Reciklirajuća sic uf membrana

 

 

1. Pregled proizvoda: Tehnološki proboj u novim materijalima za anorganske membrane

Na temelju pozadine sve jačeg globalnog zagađenja vode, silicijski karbid (sic) keramičke membrane, kao nova vrsta materijala anorganske membrane bez oksida, postaju temeljna tehnička podrška u području obrade vode zbog izvrsnog izvedbe ., a sve se formira, s njegovim rasponom, rekliranjem koristeći se koristeći sintering koji se obrezuje composed of 100% SiC material, forming a three-dimensional structure with precise pore size distribution. According to differences in membrane structure, it is mainly divided into two categories: tubular membranes and flat-sheet membranes. Tubular membranes consist of a separation layer, transition layer, and support layer, while flat-sheet membranes are composed of a separation Sloj i potporni sloj . oboje imaju točnosti filtracije u rasponu od mikrofiltracije (MF) do ultrafiltracije (UF) (raspon veličine pora 0 .} 01–10 μm), učinkovito razdvajajući suspendirane krute tvari u tekućini, bakteriji i macromolekularnim.

 

Rođenje SIC keramičkih membrana poništilo je ograničenja primjene tradicionalnih membranskih materijala {{0}} Njihova tehnička jezgra leži u strukturi kristalne mreže SIC formiranog sinteracijom visoke temperature, koja ne samo da nasljeđuje visoku čvrstoću (Mohs veća tvrdoglavca (visoka u stanju 9 {7) Sam silikonski karbid, ali također obdaruje membranu izvrsnom toplinskom stabilnošću (otpornom na visoku temperaturu od 800 stupnjeva) i kemijskom stabilnošću (tolerantna na jake kiseline i alkalije s pH 0–14 i sva organska otapala) . Ova svojstva postaju neophodno u industrijskom tretiranom, a čista voda u naftu, čista voda, čista je na uljem, čista voda za praznu vodu, u naftu, u naftu, u naftu, u naftom, i u naftom, u naftom, i na ulku Tehnologije razdvajanja membrane.

 

2. temeljne prednosti: višedimenzionalno vodstvo performansi i tehničke barijere

(1) Prednosti materijalne performanse

Izuzetna kemijska stabilnost: U usporedbi s polimernim membranama (poput PVDF-a, PAN) koje su sklone razgradnji u jakim okruženjima baze kiselinama, sic keramičke membrane mogu djelovati stabilno u ekstremnim medijima, poput koncentrirane klorovodične kiseline, koncentrirane sumporne kiseline, a natrij higroxs {1 regria, čak i otpornih sustava, čak i otpornih na natrij. Pročištenje otpadnih voda za metalurgiju, kemijsku industriju itd. .

Proboj u toplinskoj stabilnosti: Polymer membranes typically withstand temperatures below 40℃, alumina ceramic membranes and metal membranes below 300℃, while SiC ceramic membranes can stably operate up to 800℃in air. They excel in scenarios such as steam sterilization and high-temperature wastewater treatment. For example, in high-temperature treatment processes for Odlagalište otpada, uklanjaju potrebu za hlađenjem prethodne obrade, izravno smanjujući troškove potrošnje energije .

Mehanička čvrstoća i otpornost na habanje: Sloj potpornog sloja i sloj odvajanja sic keramičkih membrana imaju visoku čvrstoću vezanja, odupirući se uklanjanju i trošenju ., oni mogu izdržati operativne pritiske od 1 do 2 bara (niže od 3–4 bara za membrane glinice i 4–6 bara za proboj u metalnim membranima), a manji su predmeti za membrane u membrane Liječenje . Njihov radni vijek može doseći 5–8 godina, 3–5 puta više od običnih polimernih membrana .

 

(2) Prednosti performansi razdvajanja

Svojstva visokog toka i protjerivanja: SIC keramičke membrane imaju otvorenu poroznost od 40%-50%, a čisti tok vode doseže 3–4 m³/(m² · h), više od 30 puta veće od polimernih membrana (0 . 08–0,12 m³/(m² · h)). Njihova hidrofilna i oleofobna površina (kontaktni kut<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.

