Introduzione
Le membrane organiche sono ampiamente utilizzate nei progetti convenzionali di trattamento delle acque grazie al loro vantaggio in termini di costi. Tuttavia, sono soggetti a invecchiamento, intasamento e danni se confrontati con varie qualità estreme dell’acqua industriale. Questo articolo esamina tre condizioni operative inadatte per le membrane organiche e descrive in dettaglio i principali vantaggi delle membrane di ultrafiltrazione inorganica al carburo di silicio in condizioni di acqua difficili, contribuendo a evitare deviazioni nella selezione del processo.
Categoria 1: acidi e alcali forti, alte concentrazioni di ossidanti corrodono la qualità dell'acqua.
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Caratteristica |
Contenuto |
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Caratteristiche operative |
① Intervallo di pH estremo dell'acqua grezza durante tutto l'anno: pH < 2 per acque reflue fortemente acide, pH > 13 per acque reflue chimiche fortemente alcaline; ② L'acqua contiene alte concentrazioni di sostanze fortemente ossidanti come ipoclorito di sodio, perossido di idrogeno, ozono e dicromato; ③ Il sistema richiede agenti acidi e alcalini ad alta-frequenza e ad alta-concentrazione per pulire in profondità gli elementi della membrana fortemente contaminati. |
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Carenze della membrana organica |
La maggior parte delle membrane organiche in PVDF disponibili in commercio possono tollerare stabilmente solo livelli di pH compresi tra 1 e 12. L'esposizione prolungata ad acidi e alcali forti concentrati causerà gradualmente rigonfiamento, idrolisi e rottura della catena molecolare. L'immersione continua in ossidanti ad alta-concentrazione danneggerà la struttura del polimero, causando la fragilità e la rottura delle fibre della membrana e il collasso dei pori, rendendo la membrana incapace di funzionare correttamente. |
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Scarburo di silicioceramicaadattamento della membrana |
Il carburo di silicio è chimicamente estremamente inerte e ha un intervallo di pH del 100%. Funzionamento stabile da 0 a 14 gradi; può resistere a immersioni prolungate e alla pulizia con alte concentrazioni di acidi, alcali e ossidanti senza rigonfiamenti, invecchiamento o danni dovuti all'ossidazione; il tasso di recupero della produttività supera il 95% dopo ogni pulizia profonda; le prestazioni a lungo-termine non mostrano alcun peggioramento. |
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Scenari tipici del settore |
Acque madri ad alto-sale provenienti dalla chimica fine, acque reflue della gassificazione chimica del carbone, liquidi di scarto per la pulizia di acidi e alcali provenienti da batterie al litio e soluzioni ad alto-acido e alcali derivanti dalla sintesi farmaceutica, ecc. |
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Casi specifici |
Collegamento -Membrane ceramiche al carburo di silicio utilizzate nella purificazione di liquidi acidi
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Categoria 2: Acqua con elevato contenuto di solidi, elevato contenuto di olio ed elevata durezza che abrade la superficie.
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Caratteristica |
Contenuto |
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Caratteristiche operative |
① L'acqua contiene alti livelli di solidi sospesi, olio emulsionato, colloidi e particelle dure fini; ② Il funzionamento richiede una pulizia fisica ad alta-intensità per rimuovere il residuo del filtro dalla superficie della membrana e un risciacquo a lungo-termine della superficie della membrana; ③ Gli inquinanti si compattano facilmente all'interno dei pori della membrana, formando uno strato di adsorbimento irreversibile. |
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Carenze della membrana organica |
Le fibre organiche della membrana sono morbide e, a lungo termine,-l'elevata-intensità dell'aria e l'abrasione delle particelle dure causeranno l'usura, la rottura e l'inutilizzabilità delle fibre della membrana. I materiali organici sono più idrofobi delle membrane ceramiche in carburo di silicio e olio e colloidi possono facilmente aderire saldamente ad essi. La pulizia convenzionale non è in grado di rimuoverli completamente, con conseguente notevole calo del flusso. |
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Scarburo di silicioceramicaadattamento della membrana |
La membrana ceramica al carburo di silicio è integralmente sinterizzata ad alta temperatura e la sua resistenza meccanica e resistenza all'usura superano di gran lunga quelle delle membrane organiche. Può resistere a lungo alla pulizia fisica ad alta-pressione. Il materiale è naturalmente idrofilo e l'olio e i colloidi sono difficili da compattare e assorbire. In combinazione con una pulizia profonda con acidi e alcali forti, lo strato contaminante può essere completamente rimosso, prolungando notevolmente il ciclo di pulizia e la durata. |
