li等在平均孔徑50nm基底上通過(guò)原子層沉積氧化鋁層,通過(guò)控制原子層沉積次數(shù)來(lái)調(diào)控膜的平均孔徑,在沉積600次后,對(duì)BSA的截留率由9%升至97.1%目前,表面接枝技術(shù)較多地用來(lái)調(diào)節(jié)膜材料的表面性質(zhì),對(duì)于具有較小孔徑的膜,接枝過(guò)程也將改變膜的孔結(jié)構(gòu),達(dá)到減小孔徑的目的。陶瓷膜表面一般會(huì)吸附水形成羥基團(tuán),可以通過(guò)接枝有機(jī)硅烷的方法在介孔膜表面修飾一層有機(jī)分子層。通過(guò)調(diào)控接枝分子的鏈長(zhǎng)與官能團(tuán)等特性實(shí)現(xiàn)調(diào)控孔徑大小的目的,以獲得特殊的表面性質(zhì)以適應(yīng)各種不同需要。SAh等發(fā)現(xiàn)接枝三甲基氯硅烷可以使多孔基底材料的孔徑由3nm降低至2nm。fAiBiSh等通過(guò)兩步反應(yīng)將PVP接枝在陶瓷超濾膜上,改性后的膜孔徑減小了25%~28%,提高了膜的截留性能。因此,為制備高滲透選擇性陶瓷膜必須努力減小膜層顆粒的大小及通過(guò)修飾技術(shù)進(jìn)一步減小孔徑,并設(shè)法獲得更窄孔徑分布的陶瓷膜,達(dá)到更加精細(xì)的分離精度。陶瓷濾芯陶瓷膜陶瓷膜過(guò)濾器。
上述一種陶瓷超濾膜的具體制備步驟3)中,所述的粉末燒結(jié)激光快速成型機(jī)采用選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù),即采用C02激光器按電腦上設(shè)計(jì)好的三維圖形,在計(jì)算機(jī)的控制下,把涂在工作臺(tái)上的一層的打印粉末材料燒結(jié)成型的原理,是三維快速成型技術(shù)主要成型設(shè)備中的一種,主要由掃描系統(tǒng)、激光控制系統(tǒng)、加熱元件、成型缸、供料系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)部件、冷卻系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)組成利用快速成型中選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)的原理,將經(jīng)過(guò)溶膠-凝膠、燒結(jié)、研磨制得的多孔陶瓷微粒用選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)進(jìn)行成型處理,制成各種空間結(jié)構(gòu)的陶瓷超濾膜,成型方法簡(jiǎn)單、成型周期短、實(shí)用,該陶瓷超濾膜的截留率大,孔徑分布范圍lO-lOOnm,在0.1Mpa的操作條件下水通量為100_200L/m3.h。突出的特點(diǎn)在于:1、采用三維快速成型技術(shù),使陶瓷超濾膜成型方便、成型周期短、形狀多樣化,滿足對(duì)陶瓷超濾膜各種形狀和結(jié)構(gòu)的需求。2、不需要模具,極大提高了陶瓷超濾膜的生產(chǎn)效率,拓寬了應(yīng)用范圍。3、生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單,操作方便,生產(chǎn)成本低,易于工業(yè)化生產(chǎn),應(yīng)用范圍更加廣泛。生產(chǎn)工藝流程見說(shuō)明書附圖1。陶瓷濾芯陶瓷膜陶瓷膜過(guò)濾器。
根據(jù)通道數(shù)不同,主要分為單通道和多通道兩大類此外,還有部分產(chǎn)品將根據(jù)產(chǎn)品特定的屬性而采用不同的分類方法,在此不予說(shuō)明。◎陶瓷膜管、陶瓷復(fù)合膜管的基礎(chǔ)技術(shù)參數(shù)膜孔徑:1.2μm、0.8μm、0.5μm、0.2μm、0.1μm、50nm、20nm、10nm、4nm膜材質(zhì):氧化鋯、氧化鋁、氧化鈦長(zhǎng)度:配套可選規(guī)格耐壓強(qiáng)度:1.0Mpa適用pH值:0~14適用溫度:-10℃~150℃陶瓷濾芯陶瓷膜陶瓷膜過(guò)濾器。