Precizna sposobnost prosijavanja: Kontroliranjem postupka sinteriranja, raspodjela veličine pora sic membrane visoko je koncentrirana (odstupanje manjim ili jednako 5%), omogućavajući precizno odvajanje tvari s različitim veličinama čestica . u pripremi čiste vode, oni učinkovito presijecaju bakterije, i suspendirane krute thovične tvari, i suspendirane krute throides, i suspendirane krute thovične thovits, i suspendirane krute thovične čvrste thovits, i suspendirane krute thovidne thovits iznad 0 {{{{{{d. Proizvedena zamućenost vode je<0.1 NTU, meeting drinking water standards.

 

(3) Prednosti procesa i troškova

Učinkovita i ušteda energije filtracije unakrsnog protoka: Sustav odvajanja SIC membrane prihvaća načelo "filtracije unakrsnog protoka", "gdje dovodna tekućina teče velikom brzinom (1–3 m/s) unutar membrane cijevi . potaknuta tlakom, mali molekula prožimaje se vertikalno, dok je membranski sloj, dok je makromolekularni koncentrat, mimbrana, dok je makromolekul koncentrat, dok je makromolekul, mimbrana, dok je makromolekulat, dok je makromolekulat redBrecs {{}. Površina i smanjuje učestalost čišćenja, smanjujući potrošnju energije za 30% -50% u usporedbi s tradicionalnom mrtvom filtracijom .

Visoka integracija sustava: U usporedbi s tradicionalnim procesima obrade vode (poput filtracije koagulacije-sedimentacije-i-pijeska), sustav za odvajanje SIC membrane smanjuje podni prostor za više od 50% i može se modularno dizajnirati tako da se prilagodi potrebama za obradom vode različitih razmjera, posebno pogodnim za industrijske parkove s ograničenim scenarijima opskrbe kopnom.

 

Pokazatelji performansi	SIC keramička membrana	Polimerna membrana	Al₂o₃ keramička membrana	Metalna membrana
Materijal za podršku	100% sic	Polimer	Oksid	Metalna potpora
Materijal sloja membrane	100% sic	PS/PVC/PAN, ETC .	Oksid	Oksid
Tvrdoća	Visoko (MOHS 9.5)	Nizak	Visok	Visok
Radni pritisak	1–2 bara	1–2 bara	3–4 bara	4–6 bara
Čisti tok vode	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)
Temperaturni otpor	800 stupnjeva (zrak)	<40℃	<300℃	<300℃

 

3. Procesi pripreme: prakse industrijalizacije raznolikih tehničkih ruta

(1) Metoda pakiranja čestica (metoda sinteriranja čvrstog stanja)

Izvedena iz porozne keramičke tehnologije pripreme, ova je metoda glavni postupak za komercijalnu proizvodnju SIC keramičkih membrana . Njegov temeljni princip je dopiranje malih čestica u SIC sirovine velikih čestica i korištenje karakteristika sitnih čestica {{ocrtajte se u vezi s velikim česticama u visokim česticama u vezi s velikim česticama, a ne povezuje se s velikim česticama. SIC prah je pomiješan s disperzijom i srednjim za glodanje kuglica kako bi se napravila gnojnica, koja je na potpornoj površini obložena potapanjem . medij u sušinu prodire u potporu kapilarnim djelovanjem, a sic čestice se akumuliraju da bi formirali membranski sloj –. .

 

Prednosti: Jednostavan rad, zahtjevi za niskom opremom, troškovi proizvodnje i dobra ravnoteža između poroznosti i mehaničke čvrstoće gotove membrane .
Prijava: Više od 80% SIC keramičkih membrana na tržištu priprema se ovim postupkom, široko se koristi u naprednom općinskom liječenju otpadnih voda, ponovnoj upotrebi industrijske otpadne vode i drugim poljima .

 

(2) Metoda sinteriranja karbotermalnog smanjenja

Koristeći silikonske izvore (poput SIO₂) i izvora ugljika (poput fenolne smole) kao sirovine, oni su ujednačeno pomiješani, obloženi na potpori i podvrgnuti reakciji smanjenja ugljikala (temperatura 1000–1300 stupnjeva) u argonu ili vakuumu da bi se stvorili SIC i formiraju membranski sloj {{2 Ima problema kao što su oštri uvjeti formiranja filma, visoka stopa oštećenja i nizak prinos (<60%).

