Descripción de productos
En la industria y la vida modernas, la tecnología de filtración eficiente y estable es crucial. Está relacionado con el uso racional de los recursos hídricos, la calidad y eficiencia de la producción industrial y la protección del medio ambiente ecológico. Con su excelente rendimiento y diseño innovador, los componentes de membrana plana de carburo de silicio JMFILTEC se destacan entre muchas soluciones de filtración y se convierten en el líder de la industria.
Los módulos de membrana plana de carburo de silicio JMFILTEC son unidades de filtración modulares de alta-integración con excelente escalabilidad. Con una estructura de ingeniería elaborada, los módulos adoptan una carcasa de plástico reforzado con fibra de vidrio (GFRP). Con alta resistencia mecánica, resistencia superior a la corrosión y propiedades livianas, este material de carcasa forma un escudo protector robusto y confiable para los módulos de membrana.
En el núcleo de cada módulo se encuentra el elemento de membrana cerámica plana, con carburo de silicio (SiC) como materia prima principal. Gracias a la excelente estabilidad fisicoquímica del SiC, la membrana mantiene un funcionamiento constante y estable incluso en condiciones de trabajo complejas y duras.
Un innovador diseño de canal de permeado interno integrado es otra característica clave de los módulos. Este diseño no solo optimiza la ruta del flujo de permeado para mejorar la eficiencia de la filtración, sino que también eleva la capacidad de soporte de presión-del módulo. En aplicaciones prácticas, los módulos de membrana convencionales son propensos a romperse y deformarse cuando se someten a alta presión hidráulica. Por el contrario, los módulos de membrana plana de SiC de JMFILTEC pueden soportar fácilmente condiciones tan desafiantes, respaldados por su diseño estructural patentado y su selección de materiales de alta-calidad, lo que garantiza un rendimiento de filtración estable e ininterrumpido.
Para lograr el mejor rendimiento de las membranas cerámicas planas, JMFILTEC ha invertido muchos esfuerzos en I+D. A través de la avanzada tecnología de simulación CFD (dinámica de fluidos computacional), el flujo de fluido, la distribución de presión, la transferencia de material y otros procesos dentro del componente de membrana se analizan y optimizan meticulosamente. En la simulación CFD, los ingenieros pueden observar la trayectoria del movimiento del fluido en el componente de la membrana en diferentes condiciones, ajustar con precisión la forma, el tamaño del canal de producción de agua y la estructura de la superficie de la membrana para garantizar que el flujo de agua se pueda distribuir uniformemente y aprovechar al máximo la función de filtración de la membrana. Después de innumerables simulaciones y optimizaciones, los componentes de la membrana también deben someterse a rigurosas pruebas prácticas. En plantas de tratamiento de agua, plantas químicas y otros escenarios de aplicación reales, los componentes de la membrana se prueban durante mucho tiempo y en múltiples condiciones de trabajo, se recopilan diversos datos de rendimiento y los productos se mejoran y perfeccionan aún más en función de los resultados de las pruebas. Después de tantas simulaciones y pruebas repetidas, los componentes de membrana plana de carburo de silicio de JMFILTEC han logrado un rendimiento notable.
Cada módulo de membrana plana de carburo de silicio JMFILTEC estándar está equipado con 2 canales de producción de agua, lo que hace que su capacidad de producción de agua sea muy sólida. En condiciones ideales, su capacidad máxima de producción de agua puede alcanzar los 3000LMH. Esta ventaja de alto flujo de agua le permite satisfacer las necesidades de filtración de alto flujo-a gran escala-. Tomando como ejemplo una planta de tratamiento de aguas residuales de tamaño mediano-, si se utilizan módulos de membrana plana de carburo de silicio JMFILTEC, en comparación con los módulos de membrana tradicionales, solo se necesita una cantidad menor de ellos para completar el mismo volumen de tratamiento de aguas residuales, lo que ahorra en gran medida espacio del equipo y costos de instalación.
Otra ventaja destacada de este módulo de membrana reside en su composición de material especializada: toda la carcasa y todos los componentes auxiliares están100 % libre de metales-, dotando al producto de una excepcional adaptabilidad operativa y durabilidad.
