陶瓷膜
陶瓷膜元件
一、陶瓷膜简介
陶瓷膜主要是A12O3，Zr02和Ti02等无机材料制备的多孔滤膜，具有有机膜无法替代的许多优点：化学稳定性好；耐酸、耐碱、耐有机溶剂；刚性和机械强度好；可反向冲洗；抗微生物侵蚀，不与微生物发生作用；抗化学药剂侵蚀；耐高温耐磨损；孔径分布窄，膜孔不变形；过滤精度高；抗污染能力强；附加或预处理工艺少；清洗容易操作简便，膜再生性能好；膜分离效率高等特点。陶瓷膜在食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、治金工业、机械加工等领域得到愈来愈广泛的应用。
陶瓷膜是以氧化铝、氧化钛、氧化锆等材料经特殊工艺制备而成的多孔非对称膜。陶瓷膜过滤是一种“错流过滤”形式的流体分离过程：在压力作用的驱动下，原料液在膜管内流动，小分子物质透过膜，含大分子组分的浓缩液被膜截留，从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。
陶瓷膜过滤精度涵盖微滤和超滤，微滤膜的过滤孔径范围在0.05μm至1.4μm之间，超滤膜过滤精度范围可在10KDa-50KDa之间。可根据物料的粘度、悬浮物含量选择不同孔径的膜，以达到澄清分离的目的。
无机陶瓷膜具有耐高温、耐化学腐蚀、机械强度高、抗微生物能力强、渗透量大、可清洗性强、孔径分布窄、分离性能好和使用寿命长等特点，目前已在化工与石油化工、食品、生物和医药等领域分离工艺获得成功应用。
陶瓷膜设备主要特点：
1、机械强度大，耐磨性好；
2、耐高温，适用于高温过滤过程；
3、使用寿命长，设备综合成本低，性价比高；
4、PH耐受范围宽，耐酸、耐碱、耐有机溶剂及强氧化剂性能好；
5、易清洗，可高温消毒、反向冲洗，适于除菌过滤过程；
6、使用寿命长，某些行业使用寿命大于5年，设备综合成本低，性价比高
7、自动化，半自动化，手动设计系统兼备，操作方便
8、可以实现连续进料、连续出滤渣和滤液
9、具有高的切向流速，降低膜表面的浓差极化现象，膜通量稳定
关于发酵液澄清除杂新技术
点击次数：279 发布日期：2009-6-16 来源：本站仅供参考，谢绝转载，否则责任自负
BFM膜分离系统简介
在各种发酵液制药生产中，除杂澄清过滤中使用膜分离技术产生的能耗大、膜易污染、占地大、投资大等问题。在有些中药和原料药等的生产过程中，由于原料粗糙，通常采用平板膜或陶瓷膜过滤的工艺方式，但系统膜面积装填密度小、投资大、占地面积大、膜抗污染程度低、运行成本高等缺陷使应用受到限制。
然而如果采用卷式膜，虽然装填密度大、投资小、占地面积小、运行成本低的特点，但由于对进料要求高（需达到真溶液要求），使整个分离工艺变得复杂，系统可靠性和稳定性变差；目前，在已应用的工业系统中，大部分系统故障都是因进料条件不能满足要求而导致的。
为此，厦门天泉鑫专门针对以上问题，组织相关技术领域专家学者，进行攻关研制。于今年推出的BFM膜分离设备，并已经在乳酪废水蛋白回收、赤霉素发酵液板框滤液现场中试实验验证，得到用户肯定，其技术性能稳定、经济性十分显著，已形成合作意向。
天泉鑫BFM膜分离系统集结平板膜和卷式膜优点，进料要求低，分离效率高、能耗居中、工艺流程简捷等优点，大大简化了工程规模，减少了投资成本。将天泉鑫BFM膜分离系统现有工艺进行有机结合，使得BFM集成膜分离系统应用于发酵液的生产中，将带来一个新的生产工艺技术革命！
天泉鑫BFM集成膜分离系统有如下优点：
★具有高耐污染性，对药液预处理要求低，可长时间高通量分离。
★过滤精度高，滤液澄明度高，杂质含量少；能同时去处悬浮颗粒，菌体、鞣质、淀粉、胶体、蛋白、部分色素等大分子，从而使后续浓缩时的膜污染减小了，通量增加，清洗周期和使用寿命得到延长。
