Descrizione dei prodotti
Nell'industria e nella vita moderna, una tecnologia di filtrazione efficiente e stabile è fondamentale. È legato all’uso razionale delle risorse idriche, alla qualità e all’efficienza della produzione industriale e alla protezione dell’ambiente ecologico. Con le sue eccellenti prestazioni e il design innovativo, i componenti a membrana piatta in carburo di silicio JMFILTEC si distinguono tra molte soluzioni di filtrazione e diventano leader nel settore.
I moduli a membrana piatta in carburo di silicio JMFILTEC sono unità di filtrazione modulari ad alta-integrazione con eccellente scalabilità. Caratterizzati da una struttura elaborata, i moduli adottano un alloggiamento in plastica rinforzata con fibra di vetro (GFRP). Dotato di elevata resistenza meccanica, resistenza alla corrosione superiore e proprietà leggere, questo materiale dell'alloggiamento costituisce uno schermo protettivo robusto e affidabile per i moduli a membrana.
Al centro di ciascun modulo si trova l'elemento piatto della membrana ceramica, con carburo di silicio (SiC) come materia prima primaria. Grazie all'eccezionale stabilità fisico-chimica del SiC, la membrana mantiene un funzionamento costante e stabile anche in condizioni di lavoro complesse e difficili.
Un innovativo design interno del canale del permeato integrato è un'altra caratteristica chiave dei moduli. Questo design non solo ottimizza il percorso del flusso del permeato per migliorare l'efficienza di filtrazione, ma aumenta anche la capacità di carico-della pressione del modulo. Nelle applicazioni pratiche, i moduli a membrana convenzionali sono soggetti a rotture e deformazioni se sottoposti ad elevata pressione idraulica. Al contrario, i moduli a membrana piatta SiC JMFILTEC possono facilmente resistere a condizioni così difficili, supportati dal loro design strutturale proprietario e dalla selezione di materiali di alta-qualità, garantendo così prestazioni di filtrazione stabili e ininterrotte.
Per ottenere le migliori prestazioni delle membrane ceramiche piane, JMFILTEC ha investito molti sforzi in ricerca e sviluppo. Attraverso l'avanzata tecnologia di simulazione CFD (fluidodinamica computazionale), il flusso del fluido, la distribuzione della pressione, il trasferimento del materiale e altri processi all'interno del componente della membrana vengono meticolosamente analizzati e ottimizzati. Nella simulazione CFD, gli ingegneri possono osservare la traiettoria di movimento del fluido nel componente della membrana in diverse condizioni, regolare con precisione la forma, le dimensioni del canale di produzione dell'acqua e la struttura della superficie della membrana per garantire che il flusso d'acqua possa essere distribuito uniformemente e sfruttare appieno la funzione di filtrazione della membrana. Dopo innumerevoli simulazioni e ottimizzazioni, anche i componenti della membrana devono essere sottoposti a rigorosi test pratici. Negli impianti di trattamento delle acque, negli impianti chimici e in altri scenari applicativi, i componenti della membrana vengono testati a lungo e in molteplici condizioni di lavoro, vengono raccolti vari dati sulle prestazioni e i prodotti vengono ulteriormente migliorati e perfezionati in base ai risultati dei test. Dopo tali ripetute simulazioni e test, i componenti della membrana piatta in carburo di silicio JMFILTEC hanno raggiunto prestazioni notevoli.
Ogni modulo standard a membrana piatta in carburo di silicio JMFILTEC è dotato di 2 canali di produzione d'acqua, il che rende la sua capacità di produzione d'acqua molto elevata. In condizioni ideali, la sua capacità massima di produzione di acqua può raggiungere i 3000 LMH. Questo vantaggio in termini di flusso d'acqua elevato consente di soddisfare le esigenze di filtrazione su larga-scala e flusso elevato-. Prendendo come esempio un impianto di trattamento delle acque reflue di medie-dimensioni, se si utilizzano moduli a membrana piatta in carburo di silicio JMFILTEC, rispetto ai moduli a membrana tradizionali, ne sarà necessario solo un numero inferiore per completare lo stesso volume di trattamento delle acque reflue, con un notevole risparmio di spazio sulle apparecchiature e di costi di installazione.

Un ulteriore vantaggio importante di questo modulo a membrana risiede nella sua composizione materiale specializzata: l'intero alloggiamento e tutti i componenti ausiliari lo sono100% privo di metalli-, conferendo al prodotto eccezionale adattabilità operativa e durata.
