无机陶瓷膜说明

操作指南

无机陶瓷膜超滤膜设备处理乳化液废水工艺流程说明: 从轧机排放的含油乳化液废水,进入废水处理站的调节池,在此池中进行静沉油水分离,部分浮油浮于液面,用刮油刮渣机刮至池一端的油收集箱进入废油回收系统,池底部污泥刮至池底的污泥坑,定期用污泥泵送至油泥处理系统。含油乳化液废水用提升泵将废水送纸带过滤机,去除废水中的粗浮渣及部分铁粉,保证进入循环箱的废水中不含有大于0.5mm的固体颗粒,固含量不超过1%,废水循环超滤,滤出液排放至酸碱中和系统统一处理。循环箱上的浮油用撇油机去除,送废水处理站废油回收系统。超滤循环箱内的浓乳化液定期用泵送至浓乳化液分解箱,经加热、加酸静置后油水分离,浓乳化液分解箱下部的含油废水用泵送至含油废水调节池继续超滤处理,上部浮油用泵抽至废油箱外运。超滤系统还设有清洗系统,定期对超滤膜设备清洗,以恢复超滤膜设备的渗透通量,废清洗液排至调节池。

应用领域

【废水处理】

含油废水的处理:冷轧乳化液废水处理、焦化废水的处理,金属清洗液回用等。

含颗粒废水的处理:钛白粉洗涤液、催化剂颗粒回收、超细粉体洗涤液中回收超细粉粒子等。 【食品、发酵工业】

矿泉水的澄清制备;酱油、醋除菌除杂过滤;果汁、饮料、酒类的澄清过滤;糖业中脱色活性炭的回收及糖液精制。 【生物、医药行业】

生物发酵产物的分离和精制;中成药口服液的澄清过滤;生物制品的纯化及精制;空气除菌、除尘净化分离;脱色活性炭的过滤分离等。 【其他领域】

化工过程中的产品分离;高温气体除尘;油田回注水的处理;天然色素的生产等。

技术指南

膜分离介绍

概述

借助于膜而实现各种分离的过程称之为膜分离。如果在一个流体相内或两个流体相之间有一薄层凝聚相物质把流体分隔开来成为两部分,则这一薄层物质就是膜。这里所谓的凝聚相物质可以是固态的,也可以是液态的。膜本身可以是均匀的单一相, 也可以是由两相以上的凝聚态物质所构成的复合体。

膜的种类繁多,大致可以按以下几方面对膜分类:

⑴、根据膜的材质,从相态上可分为固体膜和液体膜;

⑵、从材料来源上,可分为天然膜和合成膜,合成膜又分为无机膜和有机膜;

⑶、根据膜的结构,可分类多孔膜和致密膜;

⑷、按膜断面的物理形态,固体膜又可分为对称膜、不对称膜和复合膜。对称膜又称均质膜。不对称膜具有极薄的表面活性层(或致密层)和其下部的多孔支撑体层。复合膜通常是用两种不同的膜材料分别制成表面活性层和多孔支撑层;

⑸、根据膜的功能,可分为离子交换膜、渗析膜、微孔过滤膜、超过滤膜、反渗透膜、渗透汽化膜、闸膜、气体渗透膜等;

⑹、根据固体膜的形态,可分为平板膜、管式膜、中空纤维膜以及具有垂直于膜表面的圆柱开孔的核径蚀刻膜,简称核孔膜等。

无机膜是固态膜的一种,它是由无机材料,如金属、金属氧化物、

陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。无机膜具有化学稳定性好,能耐酸、耐碱、耐有机溶剂;机械强度大,可反向冲洗;抗微生物能力强;耐高温;孔径分布窄,分离效率高等特点,在冶金工业、食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工等领域取得了广泛的应用。

无机陶瓷膜的研究始于二十世纪40年代,其发展可分为3个阶段:用于铀的同位素分离的核工业时期,于二十世纪60年代建成了膜面积达400万平方米的陶瓷膜富集

236

UF6的工厂;以无机微滤膜和超滤膜为

主的液体分离时期;以膜催化反应为核心的全面发展时期。通过这3个阶段的发展,无机陶瓷膜分离技术已初步产业化,二十世纪80年代初期成功地在法国的奶业和饮料(葡萄酒、啤酒、苹果酒)业推广应用后,其技术和产业地位逐步确立,应用也已拓展至食品、工业生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、冶金工业等领域,成为苛刻条件下精密过滤分离的重要技术。