En entornos de producción química altamente corrosivos, los módulos de membrana convencionales con componentes metálicos son susceptibles a una corrosión severa, lo que conduce a un deterioro del rendimiento o incluso daños irreversibles. Esto no sólo requiere reemplazos frecuentes sino que también aumenta los costos de mantenimiento y prolonga el tiempo de inactividad del equipo. Por el contrario, el módulo de membrana plana de carburo de silicio JMFILTEC-que se beneficia de su construcción totalmente-sin metales--puede resistir completamente la erosión causada por ácidos fuertes, álcalis, oxidantes fuertes y otros medios corrosivos. Mantiene un funcionamiento estable y confiable incluso en condiciones tan duras, lo que extiende significativamente la vida útil y reduce drásticamente el costo total de propiedad.
Además, el módulo elimina la necesidad de marcos de soporte periféricos o conexiones complejas de mangueras entre unidades. Este diseño optimizado simplifica y acelera el proceso de instalación, reduciendo el tiempo de instalación y los costos de mano de obra, al mismo tiempo que reduce el riesgo de fallas operativas causadas por daños a los componentes de conexión.
Desde la perspectiva de las características de la superficie de la membrana, el conjunto de membrana plana de carburo de silicio JMFILTEC tiene una superficie de membrana altamente cargada negativamente, lo que le otorga un excelente rendimiento anti-contaminación y permanece estable en un amplio rango de pH. En el proceso de tratamiento de agua real, el valor del pH de la calidad del agua a menudo cambia debido a varios factores, pero el conjunto de la membrana no se ve afectado por esto y siempre puede prevenir eficazmente que los contaminantes se adhieran a la superficie de la membrana y mantener un rendimiento de filtración eficiente.
En condiciones operativas óptimas, ajustar el pH del sistema por debajo de 6 mediante la dosificación de carbón activado en polvo (PAC) permite que la superficie de la membrana mantenga un potencial zeta estable de -25 a -30 mV. Este distintivo estado de carga negativa genera un robusto campo de fuerza repulsiva, que ejerce un efecto repelente pronunciado sobre contaminantes clave, incluido el carbono orgánico disuelto (DOC) y las partículas de exopolímero transparentes (TEP).
El DOC está omnipresente en cuerpos de agua naturales y corrientes de aguas residuales industriales; su adsorción sobre la superficie de la membrana tiende a formar capas de incrustaciones orgánicas rebeldes que perjudican la eficiencia de la filtración y reducen el flujo de la membrana. TEP, por otro lado, se refiere a sustancias pegajosas, parecidas a gel-derivadas del metabolismo microbiano. Estas partículas absorben fácilmente otros contaminantes y aceleran la formación de incrustaciones en la membrana. Aprovechando su exclusivo mecanismo repulsivo inducido por carga-, el módulo de membrana plana de carburo de silicio JMFILTEC inhibe eficazmente el acercamiento y la adhesión de dichos contaminantes, mitigando así la contaminación de la membrana en su origen.
Además, el módulo demuestra una eficacia de eliminación superior de sustancias cargadas negativamente en matrices de agua, como bacterias, algas, sólidos suspendidos en licores mixtos (MLSS), TEP y contaminantes aceitosos. En escenarios de tratamiento de agua potable, elimina eficientemente bacterias y algas patógenas para salvaguardar la seguridad e higiene del agua tratada. En los procesos de tratamiento de aguas residuales industriales, ofrece un rendimiento notable en la eliminación de MLSS y petróleo, lo que garantiza que el efluente tratado cumpla con los estándares de descarga y al mismo tiempo facilita el reciclaje de los recursos hídricos. Un caso de aplicación típico es el tratamiento petroquímico de aguas residuales: dichas aguas residuales se caracterizan por altas concentraciones de aceite y sólidos suspendidos, que son difíciles de tratar eficazmente con tecnologías de filtración convencionales. Por el contrario, el módulo de membrana plana de carburo de silicio JMFILTEC logra una separación y eliminación eficiente de estos contaminantes, logrando una purificación profunda de las aguas residuales petroquímicas.