★膜元件寿命长、清洗简便费用低，操作过程稳定，产品质量能得到充分保证。
★并配套其它膜浓缩工艺，形成膜集成系统，工艺技术设置国内尚属首例，且设备符合 FDA 、 GMP 标准。
平板式膜系统具有对进料要求低，安装不同的膜可一步达到除杂澄清和分离的目的，基本形式有窄沟流道式和湍流式两种，尤其湍流式在工业应用中以其高效率得到了广大客户的好评；但投资大、密封线太长易漏液等缺陷使应用受到限制，工业上只用于低压的微滤和超滤范围。而且为了实现强制湍流，组件设计上将膜支撑板设计成凹凸不平的形状，使膜在溶液的压力下按照支撑板的形状形成凹凸不平的流道，实现对料液的强制湍流，但这样带来膜的凸起部分极易受到水力冲刷而破
损，从而使膜的寿命缩短，而组件分段的折流式设计，在膜的入口产生强大的湍流，使膜迅速剥离而报废。
卷式膜系统具有膜的装填密度大，密封性好，投资小的特点。因此，工业上全面覆盖了微滤、超滤、纳滤和反渗透。但由于对进料要求高（达到真溶液要求），使整个分离工艺变的复杂，系统可靠性和稳定性变差；目前，在已应用的工业系统中大部分系统故障都是因进料条件不能满足要求而导致的。
BFM(bent flat membrane)膜分离系统保留平板膜系统对进料要求低，湍流效率高的特点，又吸取卷式膜系统密封性能好的优点，从而兼容了平板式和卷式各自的优点，大大简化工程工艺，减少投资成本。BMF膜组件是利用格网形成流道并强制湍流，膜表面平滑不变形，组件生产工艺成熟稳定，从而确保膜元件安全可靠。
BFM膜分离系统采用全新的料液直流设计，料液流动的动力特性大大优于平板膜，膜的装填面积远远大于平板膜系统，从而使配置功率和运行成本大大低于平板膜系统，投资成本远远低于平板膜系统。
BFM膜分离系统可广泛用于食品行业饮料澄清、浓缩；医药行业发酵液除菌丝、蛋白，澄清；废水行业中水回用等众多领域。其预处理要求低，只需要简单的去除损伤膜的物质，而不需要达到完全澄清的水平，即可安全稳定地运行。
工业BFM膜系统与工业Ultra-flo膜系统性能对照如下：
通道数 1 7 19
外径(mm) 13 25 30
内径(mm) 9 6 4
长度(mm) 1000 1000
膜面积(M2) 0.033 0.132 0.24
材质氧化铝
膜孔径(μm) 0.05，0.1，0.5，2
耐酸碱pH 1~14
使用压力(MPa) <1.0
使用温度(℃) <250
化学清洗法
选择化学药品(试剂)的原则是不能与膜及其他组件材质发生任何化学反应，不能由于使用化学药品(试
剂)而产生二次污染。
3.2.1 碱溶液清洗法：主要清除蛋白、油脂等的污染。常用的碱有氢氧化钠和氢氧化钾。
3.2.2 酸溶液清洗法：主要清除部分不溶性物质、无机盐及DNA。常用的酸有盐酸、硝酸、柠檬酸和草酸
等。
3.2.3 氧化性清洗法：主要清除可溶性的、胶体状的和悬浮性的有机物，另外还有杀菌的作用。
常用的氧化剂有双氧水、氯或次氯酸钠等。
3.2.4 加酶洗涤剂清洗法：主要清除蛋白质、多糖、油脂类污染。常用的酶洗涤剂有胃蛋白酶、胰蛋白酶
等。
2 陶瓷分离膜制备方法
2.4固态粒子烧结法
烧结法是选择氧化铝为原料,添加适量助溶剂、粘合剂、增塑剂等 ,经成形在一定温度下烧结而成。烧结过程中 ,粉末颗粒间相互接触部分被烧结在一起 ,粉末间的空隙形成相互贯通的微孔 ,孔径范围为0.1600μm ,适应于微孔过滤 ,所以该法被用来制备多层复合膜中的大孔陶瓷支撑体及中间层。陈艳林等以淀粉作造孔剂 ,利用普通陶瓷原料为主 ,适当添加高温粘结剂 ,用烧结法制备出气孔率较大 ,气孔分布均匀、抗压强度较大的多孔陶瓷。
3 陶瓷分离膜的过滤机理
陶瓷分离膜的过滤机理包括静态过滤和动态过滤。