工业应用的陶瓷膜主要是Al2O3、ZrO2、TiO2和SiO2等无机材料制备的多孔膜,即孔径为2~50纳米的陶瓷超滤膜和50纳米~10微米的陶瓷微滤膜。为降低渗透阻力陶瓷膜一般采用多层非对称结构,由多孔支持层、过渡层、分离层组成,但也有少量的无孔致密无机膜,如金属钯、银及其合金膜。目前已经商品化的多孔陶瓷膜的构成主要有平板、管式和多通道三种。平板膜主要用于小规模的工业生产和实验研究;管式膜组合起来形成类似于列管换热器的形式,可以增大膜装填面积,但由于其强度问题,已逐步退出工业应用;规模应用的陶瓷膜通常采用多通道

构形,即在一个圆截面上分布着多个通道,一般通道数为7、19和37,膜涂附在通道的表面。

分离原理

膜分离主要是压力驱动的分离过程,按分离孔径的大小可以有如下的分离过程:微滤、超滤、纳滤和反渗透。微滤膜的分离范围为0.1~10um,用于最粗级别的分离,将菌丝体、颗粒物、胶体等较大颗粒的物质截留;超滤膜的分离范围为切割分子量从1000道尔顿到数十万道尔顿(孔径相当于0.001~0.05um),超滤膜除微滤拦截的物质之外,还可以截留大分子蛋白、油脂等;纳滤主要用于浓缩抗生素、有机酸大分子、多糖、二价离子等,而允许一价无机盐和溶剂等通过。

工艺说明

膜系统基本工作过程

膜分离系统通常由原料罐、膜组件、供料泵、循环泵组成。供料泵提供原料液,循环泵提供操作压力、膜面流速。膜组件通过串联与并联的形式组成膜设备。

过滤工艺线路

清洗工艺线路及漂洗工艺路线

空气排放工艺线路

每次排空后系统内含有大量的空气,系统必须排空空气后才能开启循环泵,否则会引起循环泵或膜的损坏。

技术指南

陶瓷膜性能指标

19芯工业膜组件参数

技术指南

膜的污染及清洗

膜的污染导致通量的下降,必须对膜进行清洗。膜清洗的一般原则是高流速、低压力下进行,渗透侧阀门必须闭合状态。一般来说,膜清洗方法通常可分为物理方法和化学方法,物理方法是指采用高流速水冲洗,海绵球机械清洗等去除污染物,化学方法是采用对膜材料本身没有破坏、对污染物有溶解作用或置换作用的化学试剂对膜进行清洗。

无机膜具有优异的化学稳定性和高的机械强度,可采用更广泛的清洗方法进行清洗。无机膜化学清洗的一般规律为:无机强酸使污染物中一部分不溶性物质变为可溶性物质;有机酸主要清除无机盐的沉积;螯合物可与污染物中的无机离子络合生成溶解度大的物质,减少膜表面和孔内沉积的盐和吸附的无机污染物,表面活性剂主要清除有机物污染物;强氧化剂和强碱是清除油脂和蛋白、藻类等生物物质的污染;而对于细胞碎片等污染体系,多采用酶清洗剂。对于污染非常严重的膜,通常采用强酸、强碱交替清洗,并加入次氯酸钠等氧化剂与表面活性剂。在这些清洗过程中,常采用高速低压的操作条件,有时配以反冲,以发挥手理方法的作用,最大程度地恢复膜通量。化学清洗结束后用清水漂洗至中性。

化学清洗剂的选择和清洗方法的确定视原料液的体系通过实验而定,下面将详细介绍膜的污染及其控制方法,这些都是化学清洗剂的选择和清洗方法的确定的基础。

膜的污染问题大体可分为沉淀污染、吸附污染、生物污染。对各自形成的机理或原因进行了分析,并且提出了相应的控制方法。膜污染是指在膜过滤过程中,水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞,使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。

