无机陶瓷膜的研究始于20世纪40年代,80年代后期的研究取得了突破性的进展。我国无机陶瓷膜和分离技术的研究起步较晚,但发展速度较快。由于具有,耐高温,运行可靠和化学稳定性好等一些列等优点,无机陶瓷膜技术的前景十分广阔。无机陶瓷膜孔径分布窄,其分布呈正态分布,误差±10%内的孔径占80%以上,如0.05μm膜,0.049μm-0.051μm之间的膜孔径占所有膜孔径总数的80%,保证了所用膜处理效果的稳定性;这一点与有机膜有较大区别,有机膜一般是以截留分子量来表征膜孔径的,其孔径分布也一般以平均分布为主。?
对新型陶瓷膜材料的研究,目前主要集中在2方面。人工合成陶瓷膜材料:主要有碳化硅、莫来石、堇青石、石墨烯和陶瓷纤维等。天然陶瓷膜材料:主要有天然沸石、粉煤灰、高岭土和凹凸棒土等。人工合成陶瓷膜材料:
碳化硅具有强度高、导热率高、耐腐蚀和防氧化等优点,在苛刻的条件下可以保持良好的热稳定性和化学稳定性,并且价格低廉,是开发陶瓷膜材料的选择之一。SiC陶瓷膜制备方法主要有挤出成型法和流延成型法。
挤出成型法是以SiC为骨料,制成管状碳化硅支撑体,平均孔径为2.43μm,孔隙率为43.4%,气体通量达到788.2m3/m2.h.bar,抗弯强度达到22.8MPa。
流延成型工艺制备复合碳化硅陶瓷过滤膜,在1300℃烧结下制备出结构均匀、表面平整、孔径范围在4.017~11.916μm的碳化硅陶瓷膜。
根据钢铁企业炼钢连铸机二冷水对水质的要求,在某工程的净化浊环水处理系统的过滤设施改造和设计中经过方案比选采用陶瓷膜过滤器代替传统砂滤器。工程实践证明: 采用陶瓷膜过滤器处理后的出水水质较好,运行成本低、操作维修方便,减少连铸机二冷喷嘴的堵塞机率,提高喷嘴使用寿命,该设备可以广泛应用于连铸机净化浊环水处理系统中。
为了减缓过滤性能衰减,一些运行参数应当规范化,首先是设计流量,陶瓷纳滤膜分离设备采用错流过滤的方式,通道中循环的水流能够减缓表面膜垢的形成,错流速率越快效果越明显,因此设计流量应保持错流速率在4-6m/s。其次是乳化废液进水中含有大量矿物油、细小铁屑、油泥、垃圾等,需要进行预处理,在污水存储池内采取静置分离,表层浮油通过浮筒吸油机收集,并在陶瓷纳滤膜分离设备前段安装纸袋过滤机。是膜清洗情况,膜必须进行定期清洗,以保持一定的通过量,并能延长膜的使寿命,处理乳化废液时可采用EDTA、SDS等清洗剂依次清洗。
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