In ambienti di produzione chimica altamente corrosivi, i moduli a membrana convenzionali con componenti metallici sono soggetti a grave corrosione, che porta a un deterioramento delle prestazioni o addirittura a danni irreversibili. Ciò non solo richiede sostituzioni frequenti, ma aumenta anche i costi di manutenzione e prolunga i tempi di fermo delle apparecchiature. Al contrario, il modulo a membrana piatta in carburo di silicio JMFILTEC-beneficiando della sua struttura completamente-priva di metalli-metallo-può resistere completamente all'erosione da parte di acidi forti, alcali, forti ossidanti e altri mezzi corrosivi. Mantiene un funzionamento stabile e affidabile anche in condizioni così difficili, prolungando così significativamente la durata di servizio e riducendo il costo totale di proprietà.
Inoltre, il modulo elimina la necessità di telai di supporto periferici o di complessi collegamenti di tubi flessibili tra le unità. Questo design ottimizzato semplifica e accelera il processo di installazione, riducendo sia i tempi di installazione che i costi di manodopera, riducendo allo stesso tempo il rischio di guasti operativi causati da danni ai componenti di collegamento.
Dal punto di vista delle caratteristiche della superficie della membrana, il gruppo membrana piatta in carburo di silicio JMFILTEC ha una superficie della membrana caricata fortemente negativamente, che gli conferisce eccellenti prestazioni anti-inquinamento e rimane stabile in un ampio intervallo di pH. Nell'effettivo processo di trattamento dell'acqua, il valore del pH della qualità dell'acqua cambia spesso a causa di vari fattori, ma il gruppo della membrana non ne viene influenzato e può sempre impedire efficacemente agli inquinanti di aderire alla superficie della membrana e mantenere prestazioni di filtrazione efficienti.
In condizioni operative ottimali, la regolazione del pH del sistema al di sotto di 6 tramite il dosaggio di carbone attivo in polvere (PAC) consente alla superficie della membrana di mantenere un potenziale zeta stabile compreso tra -25 e -30 mV. Questo distinto stato di carica negativa genera un robusto campo di forza repulsiva, che esercita un marcato effetto repellente sui contaminanti chiave, tra cui il carbonio organico disciolto (DOC) e le particelle di esopolimero trasparente (TEP).
Il DOC è ubiquitariamente presente nei corpi idrici naturali e nei flussi di acque reflue industriali; il suo adsorbimento sulla superficie della membrana tende a formare strati di incrostazioni organiche ostinate che compromettono l'efficienza di filtrazione e riducono il flusso della membrana. TEP, d'altro canto, si riferisce a sostanze appiccicose, simili a gel-derivate dal metabolismo microbico. Queste particelle assorbono facilmente altri inquinanti e accelerano la formazione di incrostazioni sulla membrana. Sfruttando il suo esclusivo meccanismo repulsivo indotto dalla carica-, il modulo a membrana piatta in carburo di silicio JMFILTEC inibisce efficacemente l'avvicinamento e l'adesione di tali contaminanti, mitigando così l'incrostazione della membrana alla fonte.
Inoltre, il modulo dimostra un'efficacia di rimozione superiore per le sostanze caricate negativamente nelle matrici acquose, come batteri, alghe, solidi sospesi di liquori misti (MLSS), TEP e contaminanti oleosi. Negli scenari di trattamento dell'acqua potabile, elimina efficacemente batteri e alghe patogeni per salvaguardare la sicurezza e l'igiene dell'acqua finita. Nei processi di trattamento delle acque reflue industriali, offre prestazioni straordinarie nella rimozione di MLSS e olio, garantendo che gli effluenti trattati siano conformi agli standard di scarico e facilitando al tempo stesso il riciclaggio delle risorse idriche. Un tipico caso applicativo risiede nel trattamento delle acque reflue petrolchimiche: tali acque reflue sono caratterizzate da elevate concentrazioni di olio e solidi sospesi, che sono difficili da trattare efficacemente con le tecnologie di filtrazione convenzionali. Al contrario, il modulo a membrana piatta in carburo di silicio JMFILTEC raggiunge un'efficiente separazione e rimozione di questi inquinanti, realizzando una purificazione profonda delle acque reflue petrolchimiche.

