Ventajas de rendimiento de la membrana de columna
Alto flujo
La alta porosidad (hasta 4 0%-60%) y la estructura de poro interconectada tridimensional única de la membrana de la columna del núcleo de la membrana tubular forma una red de transmisión de fluidos eficiente. Esta microestructura le da un excelente rendimiento de flujo de agua. Bajo una presión de 0.1MPA, el flujo de agua pura puede alcanzar 2000-3000 L/(m² ・ H), que es 3-5 más alta que la de las membranas orgánicas tradicionales. El diseño de columna de núcleo multicanal mejora aún más la densidad de llenado de membrana. El área de filtración efectiva de un solo elemento de membrana puede alcanzar 10-15 m². Con el modo de filtración de flujo cruzado, puede lograr una capacidad de procesamiento de nivel de tonelada de una sola hora en el tratamiento de aguas residuales, mejorando significativamente la eficiencia de la producción industrial. En el campo de la desalinización del agua de mar, sus altas características del caudal reducen el efecto de polarización de concentración, de modo que la tasa de desalinización se mantiene de manera estable en más del 99%, lo que garantiza la calidad del agua desalinada.
Fuerte resistencia a la contaminación
Las características de carga negativa de la superficie de la membrana se derivan de la estructura química de los materiales de carburo de silicio. El potencial superficial en la solución acuosa generalmente se mantiene en -20 a -40 MV. Esta repulsión electrostática puede resistir efectivamente la adsorción de contaminantes cargados negativamente (como Escherichia coli con un potencial superficial de aproximadamente -30 MV). Combinado con la rugosidad a escala de la superficie de la membrana (RA<1μm), it is difficult for pollutants to form a firm attachment. Through dynamic flushing and periodic backwashing, attached microorganisms, colloids and other pollutants can be easily stripped off. Laboratory tests show that when treating algae-containing wastewater, its pollution rate is only 1/3 of that of traditional polyvinylidene fluoride membranes, and the service life of the membrane is extended to 3-5 years, greatly reducing replacement costs and maintenance frequency.
Buena estabilidad química
Gracias a la fuerte energía de enlace de los enlaces covalentes SI-C (436 kJ/mol), las membranas de columna muestran una excelente tolerancia química. Después de 1 0 00 horas de inmersión en ácido sulfúrico concentrado a pH 1 o solución de hidróxido de sodio a pH 14, la tasa de pérdida de peso de la membrana es inferior al 0.1% y la tasa de cambio de tamaño de poro es inferior al 5%. Ante la solución de hipoclorito de sodio altamente oxidante (concentración efectiva de cloro 5000 mg/L), aún puede mantener la integridad estructural. Esta característica lo hace adaptable a las soluciones de limpieza diversificadas: disolver la suciedad del óxido de metal con ácido nítrico en condiciones ácidas y eliminar la materia orgánica con hidróxido de sodio en condiciones alcalinas, proporcionando soluciones flexibles y confiables para industrias de alta contaminación, como las industrias químicas y farmacéuticas.
Alta resistencia mecánica
La dureza alta (dureza de Mohs 9. 2-9. 3) y el módulo elástico alto elástico (45 0 GPA) de carburo de silicio dan al elemento de la membrana excelentes propiedades mecánicas. La estructura de la columna del núcleo adopta un diseño de poro de gradiente, y la resistencia a la compresión de la capa de soporte puede alcanzar 3 0 0 MPa, que puede resistir una presión de funcionamiento de más de 1.5 MPa, que es mucho más alto que el límite de 0.3 MPa de las membranas orgánicas convencionales. En aplicaciones reales, incluso si se encuentra con el impacto del flujo de agua o las fluctuaciones de presión, el elemento de la membrana permanece estructuralmente estable. En el sistema de nanofiltración de alta presión, después de 3000 horas de operación continua, la tasa de rotura del filamento de la membrana es inferior al 0.01%, lo que garantiza la operación estable a largo plazo del sistema y evita la contaminación secundaria y la falla del tratamiento causada por el daño por la membrana.
Buena resistencia a la temperatura alta
El alto punto de fusión del carburo de silicio (2700 grados) le permite funcionar de manera estable en un entorno de alta temperatura de 200-500 grado. En la extracción de polvo de gas de combustión de alta temperatura en la industria metalúrgica, el elemento de la membrana puede filtrar directamente el gas que contiene polvo de 500 grados, reemplazando el enlace de pretratamiento de enfriamiento tradicional y reduciendo la pérdida de energía térmica; En la separación de material de alta temperatura de petroquímicos, puede procesar 300 grados petróleo pesado, realizar una separación continua en condiciones de alta temperatura, evitar el proceso engorroso de creación de filtración de enfriamiento y reducir significativamente el consumo de energía. La prueba de estabilidad térmica muestra que después de 500 ciclos térmicos de 200 grados a temperatura ambiente, el rendimiento de la membrana no tiene una atenuación obvia, lo que garantiza una operación confiable a largo plazo en condiciones de trabajo complejas.