3.1静态过滤
静态过滤或称“死端”过滤是一种传统过滤方式。对陶瓷膜来说,其过滤是集吸附、表面过滤和深层过滤结合。对液—固、气—固系统的过滤与分离来讲,其过滤机理主要是惯性冲撞、扩散和截留。
3.2动态膜过滤
动态膜过滤又称十字流过滤。十字流过滤的原理是使原料液从很高的流速平行流过膜表面 ,以限制溶质向膜面的沉聚;同时还有助于强化膜面已沉积的溶质向主体流扩散 ,从而有效地削弱浓差极化 ,实现高速连续过滤操作。
3.2.1反渗透
反渗透亦称逆渗透(RO) 。是用一定的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜(或称半透膜)分离出来。因为它和自然渗透的方向相反,故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压,就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。
3.2.2超滤
超滤的作用原理为滤膜的筛除作用 ,即在一定压力作用下 ,超滤膜的孔隙能通过溶液及由溶液带走的小于滤膜孔隙尺寸的溶质 (如无机盐类) ,而截留大于孔隙尺寸的溶质(如有机物胶体等) 。超滤膜主要应用于液体中的颗粒物、胶体和大分子与溶剂等小分子物质的分离 ,如溶液中细菌、热源、病毒以及胶体蛋白质、大分子有机物 ,分别实现净化分离和浓缩的功能。
3.2.3纳滤
纳滤( NF ) 膜早期称为松散反渗透( LooseRO ) 膜。纳滤膜介于反渗透与超滤膜之间 ,NF膜主要去除直径为纳米级的溶质粒子 ,截留分子量为 100～1000 ,几乎对所有的溶质都有很高的脱除率 ,其操作压力一般小于 1.5MPa。
3.2.4微滤
微滤与超滤和反渗透膜技术相比 ,微滤的过滤速率要高 24 个数量级 ,特别是进料的悬液已不再是超滤和反渗透的单相流体 ,一般都是固液两相流体。
陶瓷分离膜的应用研究
4.1膜的微观结构对渗透通量的影响
4.1.1膜孔径的影响
膜孔径是影响通量和载体截流率等分离性能的主要因素 ,一般说来 ,孔径越小 ,对粒子或溶质的截留率越高而相应的通量往往越低。
4.1.2膜厚度的影响
膜厚度对膜性能的影响主要表现在渗透通量上 ,由于膜厚度的增加必然使流体通过的路程增加 ,因此过滤阻力增加 ,通量下降。
4.1.3膜孔隙率的影响
孔隙率高的膜具有较多的开孔结构 ,所以在相同的孔径下具有高的渗透通量。一般来说 ,多孔无机膜特别是陶瓷膜 ,其膜层的孔隙率在20 %60 %之间 ,支撑体孔隙率高于分离层 ,对微滤膜而言,孔隙率大于 30 %。
4.2膜材料性质的研究
膜材料的亲水性和膜表面荷电性对实际体系的分离性能有很大影响,膜表面性能的电化学性质会对膜和流体之间的作用本质和大小产生影响,从而影响溶质和溶剂(或大分子颗粒)通过膜的渗透通量。通常表征膜表面电化学性质是膜的ζ电势和等电点,也有用表面电荷和零电荷点等来表征。
4.3溶液性质对膜过程的影响
溶液性质是指液粘度、pH、离子强度、电解质成分等。这些性质直接影响到与之接触的膜的表面性质,同时溶液性质的变化还会改变其中所含的待分离的颗粒或大分子溶质的性质 ,造成膜与溶剂、与颗粒溶质等之间的作用发生变化 ,从而影响到膜的分离性能。一般认为 ,pH 及离子强度的变化会改变体系性能如胶体。
4.4操作参数对膜分离过程的影响
操作条件的优化是膜应用过程研究的另一个重要方面。不同操作条件下(过膜压差、膜面流速和温度等)对膜分离性能的影响很显著。相同的膜装置在优化的操作参数下工作 ,能提高膜的拟稳定通量(在膜过滤过程中 ,当通量不再衰减时 ,此时膜过滤处于拟稳定态 ,该阶段对应的通量即为拟稳定通量) ,减少膜面积 ,降低能耗 ,节约工业生产成本 ,因此 ,确定一套合适的操作参数是决定膜过滤过程的一个主要方面。所有膜过滤过程都应该工作在最优操作条件下 ,操作条件的渗透通量临界值为研究者所关注。