Caso applicativo della membrana piatta in carburo di silicio JMFILTEC nel trattamento delle acque reflue di una cartiera
Negli scenari applicativi pratici, una cartiera-su larga scala (con una produzione annua di 500.000 tonnellate di carta culturale) ha preso l'iniziativa di introdurre componenti a membrana piatta in carburo di silicio JMFILTEC per aggiornare il proprio sistema di trattamento e riciclaggio delle acque reflue. Va sottolineato che i liquami della fabbricazione della carta, in particolare gli effluenti delle sezioni di spappolamento e sbiancamento, sono caratterizzati da un'elevata concentrazione di inquinanti organici, composizione complessa e forte biodegradabilità. Gli inquinanti principali includono lignina, cellulosa, emicellulosa e additivi residui della fabbricazione della carta (come agenti di collatura e riempitivi). Queste sostanze hanno una forte adesione e sono inclini a causare incrostazioni della membrana, che da tempo rappresentano una sfida importante nel campo del trattamento delle acque reflue della produzione della carta.
Prima della trasformazione, la cartiera adottava un tradizionale processo di filtrazione a due stadi di "coagulazione, sedimentazione + filtrazione a sabbia". Tuttavia, questo processo convenzionale presentava evidenti limitazioni nel trattare gli inquinanti organici fini e appiccicosi presenti nei liquami della produzione della carta. Nello specifico, la lignina e la cellulosa nelle acque reflue sono spesso presenti sotto forma di particelle colloidali e polimeri macromolecolari, che difficilmente possono essere completamente intercettati dai mezzi di filtrazione a sabbia con pori di grandi dimensioni. I dati di monitoraggio hanno mostrato che la domanda chimica di ossigeno (COD) dell'effluente dopo il trattamento tradizionale era solitamente compresa tra 80 e 120 mg/L e il contenuto di solidi sospesi (SS) era 15-25 mg/L, che non soddisfaceva lo standard locale di qualità dell'acqua di riutilizzo per l'acqua di raffreddamento a circolazione industriale (GB/T 19923-2005, che richiede COD inferiore o uguale a 50 mg/L e SS inferiore o uguale a 5 mg/l). Di conseguenza, i liquami trattati non potevano essere riutilizzati nel sistema di raffreddamento a circolazione della macchina continua e nel processo di lavaggio della pasta, e potevano essere scaricati solo dopo aver raggiunto lo standard, il che non solo sprecava molte risorse idriche ma aumentava anche la pressione ambientale dello scarico dei liquami. Allo stesso tempo, il processo tradizionale richiedeva frequenti controlavaggi del filtro a sabbia, il consumo di una grande quantità di acqua pulita e detergenti chimici, e il costo annuale di manutenzione del solo sistema di filtraggio raggiungeva quasi 800.000 yuan.
Dopo-indagine approfondita e verifica tecnica, la cartiera ha deciso di sostituire la tradizionale unità di filtrazione a sabbia con componenti a membrana piatta in carburo di silicio JMFILTEC, formando un nuovo processo di trattamento di "coagulazione sedimentazione + filtrazione a membrana piatta SiC". I componenti della membrana piatta in carburo di silicio JMFILTEC hanno svolto un ruolo chiave nel sistema aggiornato in virtù delle loro proprietà materiali uniche e dei vantaggi strutturali: da un lato, la struttura dei pori ultra-fine della membrana (livello di ultrafiltrazione 0,1 μm) può intercettare efficacemente la lignina colloidale, le particelle di cellulosa e la materia organica macromolecolare che non può essere rimossa dai processi tradizionali; D'altra parte, il materiale in carburo di silicio ha eccellenti prestazioni ant-inquinamento e stabilità chimica, in grado di resistere all'adesione e all'erosione degli inquinanti organici nei liquami della produzione della carta e mantenere un flusso d'acqua stabile senza frequenti pulizie chimiche.