Caso de aplicación de membrana plana de carburo de silicio JMFILTEC en tratamiento de aguas residuales de fábricas de papel
En escenarios de aplicación práctica, una fábrica-de pulpa y papel a gran escala (con una producción anual de 500.000 toneladas de papel cultural) tomó la iniciativa de introducir componentes de membrana plana de carburo de silicio JMFILTEC para mejorar su sistema de reciclaje y tratamiento de aguas residuales. Cabe destacar que las aguas residuales de la fabricación de papel, especialmente el efluente de las secciones de pulpa y blanqueo, se caracterizan por una alta concentración de contaminantes orgánicos, una composición compleja y una fuerte biodegradabilidad. Los contaminantes clave incluyen lignina, celulosa, hemicelulosa y aditivos residuales de la fabricación de papel (como agentes de apresto y cargas). Estas sustancias tienen una fuerte adhesión y son propensas a provocar suciedad en las membranas, lo que ha sido durante mucho tiempo un desafío importante en el campo del tratamiento de aguas residuales de la fabricación de papel.
Antes de la transformación, la fábrica de papel adoptó un proceso tradicional de filtración en dos etapas de "coagulación, sedimentación + filtración con arena". Sin embargo, este proceso convencional tenía limitaciones obvias al tratar con los contaminantes orgánicos finos y pegajosos de las aguas residuales de la fabricación de papel. Específicamente, la lignina y la celulosa en las aguas residuales a menudo están presentes en forma de partículas coloidales y polímeros macromoleculares, que son difíciles de interceptar por completo mediante medios de filtración de arena con tamaños de poro grandes. Los datos de monitoreo mostraron que la demanda química de oxígeno (DQO) del efluente después del tratamiento tradicional generalmente estaba entre 80 y 120 mg/L, y el contenido de sólidos suspendidos (SS) era de 15 a 25 mg/L, lo que no cumplía con el "Estándar de calidad del agua de reutilización para agua de enfriamiento de circulación industrial" local (GB/T 19923-2005, que requiere DQO menor o igual a 50 mg/L y SS menor o igual a 5). mg/l). Como resultado, las aguas residuales tratadas no se pudieron reutilizar en el sistema de enfriamiento circulante de la máquina de papel ni en el proceso de lavado de pulpa, y solo se pudieron descargar después de alcanzar el estándar, lo que no solo desperdició una gran cantidad de recursos hídricos sino que también aumentó la presión ambiental de la descarga de aguas residuales. Al mismo tiempo, el proceso tradicional requería un lavado frecuente del filtro de arena, consumiendo una gran cantidad de agua limpia y agentes químicos de limpieza, y el costo de mantenimiento anual solo del sistema de filtración alcanzó casi 800.000 yuanes.
Después de-una investigación y verificación técnica en profundidad, la fábrica de papel decidió reemplazar la unidad de filtración de arena tradicional con componentes de membrana plana de carburo de silicio JMFILTEC, formando un nuevo proceso de tratamiento de "coagulación, sedimentación + filtración de membrana plana de SiC". Los componentes de la membrana plana de carburo de silicio JMFILTEC desempeñaron un papel clave en el sistema mejorado en virtud de sus propiedades materiales únicas y ventajas estructurales: por un lado, la estructura de poros ultra-fina de la membrana (nivel de ultrafiltración de 0,1 μm) puede interceptar eficientemente lignina coloidal, partículas de celulosa y materia orgánica macromolecular que no se pueden eliminar mediante procesos tradicionales; por otro lado, el material de carburo de silicio tiene un excelente rendimiento anticontaminación y estabilidad química, lo que puede resistir la adhesión y erosión de contaminantes orgánicos en las aguas residuales de la fabricación de papel y mantener un flujo de agua estable sin limpieza química frecuente.
