• 较聚合物膜来说,陶瓷膜的优势在哪里?

      发布时间:2018-04-20

      世界范围内的水资源短缺以及人口增长的增加导致了水生产和再利用必须变得更加高效。使用大量水的行业,包括食品和能源行业,越来越注重可持续过滤解决方案,以提高工业用水的重复使用效率。虽然绝大多数应用都使用陶瓷膜,但新型高品质多孔陶瓷膜正在开发作为创新过滤系统的一部分,旨在提高过滤效率,减少维护停机时间并降低能耗。

      过滤系统基础知识

      聚合物或陶瓷管膜目前用于清洁,保存和再利用各种工业和公共废水应用中的水,包括污水处理厂,建筑物,甚至游轮。目前,聚合物膜约占膜过滤市场的75%,陶瓷占其余25%的大部分(以及少量其他材料,如金属膜)。图一显示了各种可用的过滤分离过程,并概述了它们在特定应用中的用途。

      用于废水应用的可持续陶瓷膜.png 

      图一  过滤光谱图

      陶瓷膜的使用在乳品生产和果汁澄清中很常见,而聚合物目前在废水处理领域占主导地位。由于采购价格较低,使用聚合物膜的系统在废水过滤市场中普遍存在。然而,虽然聚合物膜的制造成本比其陶瓷等同,但聚合物系统需要更频繁的过滤器更换。

      与陶瓷膜相比,聚合物膜的低电阻性能限制了它们可以使用的应用的数量。一般来说,陶瓷膜过滤模块外壳通常是金属的,它为加工侵蚀性介质设置了限制,而不是过滤器本身。相反,当聚合物膜用于恶劣环境时,过滤材料将首先磨损。另外,对于给定的孔直径,通过陶瓷膜的流速可以高于穿过聚合物膜。陶瓷过滤装置也需要较低的压力(以及较少的能量)来循环流体。

      随着中水回用成为更重要的问题,一些要求极高的工业应用面临着需要滤除越来越具有挑战性的介质。由于陶瓷膜的材料具有卓越的耐化学性和耐磨性,因此在某些应用中,它们的使用优于聚合物膜。

      并且陶瓷可以承受0-14的pH值,聚合物膜只能承受更窄的pH范围; 它们可以被定制以抵抗中性,酸性或碱性pH,但是通常不是所有三种范围都具有相同的材料。陶瓷膜也适用于高温应用。它们可以进行灭菌或蒸汽清洗以用于特定应用,例如在医疗行业中,这对于聚合物是不可能的。而且,陶瓷具有更高的强度和刚度,使其在压力下比聚合物材料具有更好的尺寸稳定性。

      在含有油或脂肪酸(例如表面活性剂)的水的过滤中,通常需要破乳化学分散剂来限制聚合物膜表面上的有机污垢层的形成。已经发现高质量的陶瓷膜在不需要分散剂添加剂的情况下更能抵抗结垢。

      虽然陶瓷和聚合物的结垢是不可避免的,但是对于采用现场清洗(CIP)工艺的系统来说,陶瓷可以提供更广泛的选择。在某些应用中,膜必须用苛刻的化学品清洗,并能够承受来自两个方向的高压。在反冲洗过程中这是特别必要的,以防止在膜表面或孔中形成污垢层,导致膜的过滤能力降低。

      例如,过氧化物化学清洁剂或高温蒸汽清洁对于陶瓷是可以接受的,但是对于聚合物来说可能是一个问题。一种燃烧的高温空气净化处理可用于陶瓷,但可能会熔化聚合物膜。当使用陶瓷膜时,可以在不中断过滤过程的情况下自动执行CIP操作,但是对于聚合物膜来说这更困难。

      在各行业正在采用水再利用和保护方法的同时,他们正在努力减少这些活动在其设施上的占地面积。膜选择和设计在减少使用这些系统的企业或公共建筑中的设施占地面积方面发挥着作用。由于其设计和几何结构的多功能性,新开发的陶瓷膜可以实现非常紧凑(每单位体积单位膜增加的表面积)。陶瓷过滤模块的紧凑性和改进设计也有助于提高此类系统的能效。

      综上所述,相对于聚合物膜来说,陶瓷膜在水生产及水处理中的应用会更加广泛。


陶瓷膜的常见类型有哪些 【返回列表】 陶瓷膜的分类及其特点