilic and oleophobic properties of SiC ceramic membranes can efficiently separate floating oil, emulsified oil, and even dissolved oil, with an oil interception rate >99.9% dan kandungan minyak efluen<5mg/L, meeting the petroleum category discharge standard in the Standard Pelepasan Air Sisa Komprehensif. Stesen sendi medan minyak menggunakan sistem membran SIC untuk merawat 5, 000 tan air yang dihasilkan setiap hari, dengan keperluan reinection kualiti air yang dirawat .

Pemisahan pelarut organik: Menggunakan rintangan pelarut membran SIC, pemisahan larut dapat dicapai dalam sistem pelarut organik seperti metanol, etanol, dan aseton . sebagai contoh, dalam proses pemulihan pelarut industri farmaseutikal,

 

(4) Penyucian gas dan bidang baru muncul

Penggunaan membran seramik SIC dalam penyingkiran habuk gas berkembang . rintangan suhu tinggi mereka membolehkan mereka memintas pm2 . 5, wap logam berat, dan bahan pencemar lain dalam gas. Bidang seperti pemurnian biogas dan pemisahan hidrogen, fluks tinggi dan kestabilan membran SIC juga menunjukkan potensi.

 

5. Prinsip Teknikal: Mekanisme pemisahan yang efisien penapisan silang aliran

 

 

6. prospek pasaran dan prospek teknikal

Dengan kemajuan matlamat "karbon berganda" dan peningkatan keperluan kitar semula sumber air, pasaran membran seramik SIC berkembang pada kadar tahunan lebih daripada 20% . dianggarkan bahawa saiz pasaran sifar ean, Kesesakan yang menyekat aplikasi berskala besar termasuk kos penyediaan yang tinggi (3-5 kali membran polimer), kestabilan operasi jangka panjang untuk disahkan dalam kualiti air yang kompleks, dan keperluan untuk mengoptimumkan selanjutnya teknologi pembersihan fouling membran .

 

Pembangunan teknologi masa depan akan memberi tumpuan kepada tiga arah:

 

Terobosan dalam proses penyediaan kos rendah: Dengan mengoptimumkan formula bantuan sintering kaedah pembungkusan zarah atau mengatasi kecacatan pembentukan filem kaedah pengurangan carbothermal, kos pengeluaran akan dikurangkan lebih daripada 30%, mempromosikan populasi dalam rawatan air perbandaran .

Pengubahsuaian permukaan membran berfungsi: Teknologi nanocoating akan digunakan untuk meningkatkan sifat anti-fouling membran, seperti mencantumkan kumpulan hidrofilik untuk mengurangkan penjerapan bahan organik atau memuat bahan photocatalytic untuk pembersihan membran dalam-situ, memanjangkan hayat perkhidmatan .

Integrasi Sistem Pintar: Digabungkan dengan teknologi IoT, pemantauan fouling membran dalam talian dan sistem pembersihan automatik akan dibangunkan untuk mencapai pelarasan pintar parameter operasi, seterusnya mengurangkan kos penyelenggaraan manual .

 

Sebagai "teknologi hijau" dalam bidang rawatan air, membran seramik SIC menafsirkan semula standard rawatan air dengan prestasi yang sangat baik mereka . dari air sisa industri yang digunakan semula untuk penyediaan air ultra-cure, untuk membina tamadun ekologi "perairan yang jelas dan gunung yang subur ."

 

 

Cool tags: Membran SiC UF yang boleh dikitar semula, China boleh dikitar semula SiC UF membran pengeluar, pembekal, kilang