膜分離技術(shù)具有能耗低、操作簡(jiǎn)便、分離效率高和環(huán)境友好等特點(diǎn),在有機(jī)溶劑回收領(lǐng)域備受關(guān)注王信瑋等考察了溴代聚苯醚膜對(duì)甲醇/正戊烷、乙醇/正戊烷等有機(jī)溶劑體系的分離性能;Bhaumik等[9]在中空纖維膜表面涂覆聚合硅樹脂制備復(fù)合膜回收甲醇和甲苯等有機(jī)溶劑;Kim等[10]和李焦麗等[11]均報(bào)道了改性膜對(duì)有機(jī)溶劑的回收效率。這些研究在一定程度上實(shí)現(xiàn)了特定有機(jī)溶劑分離回收,但主要基于滲透汽化原理,對(duì)有機(jī)溶劑在液態(tài)下以膜凈化的研究較少。陶瓷膜具有化學(xué)穩(wěn)定性好、抗微生物能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、易清洗及膜組件強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于化工、環(huán)保、醫(yī)藥和食品等行業(yè),崔鵬等以陶瓷膜微濾凹凸棒土懸漿液;Lobo等采用陶瓷超濾膜分離油水乳狀液;曾堅(jiān)賢等以陶瓷微濾膜處理肌苷發(fā)酵液和柑桔汁。這些工作均以水溶液為背景,少見陶瓷膜微濾溶劑油的研究報(bào)道。前期已研究了特定體系的陶瓷膜微濾行為,所得結(jié)論適用于水相介質(zhì)。本工作以陶瓷膜微濾200溶劑汽油,污染膜清洗在水溶液中進(jìn)行,清洗結(jié)束后裝置中殘存水分,可能會(huì)影響后續(xù)溶劑油微濾。因此,本工作研究不含水溶劑油和含0.5%(ω)水溶劑油的陶瓷膜微濾行為,以考察水的影響程度,同時(shí)研究操作時(shí)間、跨膜壓差、錯(cuò)流速度、溫度及鋁粉含量對(duì)膜通量的影響,探討鋁粉截留率隨操作時(shí)間的變化規(guī)律,優(yōu)化操作參數(shù),研究反沖操作、濃縮過(guò)程及污染膜的化學(xué)清洗。陶瓷濾芯陶瓷膜陶瓷膜過(guò)濾器。
典型的嗅味物質(zhì)如土臭素(Geosmin)和2-甲級(jí)異莰醇(2-MIB)在ng/L水平時(shí)已能影響人的感官,而EDCs和PPCPs則會(huì)給人體帶來(lái)未知的健康風(fēng)險(xiǎn)臭氧和陶瓷膜的組合工藝能大幅降低此類微量有機(jī)物在水中的濃度,集成工藝對(duì)Geosmin、2-MIB、EDCs和PPCPs的去除率分別為:96%、87%、98%和98%。本研究提出的新型超濾膜工藝中將臭氧和陶瓷膜進(jìn)行結(jié)合,陶瓷膜除了具有傳統(tǒng)超濾的分離功能外,無(wú)數(shù)的陶瓷膜膜孔相當(dāng)于納米級(jí)尺寸的微反應(yīng)器。陶瓷膜材料促進(jìn)了臭氧與通過(guò)膜孔的有機(jī)物進(jìn)行反應(yīng),由于納米尺度下的傳質(zhì)時(shí)間大幅縮短和傳質(zhì)效率大幅提高,傳統(tǒng)工藝中不能去除的微量有機(jī)物得以在膜孔內(nèi)得到去除。三、結(jié)論臭氧/陶瓷膜新型凈水工藝出水濁度低于0.25NTU,大于2μm的顆粒數(shù)小于50個(gè)/mL,對(duì)傳統(tǒng)污染物氨氮、DOC、THMFP和HAAFP的去除率分別為95%、73%、77%和76%,對(duì)致嗅味物質(zhì)Geosmin和2-MIB的去除率分別為96%和87%,對(duì)新型微量污染物質(zhì)EDCs和PPCPs的去除率分別為98%和98%。臭氧/陶瓷膜新型凈水工藝將傳統(tǒng)工藝中的多個(gè)處理單元進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,使臭氧/陶瓷膜單元具有傳統(tǒng)工藝中的混凝、沉淀、過(guò)濾、預(yù)氧化、臭氧氧化和膜過(guò)濾等多個(gè)單元的功能,同時(shí)臭氧與陶瓷膜的結(jié)合還能在線控制膜污染,而活性炭可以進(jìn)一步去除殘留的有機(jī)物和氨氮。在這種情況下,處理工藝由傳統(tǒng)的“串級(jí)”處理模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤安⒓?jí)”處理模式,保持高的處理效率的同時(shí)大幅降低投資、運(yùn)行成本和占地面積,在水廠的升級(jí)改造中具有很強(qiáng)的應(yīng)用前景。陶瓷濾芯陶瓷膜陶瓷膜過(guò)濾器。