4.4.1操作压差对膜分离过程的影响
在微滤过程中,一般随着操作压力的升高 ,膜通量开始上升较快,当压力超过一定值后 ,膜通量随压力的变化趋于平缓 ,对有些体系膜通量甚至随压力的升高下降。这是由于操作压差升高虽然增加了过滤推动力 ,但同时也增加了污染的可能性。黄江丽等在利用陶瓷膜微滤技术浓缩草浆黑液的研究中发现 ,开始膜通量随压力变化较大 ,但当压力大于 0.2MPa 后 ,膜通量随压力的变化不大(如图1) 。金珊等在陶瓷微滤膜滤除骨架镍催化剂微粒的研究中发现在温度为58 ℃、膜面流速4.6m/ s的条件下 ,测得压差在小于 0. 25MPa 范围内 ,随着过滤压差的增大膜通量随着增大;在大于 0.25MPa 的压差下 ,随着过滤压差所谓增大膜通量的变化趋于平缓。曾坚贤等在陶瓷膜处理肌苷发液的研究中发现当压差低于 0. 1MPa 时 ,膜的拟稳定通量随压差的增大而增大 ,并达到最大值。超过 0. 1MPa 后 ,膜的拟稳定通量随压差的增大而逐步下降。钟等在陶瓷膜处理炼油厂“三泥”水相的研究中发现压力是膜过滤时的传质推动力 ,也是影响膜过滤的重要因素之一。压差≤0.135MPa 时膜的初始通量和拟稳定通量随压力升高而增加;压差 > 0. 135MPa 时初始通量和拟稳定通量随压力升高变化很小。Wang 等人在作轧钢废水中试验发现 ,过膜压差增大到0.2MPa 时渗透通量逐渐增大;超过 0.2MPa 时 ,渗透通量有变小的趋势 ,过膜压差对于这种乳化油体系存在临界值。Zhao 等人在用陶瓷膜处理钛白废水体系时也发现这种现象 ,操作压差在
0.2MPa 出现最大值 ,膜面流速在 3.0m/ s 也有这种最大值。隋贤栋等在硅藻土梯度陶瓷微滤膜的饮用水净化中发现 ,在 0.05MPa 水压下膜通量为 1.31m3 / (m 2 ·h) ,随着水压的增加 ,通量逐渐增大 , 在 0. 3MPa 水压下膜通量达到6.59m 3/ (m 2·h) 。
4.4.2操作温度对膜分离过程的影响
一般情况下 ,温度的升高 ,会使溶液粘度下降 ,悬浮颗粒的溶解度增加 ,传质扩散系数增大 ,可以促进膜表面溶质向主体运动 ,减薄了浓差极化层 ,从而提高过滤速度 ,增加膜通量。稀溶液过滤时 ,通量随温度的变化可由粘度与温度的关系来预测。赵宜江等在对陶瓷膜精制菜油的工艺研究中发现 ,当膜厚为0.2μm ,错流速度5m/ s ,操作压力 0.1MPa ,粘土用量 10 %时 ,脱色率的变化与单纯吸附的变化规律基本一致 ,在90 ℃以下 ,温度升高,脱色率增加 ,这主要是温度升高 ,植物油粘度降低 ,更有利于有色物质向粘土表面的传质作用;当进一步升高温度后 ,脱色率反而下降 ,这是因为温度过高 ,已吸附的有色
物质发生脱附现象又回到油中 ,同时高温下油中有些物质如酚类的氧化作用增强 ,也会使油的色泽有所加深。对于稀溶液的过滤 ,Cheryan 等实验发现 ,当温度从303K升高到 318K时使渗透通量提高了一倍 ,Bhave 等在油水分离中发现 ,当温度从293K上升至 323K时膜通量增加了两倍。当过滤过程属浓差极化控制 ,温度对膜通量的影响将取决于液相传质系数和粘度之间的关系是非线性的。Deschampes 在催化剂回收中发现温度升高 ,通量升高比预计的还要高 ,认为温度升高使大分子物质形成的动态膜减薄所致。温度对膜通量及肌苷的降解都有着较重要的影响 ,因此温度的优化即要能较大提高膜通量 ,又要尽量避免肌苷的降解。