Dopo il completamento della trasformazione e un anno di funzionamento continuo e stabile, l'effetto del trattamento ha superato le aspettative. I dati di monitoraggio degli effluenti mostrano che il contenuto di COD è stabilmente controllato al di sotto di 35 mg/L, il contenuto di SS è inferiore a 2 mg/L e anche altri indicatori come croma e torbidità soddisfano pienamente lo standard di qualità dell'acqua di riutilizzo. Sulla base di ciò, la cartiera ha riutilizzato con successo l’acqua trattata nel sistema di raffreddamento a circolazione della macchina continua, nel processo di lavaggio della pasta e nella pulizia dell’officina, con un tasso di riutilizzo delle risorse idriche aumentato dal 35% prima della trasformazione al 75%, con un aumento di 40 punti percentuali. Secondo il calcolo del consumo idrico giornaliero del mulino di 8.000 tonnellate, questa trasformazione può far risparmiare circa 1.168 milioni di tonnellate di risorse di acqua dolce ogni anno. Sulla base del prezzo locale dell'acqua industriale di 3,2 yuan/tonnellata, è possibile risparmiare annualmente 3,7376 milioni di yuan in costi di approvvigionamento di acqua dolce. Allo stesso tempo, la riduzione dello scarico delle acque reflue è di circa 1,168 milioni di tonnellate all’anno, il che riduce notevolmente la pressione ambientale dell’impresa e aiuta la cartiera a raggiungere il duplice obiettivo di risparmio energetico, riduzione delle emissioni e controllo dei costi. Inoltre, grazie alla forte capacità ant-dell'inquinamento della membrana piatta in carburo di silicio JMFILTEC, la frequenza della pulizia chimica è solo 2-3 volte l'anno, ovvero molto inferiore alla frequenza di pulizia mensile del tradizionale filtro a sabbia. Il costo annuale di manutenzione del sistema di filtraggio è ridotto a circa 200.000 yuan, una riduzione dei costi del 75% rispetto a prima della trasformazione.
In sintesi, i componenti a membrana piatta in carburo di silicio JMFILTEC, con il loro design strutturale innovativo, prestazioni eccellenti e ampia adattabilità applicativa, forniscono soluzioni efficienti e affidabili per le esigenze di filtrazione nella produzione e nella vita industriale. Che si tratti di ambienti chimici altamente corrosivi, nel campo del trattamento dell'acqua potabile con severi requisiti di qualità dell'acqua o in progetti di trattamento delle acque reflue su larga-scala, ha dimostrato vantaggi incomparabili e svolgerà sicuramente un ruolo più importante nello sviluppo futuro della tecnologia di filtrazione e fornirà un contributo maggiore alla promozione dello sviluppo sostenibile e della protezione ambientale.
Domande frequenti
D: Quali processi sono adatti all'uso con le membrane a fogli piani SiC? Quali sono alcuni tipici processi combinati?
R: Le membrane piane in SiC hanno una forte compatibilità. I processi combinati comuni includono:
Pretrattamento + filtrazione su membrana SiC: coagulazione e sedimentazione/filtrazione con sabbia → Membrana SiC, utilizzata per il pretrattamento di acque reflue ad alta-torbidità;
Membrana SiC + ossidazione avanzata: membrana SiC → ossidazione con ozono/Fenton, utilizzata per il trattamento avanzato delle acque reflue organiche recalcitranti;
Processo MBR: le membrane a foglio piatto SiC sostituiscono le tradizionali membrane organiche per costruire bioreattori a membrana in carburo di silicio (SiC-MBR), adatti al trattamento di acque reflue industriali ad alto-sale, ad alta-temperatura e altamente inquinate, risolvendo i problemi di facile formazione di incrostazioni e di breve durata delle tradizionali membrane MBR.
D: Nei progetti di trattamento delle acque, come determinare se le membrane piane in SiC sono adatte?
R: Le membrane piane in SiC dovrebbero avere la priorità se viene soddisfatta una delle seguenti condizioni:
The feed solution is at high temperature (>80 gradi), alto contenuto di sale, acido forte o alcali o contiene forti ossidanti;
La soluzione di alimentazione ha un elevato carico di incrostazioni (ad esempio, elevata torbidità, elevato contenuto organico), rendendo le membrane tradizionali soggette a intasamento e con durata di vita breve;
Il progetto richiede un funzionamento stabile a lungo-termine e presenta requisiti elevati in termini di durata e affidabilità della membrana.
D: Quali sono i costi di investimento e di esercizio iniziali delle membrane piane in SiC? Sono competitive rispetto alle membrane tradizionali?
R: Costo di investimento iniziale: superiore alle membrane organiche e alle membrane ceramiche tradizionali, a causa del prezzo più elevato delle materie prime in polvere SiC e del complesso processo di preparazione (ad esempio, la temperatura di sinterizzazione richiede 1200~1600 gradi).