 

Prednosti: Izvori širokih sirovina i niža reakcijska temperatura od metode pakiranja čestica . Ako je problem formiranja defekta riješen, očekuje se da će se natjecati s metodom pakiranja čestica u niskobudžetnom polju .
Ograničenje: Trenutno se uglavnom koristi za laboratorijska istraživanja s nekoliko industrijskih aplikacija .

 

(3) Metoda polimerne pirolize

Keramički prekursori (poput polikarbosilana) se rastvaraju ili tope, obloženi na potporu i pretvaraju se u anorgansku sic keramiku kroz pirolizu visoke temperature na oko 1000 stupnjeva . Ova metoda je uobičajena za prenaporaciju ne-oksida u inozemstvu {{4} sirovina prekursora ograničava njegovu aplikaciju velikih razmjera .

 

Prednosti: Dobra ujednačenost sloja membrane, pogodna za pripremu visoko precizne ultrafiltracijske membrane, posebno u vrhunskim poljima, kao što je priprema čiste vode elektroničkih razreda .
Prijava: Pilot aplikacije u ultra-opterećenju vode za prethodno obradu vode za industriju poluvodiča .

 

(4) Kemijsko taloženje pare (CVD)

SIC tanki filmovi taloženi su na potpornoj površini reakcijama plinske faze (poput raspadanja SIH₄ i CH₄ pri visokim temperaturama) . dobiveni membranski sloj ima veliku gustoću, malu veličinu pora (<0.01μm), but complex process, extremely high cost, and low flux.

 

Prednosti: Snažna kontroliranost sloja membrane, pogodna za odvajanje plina u industriji poluvodiča ili odvajanje tekuće faze visoke čistoće .
Ograničenje: Trenutno se uglavnom primjenjuje u vrhunskim znanstvenim istraživačkim poljima, još uvijek nije široko promovirana u liječenju vode .

 

4. Polja aplikacije: pokrivenost pune scene od industrijskog tretmana do pripreme čiste vode

(1) Čista vode i ultra-opsega vode

Temeljna primjena sic keramičkih membrana u čistoj vodi leži u njihovoj visoko preciznoj filtraciji i stabilnim performansama:

 

Napredni tretman komunalne pitke vode: As a secondary or tertiary advanced treatment process, SiC ultrafiltration membranes can effectively remove Escherichia coli (interception rate >99 . 99%), alge, koloidi i organska tvar u vodi. U kombinaciji s adsorpcijom aktivnog ugljika, proizvedena kvaliteta vode prelaziStandardi za kvalitetu pitke vode(GB 5749-2022), posebno pogodno za područja s lošom kvalitetom izvora vode . Na primjer, vodena biljka duž rijeke Yangtze koristi proces "sic membrane + ozon-biochar", postižući zamućenost<0.05NTU and organic matter removal rate >85% nakon liječenja .

Industrijska proizvodnja čiste vode: U elektronici, moć, farmaceutske i druge industrije, SIC membrane mogu poslužiti kao jedinica za prethodnu obradu za reverznu osmozu (RO), presrećući suspendirane krute tvari, bakterije i koloide u vodi kako bi se spriječilo zagađenje membrane i produživanje njegovog ultraduct -a, a A u ultrafor -a koristi se semic -a vafer u formatu 18 {. 2mω · cm, ispunjavanje zahtjeva za vodom za čišćenje 12- inča.

Hitna opskrba vodom i desalinizacija morske vode: 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), smanjujući rizik zagađenja od sljedećih RO membrana .

 

(2) Napredno liječenje i ponovna upotreba industrijskih otpadnih voda

Proizvodnja otpadnih voda teških metala: 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%) . u kombinaciji s kemijskim oborinaSveobuhvatni standard pražnjenja otpadnih voda(GB 8978-1996) . Postrojenje za elektroplaciju koristi postupak "sic membrane + ion exchange", postižući brzinu ponovne uporabe otpadnih voda od 70% i spremanje 100, 000 tona vode .