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Scenari tipici del settore |
Acque reflue oleose industriali, acque sotterranee di pozzi minerali, liquidi di estrazione del litio da laghi salati, recupero e filtrazione di catalizzatori chimici, acque reflue della lavorazione di oli alimentari e vegetali, acque reflue di pretrattamento galvanico contenenti solidi sospesi, ecc. |
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Casi specifici |
Figura - Angolo di contatto con l'acqua di diversi materiali della membrana
Categoria 3: sistemi ad alta-temperatura contenenti solventi organici polari
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Caratteristica |
Contenuto |
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Caratteristiche operative |
① The long-term operating temperature of the feed liquid is >60 gradi; ②L'acqua contiene solventi organici polari come chetoni, ammidi ed esteri di alcol. |
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Carenze della membrana organica |
La maggior parte delle membrane organiche polimeriche può resistere solo a temperature fino a 50-60 gradi. In condizioni di alta temperatura, la struttura della membrana si ammorbidisce e si deforma e la dimensione dei pori cambia. Materiali come il PVDF possono essere dissolti e gonfiati da solventi organici altamente polari, perdendo direttamente la loro funzione di filtrazione e correndo il rischio di rottamare l'intero sistema. |
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Scarburo di silicioceramicaadattamento della membrana |
I materiali inorganici mostrano un'eccellente stabilità termica e possono resistere a liquidi ad alta-temperatura superiore a 80 gradi per periodi prolungati. Non reagiscono con la maggior parte dei solventi organici, mantengono la stabilità strutturale nei sistemi liquidi contenenti solventi-e garantiscono una precisione di filtrazione costante durante l'intero processo. |
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Scenari tipici del settore |
includono la chiarificazione ad alta-temperatura dei filtrati alimentari, la purificazione con solventi di prodotti chimici fini, il filtrato ad alta-temperatura dalla bio-fermentazione e la separazione a caldo di materiali-sensibili al calore. |
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Casi specifici |
Riepilogo della selezione in base alle condizioni operative
Di fronte a tre qualità estreme dell'acqua industriale-acidi e alcali fortemente corrosivi, elevata-contaminazione di oli solidi e alta-solventi organici ad alta temperatura-le carenze dei materiali delle membrane organiche sono amplificate. Emergono rapidamente problemi come l'invecchiamento e la rottura delle fibre, il degrado permanente del flusso e l'incapacità di recuperare le prestazioni attraverso la pulizia chimica, portando a frequenti sostituzioni della membrana e aumentando significativamente i costi di manutenzione dei progetti a lungo termine. Le membrane ceramiche in carburo di silicio, sfruttando i loro vantaggi prestazionali, possiedono molteplici punti di forza: resistenza alla forte corrosione a tutti i livelli di pH, elevata resistenza meccanica, resistenza all'usura e all'erosione, resistenza alle alte temperature e ai solventi organici, idrofilia nativa e flusso elevato stabile. Sono meno soggetti all'intasamento da parte di colloidi e contaminanti oleosi, presentano un aumento graduale del differenziale di pressione e dimostrano un eccellente recupero del flusso dopo la pulizia. La loro durata di servizio può essere 3-5 volte superiore a quella delle membrane organiche, mitigando efficacemente vari guasti operativi delle membrane organiche alla fonte. Ciò fornisce una soluzione di filtrazione stabile e a lungo termine per progetti impegnativi di trattamento delle acque industriali nel settore della chimica fine, della nuova energia delle batterie al litio, dei laghi di sale minerale e della sintesi farmaceutica.
1. Diamo il benvenuto ai colleghi dei processi e delle operazioni di trattamento dell'acqua per condividere le loro esperienze e sfide nell'utilizzo di vari sistemi a membrana nella sezione commenti e per imparare gli uni dagli altri.
2. Siamo un fornitore professionale di membrane ceramiche in carburo di silicio e relative apparecchiature e possiamo fornire soluzioni mature per esigenze diverse. Vi preghiamo di inviarci un messaggio privato per i dettagli.
3. La nostra azienda recluta costantemente talenti; i professionisti del settore sono invitati a informarsi e presentare domanda.