实际上,膜的可靠性是目前阻碍膜技术推广应用的关键之一,而污染问题又是影响其可靠性的决定性因素。据调查,就超滤而言,污染仍是其主要问题,污染的消除将使超滤过程效率提高30%以上,使投资减少15%,而且能提高分离效果,使超滤范围拓宽。对膜污染种类及其成因的具体分析,将有助于采取合适的措施减弱或消除它的不良影响。

操作指南

19芯膜组件结构示意图

1、膜组件壳体 2、盖板 3、膜管 4、膜管密封圈 5、M6内六角螺钉

操作指南

无机陶瓷膜超滤膜设备处理乳化液废水工艺流程说明: 从轧机排放的含油乳化液废水,进入废水处理站的调节池,在此池中进行静沉油水分离,部分浮油浮于液面,用刮油刮渣机刮至池一端的油收集箱进入废油回收系统,池底部污泥刮至池底的污泥坑,定期用污泥泵送至油泥处理系统。含油乳化液废水用提升泵将废水送纸带过滤机,去除废水中的粗浮渣及部分铁粉,保证进入循环箱的废水中不含有大于0.5mm的固体颗粒,固含量不超过1%,废水循环超滤,滤出液排放至酸碱中和系统统一处理。循环箱上的浮油用撇油机去除,送废水处理站废油回收系统。超滤循环箱内的浓乳化液定期用泵送至浓乳化液分解箱,经加热、加酸静置后油水分离,浓乳化液分解箱下部的含油废水用泵送至含油废水调节池继续超滤处理,上部浮油用泵抽至废油箱外运。超滤系统还设有清洗系统,定期对超滤膜设备清洗,以恢复超滤膜设备的渗透通量,废清洗液排至调节池。

应用领域

【废水处理】

含油废水的处理:冷轧乳化液废水处理、焦化废水的处理,金属清洗液回用等。

含颗粒废水的处理:钛白粉洗涤液、催化剂颗粒回收、超细粉体洗涤液中回收超细粉粒子等。 【食品、发酵工业】

矿泉水的澄清制备;酱油、醋除菌除杂过滤;果汁、饮料、酒类的澄清过滤;糖业中脱色活性炭的回收及糖液精制。 【生物、医药行业】

生物发酵产物的分离和精制;中成药口服液的澄清过滤;生物制品的纯化及精制;空气除菌、除尘净化分离;脱色活性炭的过滤分离等。 【其他领域】

化工过程中的产品分离;高温气体除尘;油田回注水的处理;天然色素的生产等。

技术指南

膜分离介绍

概述

借助于膜而实现各种分离的过程称之为膜分离。如果在一个流体相内或两个流体相之间有一薄层凝聚相物质把流体分隔开来成为两部分,则这一薄层物质就是膜。这里所谓的凝聚相物质可以是固态的,也可以是液态的。膜本身可以是均匀的单一相, 也可以是由两相以上的凝聚态物质所构成的复合体。

膜的种类繁多,大致可以按以下几方面对膜分类:

⑴、根据膜的材质,从相态上可分为固体膜和液体膜;

⑵、从材料来源上,可分为天然膜和合成膜,合成膜又分为无机膜和有机膜;

⑶、根据膜的结构,可分类多孔膜和致密膜;

⑷、按膜断面的物理形态,固体膜又可分为对称膜、不对称膜和复合膜。对称膜又称均质膜。不对称膜具有极薄的表面活性层(或致密层)和其下部的多孔支撑体层。复合膜通常是用两种不同的膜材料分别制成表面活性层和多孔支撑层;

⑸、根据膜的功能,可分为离子交换膜、渗析膜、微孔过滤膜、超过滤膜、反渗透膜、渗透汽化膜、闸膜、气体渗透膜等;

⑹、根据固体膜的形态,可分为平板膜、管式膜、中空纤维膜以及具有垂直于膜表面的圆柱开孔的核径蚀刻膜,简称核孔膜等。

无机膜是固态膜的一种,它是由无机材料,如金属、金属氧化物、

陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。无机膜具有化学稳定性好,能耐酸、耐碱、耐有机溶剂;机械强度大,可反向冲洗;抗微生物能力强;耐高温;孔径分布窄,分离效率高等特点,在冶金工业、食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工等领域取得了广泛的应用。