曾坚贤等在用陶瓷膜处理肌苷发酵液的研究中 ,分别在40 ,50 ,60 ,70 ,80 ,90 ℃下 ,测定温度对膜通量的影响 ,考虑运行成本及肌苷的的降解。曾坚贤等在用陶瓷膜处理肌苷发酵液的研究中 ,分别在40 ,50 ,60 ,70 ,80 ,90 ℃下 ,测定温度对膜通量的影响 ,考虑运行成本及肌苷的收率等因素,适宜的操作温度为70 ℃。黄江丽等用陶瓷膜微滤技术浓缩草浆黑液时发现 ,在实验压差为 0.2MPa 的条件下 ,温度较低时 ,随着温度升高 ,膜通量加大;当温度接近50 ℃以后 ,膜通量变化缓慢;当温度大于58 ℃后,膜通量下降。金珊等在用陶瓷微滤膜滤除骨架镍催化剂微粒时发现 ,当料液浓度为 1. 5 %、膜面流速为4.6m/ s、操作压差为 0.20MPa 时 ,温度对膜通量的影响显著 ,通量与温度基本呈直线上升关系。徐南平等对陶瓷膜在钛硅分子筛固液分离过程中的应用研究中发现 ,钛硅分子筛水溶液所谓粘度明显受温度影响, 23 ℃时物料粘度为1.9mPa ·s , 温度升高到80 ℃时粘度降为1mPa ·s ,因此温度升高将有利于提高膜的渗透通量。
4.4.3膜面流速对膜分离过程的影响
在陶瓷膜过滤体的应用中 ,膜面流速是影响膜渗透通量的重要因素之一。理论上讲 ,提高膜面流速将有利于减轻浓差极化和减少膜表面的沉积的影响。一般的文献认为膜面速度越大 ,膜通量越高,但是膜面速度的提高意味着能耗的提高 ,膜的操作压力高等弊端 ,同时对有些体系 ,膜面流速的增加还会造成渗透通量的下降 ,对实验体系为颗粒体系 ,错流速度增大对膜通量的影响有两方面 ,一方面带走膜表面的颗粒使沉积层减薄而使膜通量增大 ,另一方面是首先带走了粗颗粒 ,使表面沉积层上细颗粒比例增高、比阻增大而使膜
通量见效 , 因此研究膜面速度对过滤性能的影响很有必要。
钟等在陶瓷膜处理炼油厂“三泥”水相的研究中发现流速小于 1. 17m/ s 时 ,流速对通量的影响较为显著 ,当流速高于 1. 17m/ s 后随流速的增大 ,通量增大的幅度降低 ,通过计算不同流速所对应的雷诺数 Re 证实了这一点。流速从0.58m/ s变化到 1. 17m/ s 的过程中 ,流型是从过渡区发展到湍流区 ,因此流速对膜通量的影响明显;而流速大于 1.17m/ s 后 ,流动进入湍流区 ,无流型的变化 ,所以流速对通量的影响减小。金珊等在用陶瓷微滤膜滤除骨架镍催化剂微粒时发现 ,在温度为45 ℃,操作压力为 0. 15MPa 条件
下 ,膜面流速选在 2. 0m/ s 以下比较适宜。曾坚贤等在陶瓷膜处理肌苷发液的研究中发现当膜面流速超过 3.25m/ s 时 ,膜的拟稳定通量已达到最大值 ,超过该流速 ,拟稳定通量保持不变 ,因此 ,选用 3. 25m/ s 的膜面流速 ,有利于提高膜通量和节省耗能。党亚固等在陶瓷膜过滤洗毛废水回收羊毛脂的研究中发现 ,在流速很低时 ,随着轮流速的增加 ,滤液通量也增加 ,在 4m/ s 时达到最大值 ,以后随错流速度的增加 ,滤液通量反而减小。
5 展望
膜材料与高效分离技术是当代新型高效分离技术 ,是多学科交叉的产物 ,亦是化学工程学科发展的新增长点。与传统的分离技术比较 ,它具有高效、低能耗、过程简单、操作方便、不污染环境、便于放大、便于与其它技术集成等突出优点。它最适合于现代工业对节能、低品位原材料再利用和消除环境污染的需要。在近几十多年来获得了极其迅速的发展 ,已广泛而有效地应用于石油化工、制药、生化、环境、能源、电子、冶金、轻工、食品、航天、海运、人民生活等领域 ,形成了独立新兴的技术产业。特别是在