Tras la finalización de la transformación y un año de funcionamiento continuo y estable, el efecto del tratamiento ha superado las expectativas. Los datos de monitoreo del efluente muestran que el contenido de DQO se controla de manera estable por debajo de 35 mg/L, el contenido de SS es inferior a 2 mg/L y otros indicadores como el croma y la turbidez también cumplen plenamente con el estándar de calidad del agua de reutilización. En base a esto, la fábrica de papel ha reutilizado con éxito el agua tratada en el sistema de enfriamiento circulante de la máquina de papel, el proceso de lavado de pulpa y la limpieza del taller, y la tasa de reutilización del recurso hídrico aumentó del 35% antes de la transformación al 75%, un aumento de 40 puntos porcentuales. Según el cálculo del consumo diario de agua del molino de 8.000 toneladas, esta transformación puede ahorrar alrededor de 1,168 millones de toneladas de recursos de agua dulce cada año. Según el precio local del agua industrial de 3,2 yuanes por tonelada, se pueden ahorrar 3,7376 millones de yuanes en costos de adquisición de agua dulce al año. Al mismo tiempo, la reducción en la descarga de aguas residuales es de aproximadamente 1,168 millones de toneladas por año, lo que reduce en gran medida la presión ambiental de la empresa y ayuda a la fábrica de papel a lograr el doble objetivo de conservación de energía, reducción de emisiones y control de costos. Además, debido a la fuerte capacidad anticontaminación de la membrana plana de carburo de silicio JMFILTEC, la frecuencia de limpieza química es solo de 2 a 3 veces al año, que es mucho menor que la frecuencia de limpieza mensual del filtro de arena tradicional. El coste de mantenimiento anual del sistema de filtración se reduce a unos 200.000 yuanes, una reducción de costes del 75% en comparación con antes de la transformación.
En resumen, los componentes de membrana plana de carburo de silicio JMFILTEC, con su diseño estructural innovador, excelente rendimiento y amplia adaptabilidad de aplicaciones, brindan soluciones eficientes y confiables para las necesidades de filtración en la producción y la vida industrial. Ya sea en entornos químicos altamente corrosivos, en el campo del tratamiento de agua potable con estrictos requisitos de calidad del agua o en proyectos de tratamiento de aguas residuales a gran-escala, ha demostrado ventajas incomparables y seguramente desempeñará un papel más importante en el desarrollo futuro de la tecnología de filtración y hará mayores contribuciones a la promoción del desarrollo sostenible y la protección del medio ambiente.
Preguntas frecuentes
P: ¿Qué procesos son adecuados para usar con membranas de lámina plana de SiC? ¿Cuáles son algunos procesos combinados típicos?
R: Las membranas de lámina plana de SiC tienen una gran compatibilidad. Los procesos combinados comunes incluyen:
Pretratamiento + filtración con membrana de SiC: coagulación y sedimentación/filtración con arena → membrana de SiC, utilizada para el pretratamiento de aguas residuales de alta-turbidez;
Membrana de SiC + oxidación avanzada: membrana de SiC → ozono/oxidación Fenton, utilizada para el tratamiento avanzado de aguas residuales orgánicas recalcitrantes;
Proceso MBR: las membranas de lámina plana de SiC reemplazan a las membranas orgánicas tradicionales para construir biorreactores de membrana de carburo de silicio (SiC-MBR), adecuados para tratar aguas residuales industriales con alta-sal, alta-temperatura y altamente contaminadas, resolviendo los problemas de fácil ensuciamiento y corta vida útil de las membranas MBR tradicionales.
P: En proyectos de tratamiento de agua, ¿cómo determinar si las membranas de lámina plana de SiC son adecuadas?
R: Se debe dar prioridad a las membranas de lámina plana de SiC si se cumple alguna de las siguientes condiciones:
The feed solution is at high temperature (>80 grados), alto contenido de sal, ácido o álcali fuerte, o contiene oxidantes fuertes;
La solución de alimentación tiene una alta carga de incrustaciones (por ejemplo, alta turbidez, alto contenido orgánico), lo que hace que las membranas tradicionales sean propensas a obstruirse y tengan una vida útil corta;
El proyecto requiere un funcionamiento estable-a largo plazo y tiene altos requisitos de confiabilidad y vida útil de la membrana.
P: ¿Cuáles son la inversión inicial y los costos operativos de las membranas de lámina plana de SiC? ¿Son competitivas en comparación con las membranas tradicionales?
R: Costo de inversión inicial: mayor que el de las membranas orgánicas y las membranas cerámicas tradicionales, debido al mayor precio de las materias primas en polvo de SiC y al complejo proceso de preparación (por ejemplo, la temperatura de sinterización requiere 1200 ~ 1600 grados).