Organska otpadna voda s visokom koncentracijom: U preradi hrane, kuhanju i drugim industrijama, sic membrane mogu razdvojiti makromolekularne organske organske organske organe i škrob u otpadnim vodama, s brzinom uklanjanja bakalara od 60%-80%, osvjetljavajući opterećenje za naknadno biokemijsko liječenje {{2} {2}.<50mg/L, meeting direct discharge requirements.

 

(3) Odvajanje uljne vode i poseban lijek za medij

Industrijski liječenje masnih otpadnih voda: 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% i sadržaj nafte otpadnih voda<5mg/L, meeting the petroleum category discharge standard in the Sveobuhvatni standard pražnjenja otpadnih voda. Zajednička stanica naftnog polja koristi sustav SIC membrane za liječenje 5, 000 tona proizvedene vode dnevno, s obrađenim zahtjevima za ponovno postavljanje kvalitete vode .

Odvajanje organskog otapala: Koristeći otpornost na SIC membrane otapala, razdvajanje rastvora može se postići u sustavima organskog otapala kao što su metanol, etanol i aceton ., na primjer, u procesu oporavka solventa u farmaceutskoj industriji, sic membrane mogu presresti i proizvoditi, dok se mogu prikupiti, a da im omogućimo, a da im se omogući solvents.

 

(4) Pročišćavanje plina i druga polja u nastajanju

Primjena SIC keramičkih membrana u uklanjanju plinske prašine širi se . njihov otpor visoke temperature omogućuje im presretanje PM2 . 5, pare teških metala i ostalih zagađivača u dispektnom plinu na 300–600 stupnjeva, pokazujući ultra na ultram i ulaznim uvjetima. Kao što su pročišćavanje bioplina i odvajanje vodika, visoki tok i stabilnost SIC membrana također pokazuju potencijal.

 

5. Tehnički princip: Učinkoviti mehanizam razdvajanja filtracije unakrsnog protoka

 

 

6. perspektiva tržišta i tehnički izgledi

S napretkom cilja "dvostrukog ugljika" i nadogradnjom potreba za recikliranjem vodenih resursa, tržište sic keramičke membrane raste godišnjom stopom od preko 20% ., procjenjuje se da će globalna veličina tržišta keramičke membrane u odnosu na 5 milijarde $ od 2025, s više od 3,35, s obzirom Uska grla koja ograničavaju veliku primjenu uključuju visoke troškove pripreme (3–5 puta veće od polimernih membrana), dugoročnu operativnu stabilnost koja se provjerava u složenoj kvaliteti vode i potrebu za daljnjom optimizacijom tehnologije čišćenja membrane .

 

Budući tehnološki razvoj usredotočit će se na tri smjera:

 

Proboj u jeftinim postupcima pripreme: Optimiziranjem formule sinteriranja metode pakiranja čestica ili prevladavanjem oštećenja filma u obliku karbotermalnog smanjenja, troškovi proizvodnje bit će smanjeni za više od 30%, promičući popularizaciju u općinskom tretmanu vode .

Modifikacija površine funkcionalne membrane: Nanokoirajuća tehnologija upotrijebit će se za poboljšanje svojstva membrane protiv obrasnjenja, poput cijepljenja hidrofilnih skupina za smanjenje adsorpcije organske tvari ili učitavanja fotokatalitičkih materijala za čišćenje in-situ membrane, produženi životni vijek .

Inteligentna integracija sustava: U kombinaciji s IoT tehnologijom razvijeni će se internetski sustavi za praćenje membrane i automatsko čišćenje kako bi se postiglo inteligentno prilagođavanje operativnih parametara, dodatno smanjujući ručni troškovi održavanja .

 

Kao "zelena tehnologija" u polju za obradu vode, SIC keramičke membrane redefiniraju standarde obrade vode svojim izvrsnim performansama . od ponovne uporabe industrijskih otpadnih voda do pripravka ultra-opruge elektroničkih razreda, njihove granice prijave i dalje se jamči za to da se vodena i troškovna podrška, ovo je ograničenje, ovo jezgrovanje, ovo jezgrovanje, ovo jezgrovanje, ovo jezgrovanje, ovo jezgrovanje, ovo jezgrovanje, ovo jezgrovanje, ovo jezgrovanje, ovo jezgrovanje, trošak, trošak Za izgradnju ekološke civilizacije "čistih voda i bujnih planina ."