无机陶瓷膜的研究始于二十世纪40年代,其发展可分为3个阶段:用于铀的同位素分离的核工业时期,于二十世纪60年代建成了膜面积达400万平方米的陶瓷膜富集

236

UF6的工厂;以无机微滤膜和超滤膜为

主的液体分离时期;以膜催化反应为核心的全面发展时期。通过这3个阶段的发展,无机陶瓷膜分离技术已初步产业化,二十世纪80年代初期成功地在法国的奶业和饮料(葡萄酒、啤酒、苹果酒)业推广应用后,其技术和产业地位逐步确立,应用也已拓展至食品、工业生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、冶金工业等领域,成为苛刻条件下精密过滤分离的重要技术。

工业应用的陶瓷膜主要是Al2O3、ZrO2、TiO2和SiO2等无机材料制备的多孔膜,即孔径为2~50纳米的陶瓷超滤膜和50纳米~10微米的陶瓷微滤膜。为降低渗透阻力陶瓷膜一般采用多层非对称结构,由多孔支持层、过渡层、分离层组成,但也有少量的无孔致密无机膜,如金属钯、银及其合金膜。目前已经商品化的多孔陶瓷膜的构成主要有平板、管式和多通道三种。平板膜主要用于小规模的工业生产和实验研究;管式膜组合起来形成类似于列管换热器的形式,可以增大膜装填面积,但由于其强度问题,已逐步退出工业应用;规模应用的陶瓷膜通常采用多通道

构形,即在一个圆截面上分布着多个通道,一般通道数为7、19和37,膜涂附在通道的表面。

分离原理

膜分离主要是压力驱动的分离过程,按分离孔径的大小可以有如下的分离过程:微滤、超滤、纳滤和反渗透。微滤膜的分离范围为0.1~10um,用于最粗级别的分离,将菌丝体、颗粒物、胶体等较大颗粒的物质截留;超滤膜的分离范围为切割分子量从1000道尔顿到数十万道尔顿(孔径相当于0.001~0.05um),超滤膜除微滤拦截的物质之外,还可以截留大分子蛋白、油脂等;纳滤主要用于浓缩抗生素、有机酸大分子、多糖、二价离子等,而允许一价无机盐和溶剂等通过。

工艺说明

膜系统基本工作过程

膜分离系统通常由原料罐、膜组件、供料泵、循环泵组成。供料泵提供原料液,循环泵提供操作压力、膜面流速。膜组件通过串联与并联的形式组成膜设备。

过滤工艺线路

清洗工艺线路及漂洗工艺路线

空气排放工艺线路

每次排空后系统内含有大量的空气,系统必须排空空气后才能开启循环泵,否则会引起循环泵或膜的损坏。

技术指南

陶瓷膜性能指标

19芯工业膜组件参数

技术指南

膜的污染及清洗

膜的污染导致通量的下降,必须对膜进行清洗。膜清洗的一般原则是高流速、低压力下进行,渗透侧阀门必须闭合状态。一般来说,膜清洗方法通常可分为物理方法和化学方法,物理方法是指采用高流速水冲洗,海绵球机械清洗等去除污染物,化学方法是采用对膜材料本身没有破坏、对污染物有溶解作用或置换作用的化学试剂对膜进行清洗。

无机膜具有优异的化学稳定性和高的机械强度,可采用更广泛的清洗方法进行清洗。无机膜化学清洗的一般规律为:无机强酸使污染物中一部分不溶性物质变为可溶性物质;有机酸主要清除无机盐的沉积;螯合物可与污染物中的无机离子络合生成溶解度大的物质,减少膜表面和孔内沉积的盐和吸附的无机污染物,表面活性剂主要清除有机物污染物;强氧化剂和强碱是清除油脂和蛋白、藻类等生物物质的污染;而对于细胞碎片等污染体系,多采用酶清洗剂。对于污染非常严重的膜,通常采用强酸、强碱交替清洗,并加入次氯酸钠等氧化剂与表面活性剂。在这些清洗过程中,常采用高速低压的操作条件,有时配以反冲,以发挥手理方法的作用,最大程度地恢复膜通量。化学清洗结束后用清水漂洗至中性。