Costo operativo: inferiore rispetto alle membrane organiche e alle membrane ceramiche tradizionali, poiché le membrane SiC hanno forti proprietà antivegetative, richiedono una pulizia meno frequente e utilizzano meno reagenti; la loro durata di servizio è lunga (generalmente 5~8 anni, rispetto a soli 1~3 anni per le membrane organiche), il che si traduce in un costo complessivo a lungo termine più vantaggioso-.
Per condizioni difficili che comportano elevato inquinamento, elevata corrosione e alte temperature (come il trattamento delle acque reflue chimiche e metallurgiche), le membrane a fogli piani SiC offrono un rapporto costo- notevolmente migliore rispetto alle membrane tradizionali.
D: Quali fattori influenzano la durata delle membrane piane in SiC? Come è possibile prolungarne la durata?
A: Principali fattori d’influenza e misure di estensione:
Condizioni operative: evitare il funzionamento oltre gli intervalli di temperatura, pH e pressione nominali; controllare rigorosamente il funzionamento entro i parametri nominali della membrana.
Sporco e pulizia: evitare frequenti pulizie chimiche ad alta{0}}intensità (come acidi e alcali forti ad alta-concentrazione); sciacquare abbondantemente con acqua pulita dopo la pulizia.
Danni meccanici: prevenire l'attrito tra la superficie della membrana e oggetti duri; maneggiare con cura durante l'installazione e lo smontaggio.
D: Quali sono i principali vantaggi delle membrane piane in SiC rispetto alle tradizionali membrane organiche (PVDF, PES) e alle membrane ceramiche (allumina, ossido di zirconio)?
R: Rispetto alle membrane organiche: il SiC ha un intervallo di temperature più ampio (funzionamento a lungo-termine inferiore a 150 gradi, funzionamento a breve-termine superiore a 200 gradi), stabilità chimica estremamente elevata (resistente ad acidi forti, alcali e ossidanti come l'ipoclorito di sodio), elevata resistenza meccanica (non facilmente danneggiabile, resistente all'usura-), forte resistenza al biofouling e una durata 5-10 volte più lunga rispetto alle membrane organiche.
Rispetto alle membrane ceramiche tradizionali: il SiC ha una conduttività termica più elevata (utile per lo scambio di calore e il funzionamento in condizioni di alta/bassa temperatura), porosità facilmente controllabile (distribuzione delle dimensioni dei pori più stretta), peso specifico inferiore (riducendo il carico di installazione sui moduli a membrana) e migliore resistenza allo shock termico (meno incline a fessurarsi in condizioni di temperature calde e fredde alternate).
D: Qual è l'intervallo tipico di dimensioni dei pori delle membrane piane in SiC? Per quali scenari di separazione sono adatti?
R: Le membrane a foglio piatto-SiC disponibili in commercio hanno in genere dimensioni dei pori comprese tra 0,02 μm (grado di ultrafiltrazione) e 10 μm (grado di microfiltrazione), con alcune membrane SiC di grado di nanofiltrazione-personalizzate (dimensione dei pori<0.01 μm) available.
Grado di microfiltrazione (1~10 μm): rimuove i solidi sospesi, i colloidi e le impurità particolate di grandi dimensioni, adatto per il pretrattamento delle acque reflue industriali, il pretrattamento della desalinizzazione dell'acqua di mare e la chiarificazione dei succhi di frutta.
Grado di ultrafiltrazione (0,02~1 μm): trattiene batteri, virus e grandi molecole organiche (come proteine e polisaccaridi), adatto per il trattamento avanzato dell'acqua potabile, il riutilizzo delle acque reflue industriali e la separazione dei liquidi di alimentazione-nel campo biofarmaceutico.
D: Come si manifesta nello specifico la resistenza chimica delle membrane piane-in SiC? Possono resistere a forti ossidanti, acidi e alcali forti?
R: Le membrane piane in SiC mostrano un'eccellente stabilità chimica e possono resistere a: acidi forti: funzionamento a lungo-termine in acido cloridrico e acido solforico a pH=1 senza corrosione significativa; alcali forti: stabilità a lungo-termine in soluzione di idrossido di sodio a pH=13; forti ossidanti: può resistere a una soluzione di ipoclorito di sodio da 5.000 mg/l, adatta per la pulizia chimica in linea (CIP) per risolvere i problemi di incrostazione della membrana.
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