3.2耐高溫、耐酸堿、耐溶劑、耐氧化陶瓷膜支撐體是采用高純度進(jìn)口α-Al2O3在1600℃以上高溫情況下燒結(jié)而成,具有廣闊的操作溫度,其使用溫度一般可達(dá)400℃,可到800℃,其適用介質(zhì)pH的范圍為0~14,并且能在很強(qiáng)的氧化介質(zhì)中使用3.3機(jī)械強(qiáng)度高,有良好的耐磨、耐沖刷性能無(wú)機(jī)陶瓷膜可承受高達(dá)幾十千克每平方厘米的操作壓力,并可以反向沖洗。具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性,能耐酸、堿、鹽溶液及有機(jī)溶劑和強(qiáng)氧化劑。優(yōu)良的過(guò)濾特性使得其壽命長(zhǎng),維修費(fèi)用很低,使用成本也大為降低。3.4滲透通量大無(wú)機(jī)陶瓷膜有很高的孔隙率,高達(dá)35%以上,因此其鹽水通量很高,其中50nm孔徑的陶瓷超濾膜飽和氯化鈉鹽水通量大于700L/m2.h。可反復(fù)清洗及高溫再生恢復(fù)滲透通量,使用壽命長(zhǎng),采用酸、堿清洗,能有效的恢復(fù)膜滲透通量,使用壽命可達(dá)5年以上。3.5采用錯(cuò)流過(guò)濾方式錯(cuò)流過(guò)濾操作又稱切線流操作,與終端過(guò)濾方式相比,這種方法對(duì)懸浮粒子的大小、密度、濃度的變化不敏感,系統(tǒng)可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行,無(wú)需頻繁進(jìn)行反沖洗及排出渣料,適用大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。3.6成套分離裝備的運(yùn)行能耗低、清洗再生費(fèi)用低通過(guò)膜組件有效的并聯(lián)與串聯(lián)組合,極大的降低了單位膜面積的能耗。通過(guò)普通的物理清洗或化學(xué)清洗即可完成,降低清洗費(fèi)用。4經(jīng)濟(jì)效益4.1使用無(wú)機(jī)陶瓷膜工藝,系統(tǒng)無(wú)需加入三氯化鐵等腐蝕性化學(xué)藥劑,減少了系統(tǒng)設(shè)備和管道的腐蝕危害,三十萬(wàn)噸/年離子膜燒堿裝置加入三氯化鐵的運(yùn)行費(fèi)用為316000元(生產(chǎn)一噸氫氧化鈉需加入三氯化鐵0.00025噸)。4.2無(wú)機(jī)陶瓷膜工藝因不需要粗鹽水沉降、預(yù)處理系統(tǒng),整個(gè)鹽水精制系統(tǒng)流程大大縮短,設(shè)備也大幅度減少,三十萬(wàn)噸離子膜燒堿一次鹽水裝置可節(jié)約投資:預(yù)處理器設(shè)備費(fèi)1944700元;加壓溶氣罐設(shè)備費(fèi)2臺(tái)135000元;后反應(yīng)器設(shè)備費(fèi)233400元;空氣緩沖罐設(shè)備費(fèi)6000元;工藝管道費(fèi)300000元;設(shè)備土建基礎(chǔ)費(fèi)1500000元。