化学清洗剂的选择和清洗方法的确定视原料液的体系通过实验而定,下面将详细介绍膜的污染及其控制方法,这些都是化学清洗剂的选择和清洗方法的确定的基础。

膜的污染问题大体可分为沉淀污染、吸附污染、生物污染。对各自形成的机理或原因进行了分析,并且提出了相应的控制方法。膜污染是指在膜过滤过程中,水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞,使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。

实际上,膜的可靠性是目前阻碍膜技术推广应用的关键之一,而污染问题又是影响其可靠性的决定性因素。据调查,就超滤而言,污染仍是其主要问题,污染的消除将使超滤过程效率提高30%以上,使投资减少15%,而且能提高分离效果,使超滤范围拓宽。对膜污染种类及其成因的具体分析,将有助于采取合适的措施减弱或消除它的不良影响。

操作指南

19芯膜组件结构示意图

1、膜组件壳体 2、盖板 3、膜管 4、膜管密封圈 5、M6内六角螺钉


相关文章

  • 新型无机非金属材料 1
  • 第三节 新型无机非金属材料 ●教学目标 1.使学生对新型无机非金属材料有大致印象. 2.使学生认识到化学在现代社会.现代科技中的重要作用. 3.通过对新型无机非金属材料的介绍,培养学生崇尚科学.热爱科学的情感. 4.通过本节课的学习,使学生 ...查看


  • 新型无机非金属材料
  • 教学重点:新型无机非金属材料的特点. 教学过程: 设问:提出问题,让学生讨论. 1.玻璃刀能划玻璃靠的是什么材料?(刀头上的金刚石) 2.手表中的"钻"指的是什么材料的多少?(人造红宝石) 3.煤气炉中电子打火靠的是什么 ...查看


  • 武汉理工大学复试大题
  • (2004)1.简述材料科学与工程的定义,材料的分类以及材料在国民经意建设中的地 位和作用(15分) 答:材料科学与工程是研究材料的组成.结构.生产过程.材料的性能与使用效能以及他们之间的关系的一门学科.故把材料的组成.结构.合成与生产过程 ...查看


  • 传统无机材料的现状及新材料的发展趋势
  • 传统无机材料的现状及新材料的发展趋势 1传统无机材料 无机非金属材料的传统产品主要有水泥.陶瓷.玻璃.耐火材料.耐磨材料等. 1.1 水泥 水泥是加入适量水后可成塑性浆体,既能在空气中硬化又能在水中硬化,并能将砂石等材料牢固地胶结在一起的细 ...查看


  • 磨削液技术方案
  • 磨削液成套处理系统技术方案 目 录 1. 背景介绍 2. 技术特点 3. 系统设计参数 4. 工艺流程简述 5. 设备部件的主要技术参数及要求 6. 控制设计与过程检测 7. 膜元件的清洗和再生 8. 占地面积及设备高度 9. 陶瓷膜成套处 ...查看


  • 多孔无机材料答案
  • 1.多孔材料的结构表征方法都有哪些,其主用作用是什么?(10分) 答:多孔材料的结果表征方法有衍射.波谱.光谱.显微技术.吸附与脱附技术等. 从X射线粉末衍射谱图能够知到材料的晶胞尺寸.杂质.对称性.无定型存在与否.晶体尺寸.应力.堆垛层错 ...查看


  • 无机材料研究进展综述
  • 无机材料最新研究进展 摘要 无机材料指由无机物单独或混合其他物质制成的材料,一般可以分为传统的和新型的无机材料两大类.本文介绍了无机材料分类.方法及最新研究进展. 关键词:无机材料.分类.方法.展望 前言 无机材料一般可以分为传统的和新型的 ...查看


  • PMNT 粉体的溶胶-凝胶法制备研究
  • 第23卷第3期 2010年7月 宁波大学学报(理工版) Vol.23 No.3 JOURNAL OF NINGBO UNIVERSITY ( NSEE ) July 2010 文章编号:1001-5132(2010)03-0103-03 P ...查看


  • 陶瓷膜分离技术发展30年回顾与展望_孟广耀
  • DOI :10. 16159/j . cn ki . issn 1007-8924. 2011. 03. 014第31卷 第3期2011年6月 膜 科 学 与 技 术 M EM BRAN E SCI EN CE A ND T EC HN O ...查看


热门内容