Hidrófilo y oleofóbico
El tratamiento de hidroxilación en la superficie de la membrana hace que su ángulo de contacto sea tan bajo como 30 grados, mostrando súper hidrofilia, mientras que el ángulo de contacto para sustancias petroleras es tan alta como 120 grados o más, logiendo un excelente rendimiento de separación de petróleo. En el tratamiento de las aguas residuales de aceite emulsionadas, la tasa de intercepción de las gotas de aceite con un tamaño de partícula de 10-100 μm es del 99.9%, y el contenido de aceite del efluente es inferior a 5 mg/L, que cumple con el estándar de agua de reutilización industrial. Su rentabilidad especial también se refleja en el efecto de autolimpieza. La fase de agua forma una película de agua continua en la superficie de la membrana para bloquear la unión de las gotas de aceite. El rendimiento inicial se puede restaurar con lavado de agua simple, que muestra ventajas significativas en los campos del tratamiento de agua de lastre de barco y el campo petrolero producido por la purificación de agua.
Vida útil
La vida útil de la membrana de la columna del núcleo de la membrana tubular se ve afectada por muchos factores. En condiciones normales de uso y mantenimiento, generalmente puede alcanzar 5-10 años, o incluso más. Los siguientes son algunos factores que afectan su vida útil:
Condiciones de funcionamiento
Temperatura: si la membrana funciona de manera estable dentro del rango de temperatura de su tolerancia, como en un entorno de alta temperatura por debajo de 800 grados, el rendimiento de la membrana es relativamente estable y la vida útil se puede garantizar. Sin embargo, si está en una temperatura alta cercana o superior a su límite de tolerancia durante mucho tiempo, puede causar cambios estructurales y la degradación del rendimiento del material de la membrana, acortando así su vida útil.
Presión: la presión de funcionamiento apropiada ayuda a la membrana a realizar un buen rendimiento de separación. Sin embargo, si la presión es demasiado alta y excede el rango de tolerancia de la membrana, puede causar grietas o daños a la membrana, lo que afecta su vida útil. Por ejemplo, en algunos procesos de filtración que requieren un impulso de alta presión, si la presión no se controla adecuadamente, puede causar daños a la membrana.
Caudal de flujo: el caudal apropiado puede garantizar que el fluido fluya uniformemente en la superficie de la membrana, reduciendo la polarización de la concentración y el ensuciamiento de la membrana. Sin embargo, un caudal demasiado rápido puede generar una gran fuerza de corte en la superficie de la membrana y usar la superficie de la membrana; Un caudal demasiado lento puede hacer que los contaminantes se depositen en la superficie de la membrana y aceleren el ensuciamiento de la membrana. Ambas situaciones afectarán la vida útil de la membrana.
Características medianas
Acidez y alcalinidad: la membrana de la columna de cerámica de carburo de silicio puede funcionar en ambientes de ácido y alcalinidad extremos con un valor de pH de 1-14, pero si el pH del medio cambia con frecuencia y drásticamente, o si está bajo las condiciones de ácido extremo y alcalinidad durante un tiempo largo, puede afectar la estructura superficial y la estabilidad química de la membrana, gradualmente reduciendo el rendimiento y la vida de servicio de la membrana.
Tipos de contaminantes y concentraciones: si el medio tratado contiene una gran cantidad de partículas suspendidas, materia orgánica, microorganismos y otros contaminantes, y la concentración es alta, acelerará la contaminación de la membrana. Incluso si la membrana tiene una buena resistencia a la contaminación, afectará su rendimiento de separación y su vida útil si está bajo una alta carga de contaminación durante mucho tiempo. Por ejemplo, al tratar las aguas residuales orgánicas de alta concentración, la materia orgánica puede adsorbir en la superficie de la membrana o bloquear los poros de la membrana, reduciendo el flujo y el efecto de separación de la membrana.
Mantenimiento y mantenimiento
Frecuencia y método de limpieza: la limpieza regular y efectiva es la clave para mantener el rendimiento de la membrana y extender la vida útil. Si la limpieza no es oportuna o el método de limpieza es incorrecto, los contaminantes se acumularán en la superficie de la membrana y en los poros de la membrana, lo que dificulta la eliminación, lo que afectará el rendimiento de la membrana. Sin embargo, la limpieza demasiado frecuente o el uso inadecuado de los agentes de limpieza también pueden dañar la membrana. Por ejemplo, cuando se usa ácido o álcali fuertes para la limpieza, si la concentración es demasiado alta o el tiempo de limpieza es demasiado largo, el material de la membrana puede estar corroído.
Condiciones de almacenamiento: Las condiciones de almacenamiento también son importantes durante el período inactivo o de almacenamiento de la membrana. Si el entorno de almacenamiento es húmedo, la temperatura es demasiado alta o hay gases corrosivos, la superficie de la membrana puede oxidarse o corroerse, afectando su rendimiento y vida cuando se usa nuevamente.
En aplicaciones prácticas, al optimizar las condiciones operativas, la selección de procesos de pretratamiento apropiados para reducir la concentración de contaminantes en el medio y formular planes de mantenimiento científico, la vida útil de las membranas de columna puede extenderse de manera efectiva, para que mantengan un buen rendimiento durante toda la vida útil, proporcionando garantías confiables para la producción y operación de las industrias relacionadas.
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