中國(guó)專利公開號(hào)CN1686920A公開了一種陶瓷微濾膜的制備方法,本方法將納米級(jí)氧化物分散于由分散劑、增稠劑、消泡劑和防腐劑混合水溶液中,均勻形成涂膜液,再添加模板劑,用所制得的涂膜液在多孔金屬或者多孔陶瓷支撐體上涂膜,并在濕膜晾干、烘干后,處理脫除聚合物模板劑,最后進(jìn)行焙燒成型,得到陶瓷微濾分離膜上述專利都是陶瓷超濾膜的制備方法,采用了不同的配方和制備方法,制得了性能優(yōu)異的陶瓷超濾膜,但都使用了多孔支撐體作為膜的載體,從而制備的超濾膜具有形狀單一、成型周期長(zhǎng)、超濾膜成型方法落后的缺陷,不利于陶瓷超濾膜在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的需要,限制了陶瓷超濾膜的應(yīng)用和發(fā)展。具體內(nèi)容針對(duì)目前陶瓷超濾膜形狀單一、成型困難、成型周期長(zhǎng)的缺陷,提出了一種陶瓷超濾膜的制備方法,為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明將經(jīng)過(guò)溶膠-凝膠、燒結(jié)、研磨制得的多孔陶瓷微粒用選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)進(jìn)行快速成型處理,制備成各種空間結(jié)構(gòu)的陶瓷超濾膜,成型方法簡(jiǎn)單,實(shí)用性強(qiáng),水通量大等。一種陶瓷超濾膜的制備方法的具體制備步驟如下:1)將10-20重量份的膠體顆粒用70-80重量份溶劑在常溫下邊攪拌邊進(jìn)行溶解,攪拌速度50-80r/min讓膠體顆粒在溶劑中形成分散均一、穩(wěn)定的溶膠;2)將步驟1)得到的溶膠與2-5重量份的造孔劑一起加入到行星式球磨機(jī)中,在300-350r/min的轉(zhuǎn)速條件下充分研磨、分散、混合20_30min后出料,進(jìn)行抽濾得到混合物;3)將步驟2)得到的混合物放入高溫?zé)Y(jié)爐中,在600-800°C的溫度下燒結(jié)l_2h,常溫冷卻后出料,再用行星式球磨機(jī)進(jìn)行研磨,然后過(guò)篩,得到多孔陶瓷微粒;4)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況的需要,對(duì)陶瓷超濾膜在厚度、形狀、空間結(jié)構(gòu)上的要求進(jìn)行分析,利用計(jì)算機(jī)建立數(shù)字模型,編寫三維快速成型的執(zhí)行程序和命令;5)將步驟3)得到的多孔陶瓷微粒加入到粉末燒結(jié)激光快速成型機(jī)的料槽中,用計(jì)算機(jī)導(dǎo)入步驟4)編寫好的執(zhí)行程序和命令,粉末燒結(jié)激光快速成型機(jī)在計(jì)算機(jī)的自動(dòng)控制下進(jìn)行三維快速成型,制得不同形狀、立體結(jié)構(gòu)、厚度的陶瓷超濾膜。上述一種陶瓷超濾膜的具體制備步驟1)中,所述的膠體顆粒為氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化硅溶膠中的一種或多種;所述的溶劑為去離子水;所述的造孔劑為直徑為IO-1OOnm的納米碳酸鈣、納米碳酸鎂中的一種或兩種。上述一種陶瓷超濾膜的具體制備步驟2)中,所述的過(guò)篩是過(guò)2000-5000目的篩。上述一種陶瓷超濾膜的具體制備步驟3)中,所述的粉末燒結(jié)激光快速成型機(jī)采用選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù),即采用C02激光器按電腦上設(shè)計(jì)好的三維圖形,在計(jì)算機(jī)的控制下,把涂在工作臺(tái)上的一層的打印粉末材料燒結(jié)成型的原理,是三維快速成型技術(shù)主要成型設(shè)備中的一種,主要由掃描系統(tǒng)、激光控制系統(tǒng)、加熱元件、成型缸、供料系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)部件、冷卻系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)組成。利用快速成型中選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)的原理,將經(jīng)過(guò)溶膠-凝膠、燒結(jié)、研磨制得的多孔陶瓷微粒用選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)進(jìn)行成型處理,制成各種空間結(jié)構(gòu)的陶瓷超濾膜,成型方法簡(jiǎn)單、成型周期短、實(shí)用,該陶瓷超濾膜的截留率大,孔徑分布范圍lO-lOOnm,在0.1Mpa的操作條件下水通量為100_200L/m3.h。