Costo operativo: menor que las membranas orgánicas y las membranas cerámicas tradicionales, porque las membranas de SiC tienen fuertes propiedades antiincrustantes, requieren una limpieza menos frecuente y utilizan menos reactivo; su vida útil es larga (generalmente de 5 a 8 años, en comparación con solo 1 a 3 años para las membranas orgánicas), lo que resulta en un costo general a largo-plazo más ventajoso.
Para condiciones duras que implican alta contaminación, alta corrosión y altas temperaturas (como el tratamiento de aguas residuales químicas y metalúrgicas), las membranas de lámina plana de SiC ofrecen una rentabilidad-significativamente mejor que las membranas tradicionales.
P: ¿Qué factores afectan la vida útil de las membranas de lámina plana de SiC? ¿Cómo se puede prolongar su vida útil?
R: Factores clave que influyen y medidas de extensión:
Condiciones de funcionamiento: Evite el funcionamiento más allá de los rangos de temperatura, pH y presión nominales; Controle estrictamente el funcionamiento dentro de los parámetros nominales de la membrana.
Incrustaciones y limpieza: evite la limpieza frecuente con productos químicos de alta-intensidad (como ácidos y álcalis fuertes-en alta concentración); enjuague bien con agua limpia después de la limpieza.
Daño mecánico: Evite la fricción entre la superficie de la membrana y los objetos duros; Manéjelo con cuidado durante la instalación y el desmontaje.
P: ¿Cuáles son las principales ventajas de las membranas de lámina plana de SiC en comparación con las membranas orgánicas tradicionales (PVDF, PES) y las membranas cerámicas (alúmina, óxido de circonio)?
R: En comparación con las membranas orgánicas: el SiC tiene un rango de temperatura más amplio (funcionamiento a largo plazo por debajo de 150 grados, funcionamiento a corto plazo por encima de 200 grados), estabilidad química extremadamente alta (resistente a ácidos fuertes, álcalis y oxidantes como el hipoclorito de sodio), alta resistencia mecánica (no se daña fácilmente, resistente al desgaste), fuerte resistencia a la bioincrustación y una vida útil de 5 a 10 veces más larga que las membranas orgánicas.
En comparación con las membranas cerámicas tradicionales: el SiC tiene una conductividad térmica más alta (beneficiosa para el intercambio de calor y el funcionamiento en condiciones de temperatura alta/baja), una porosidad fácilmente controlable (distribución de tamaño de poro más estrecha), una gravedad específica más baja (que reduce la carga de instalación en los módulos de membrana) y una mejor resistencia al choque térmico (menos propensa a agrietarse bajo temperaturas frías y calientes alternas).
P: ¿Cuál es el rango típico de tamaño de poro de las membranas de lámina plana de SiC? ¿Para qué escenarios de separación son adecuados?
R: Las membranas de lámina plana-de SiC disponibles comercialmente suelen tener tamaños de poro entre 0,02 μm (grado de ultrafiltración) y 10 μm (grado de microfiltración), y algunas membranas de SiC de grado nanofiltración hechas a medida-(tamaño de poro<0.01 μm) available.
Grado de microfiltración (1~10 μm): elimina sólidos suspendidos, coloides e impurezas de partículas grandes, adecuado para el pretratamiento de aguas residuales industriales, el pretratamiento de desalinización de agua de mar y la clarificación de jugos de frutas.
Grado de ultrafiltración (0,02 ~ 1 μm): retiene bacterias, virus y moléculas orgánicas grandes (como proteínas y polisacáridos), adecuado para el tratamiento avanzado de agua potable, la reutilización de aguas residuales industriales y la separación-de líquidos de alimentación en el campo biofarmacéutico.
P: ¿Cómo se manifiesta específicamente la resistencia química de las membranas de lámina plana-de SiC? ¿Pueden resistir oxidantes fuertes y ácidos y álcalis fuertes?
R: Las membranas de lámina plana de SiC exhiben una excelente estabilidad química y pueden resistir: ácidos fuertes: operación a largo plazo-en ácido clorhídrico y ácido sulfúrico a pH=1 sin corrosión significativa; álcalis fuertes: estabilidad-a largo plazo en solución de hidróxido de sodio a pH=13; Oxidantes fuertes: puede soportar una solución de hipoclorito de sodio de 5000 mg/L, adecuada para-limpieza química en línea (CIP) para resolver problemas de contaminación de las membranas.
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