突出的特點(diǎn)在于:1、采用三維快速成型技術(shù),使陶瓷超濾膜成型方便、成型周期短、形狀多樣化,滿足對(duì)陶瓷超濾膜各種形狀和結(jié)構(gòu)的需求。2、不需要模具,極大提高了陶瓷超濾膜的生產(chǎn)效率,拓寬了應(yīng)用范圍。3、生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單,操作方便,生產(chǎn)成本低,易于工業(yè)化生產(chǎn),應(yīng)用范圍更加廣泛。
這種真空陶瓷圓盤過(guò)濾機(jī)相比傳統(tǒng)的物料脫水設(shè)備,如真空過(guò)濾機(jī)、板框過(guò)濾機(jī)及離心過(guò)濾機(jī)等,脫水效率和節(jié)能效果有了明顯提高,相同處理能力下,過(guò)濾機(jī)整機(jī)能耗約為其它真空過(guò)濾機(jī)1/10,處理成本約為板框式過(guò)濾機(jī)50%,同時(shí)濾餅含水量低,濾液清澈,濾板壽命長(zhǎng),可減少大量設(shè)備維修維護(hù)費(fèi)用,被譽(yù)為實(shí)現(xiàn)了選礦物料脫水設(shè)備的二次革命經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展和過(guò)濾設(shè)備不斷更新,真空?qǐng)A盤陶瓷過(guò)濾機(jī)在國(guó)內(nèi)選礦業(yè)物料脫水領(lǐng)域應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛,目前已在鉛鋅礦、硫金礦、鐵礦、煤浮選行業(yè)大量推廣應(yīng)用。隨著近10年國(guó)家潔凈煤計(jì)劃實(shí)施及節(jié)能減排政策的實(shí)施,高溫陶瓷膜材料在國(guó)內(nèi)得到一定研究和發(fā)展,高溫陶瓷膜材料在高溫氣體凈化領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,從冶煉行業(yè)高溫?zé)焿m凈化、到一些新材料領(lǐng)域的高溫放空氣體凈化、垃圾焚燒尾氣凈化、一直發(fā)展到高溫煤氣凈化等。高溫陶瓷膜材料用于高溫氣體凈化優(yōu)點(diǎn)是使用溫度高(900℃以下)、使用壓力高(4MPa以下)、過(guò)濾效率高(99.95%)和使用壽命長(zhǎng)(3~10年)等。可以代替濾布,用于高溫、高壓氣體過(guò)濾等,可以解決傳統(tǒng)濾布耐溫低、易燒蝕、易腐蝕、易磨損等問(wèn)題,減少氣體冷卻系統(tǒng),提高過(guò)濾效率和余熱利用效率、延長(zhǎng)過(guò)濾設(shè)備使用周期。可以說(shuō)高溫陶瓷膜過(guò)濾材料的推廣應(yīng)用對(duì)于解決特殊領(lǐng)域的高溫氣體凈化技術(shù)難題,促進(jìn)冶金冶煉行業(yè)的清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排,促進(jìn)化工、新能源材料領(lǐng)域的工藝革新、減少垃圾焚燒排放物排放方面會(huì)起積極作用。尤其是在國(guó)家大力發(fā)展的煤化工產(chǎn)業(yè)中,煤氣化及低溫煤干餾工藝中產(chǎn)生的粗煤合成氣、煤焦油氣中都含有大量微細(xì)顆粒雜質(zhì),必須限度的除去,試驗(yàn)證明其它材料或工藝無(wú)法滿足要求,而高溫陶瓷過(guò)濾材料則是最理想的過(guò)濾材料之一。目前高溫陶瓷膜材料已開始在國(guó)內(nèi)的煤化工行業(yè)、冶煉行業(yè)、石油化工行業(yè)、垃圾焚燒及新能源材料領(lǐng)域推廣應(yīng)用。陶瓷濾芯陶瓷膜陶瓷膜過(guò)濾器。