中药领域的应用 ,随着我国加入 WTO ,我国的制药工业正面临着全面的挑战 ,根据联合国世界卫生组织的要求 ,符合现代化、国际化的中成药优良品种的标准是“安全、有效、稳定、均一、经济”,而其技术开发关键仍是获取与中医复方的作用机理相吻合的“药效物质基础”。因此现代陶瓷膜分离技术被国际上认为是
21 世纪最有发展前途的一项重大高新技术。然而陶瓷膜分离技术毕竟是一门年轻的发展中的综合性学科 ,正处于发展和上升阶段 ,无论是理论上还是应用上都有许多工作要做 ,如:1.材料的脆性;2.缺乏完整材料的大规模生产系统;3 ,缺乏对材料的孔径大小、形状分布等的精确控制方法;4 ,缺乏将孔结构与力学性能相联系的有效模型 ;5 ,膜通量提高;6 ,膜污染及其清除;7 ,对某些成分的吸附。
综合以上分析可知 ,陶瓷膜的制备方法有待于进一步的完善 ,它的分离机理还需要进一步的研究 ,尤其是膜材料的传质结构模型的研究 ,同时还要达到按应用过程进行材料设计与过程优化的目的。
平板陶瓷膜在污水处理中的应用
平板陶瓷膜（plate ceramic membrane）是新一代陶瓷膜技术，采用Al2O3、ZrO2、TiO2、SiO2、SiC 等无机材料，利用中国千年传统烧结工艺制备而成。它主要是依据“物理筛分”理论，根据在一定的膜孔径范围内渗透的物质分子直径不同则渗透率不同，利用压力差为推动力，使小分子物质可以通过，大分子物质则被截留，从而实现它们之间的分离。平板陶瓷膜具有过滤面积大、分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、使用寿命长等众多优势，将在人类面临的能源、资源、环境和健康等重要领域发挥关键作用，其应用市场涉及食品工业、化工与石油化工、生物医药、环保及能源等诸多领域。 结构 平板陶瓷膜（plate ceramic membrane）是新一代陶瓷膜技术，是以Al2O3、ZrO2、TiO2、SiO2、SiC等原料经一系列特殊工艺制作而成的具有多孔结构的分离材料，构成为多层非对称结构，由两层或两层以上的膜层构成，既形成一种无缺陷、具有良好分离功能的活性顶层，同时又减少膜的渗透阻力，保证平板陶瓷膜具有足够的机械强度和高的渗透通量。膜孔径涵盖超滤、微滤以及纳滤范围，其过滤孔径可根据可滤介质的不同在10纳米到10微米可调，孔径分布窄，并且膜表面可用不同的材料进行修饰，增加过滤精度以及过滤通量。 特性 平板陶瓷膜具有化学稳定性好、耐酸碱、耐高温、抗微生物能力强、分离精度高、机械强度大、易再生、使用寿命长等有机膜无法比拟的优点。 原理 自然界中能够作为膜的材料众多，按膜材质来分，可分为有机膜、无机膜及金属膜。平板陶瓷膜是由陶瓷制成的无机膜。其按孔径分为微滤、超滤和纳滤。分离过程可以看作是膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，膜为过滤介质，在一定压力作用下当料液流过膜表面时，只允许水、无机盐、小分子物质透过膜，而阻止水中的悬浮物、胶和微生物等大分子物质通过。膜的截留作用可归纳为筛分作用、架桥作用及吸附作用。 发展历程 膜分离技术已被国际上称为二十一世纪最具应用前景的高新技术之一，而陶瓷膜是膜技术的佼佼者，陶瓷膜的研究始于20世纪40年代，20世纪80年代初期成功地在法国的奶业和饮料业推广应用后，陶瓷膜分离技术和产业地位逐步确立。我国陶瓷膜的研究始于20世纪八十年代初，进入90年代，原国家科委对无机陶瓷膜的工业化技术组织了科技攻关，推进了陶瓷微滤膜的工业化进程。国家“863”计划也将“无机分离催化膜”项目列入其中。陶瓷膜主要分为平板、管式和多通道三种，管式膜由于其强度较差，已逐渐退出工业应用。而平板陶瓷膜以其过滤面积大、化学稳定性好、耐酸碱、耐高温、抗微生物能力强、分离精度高、机械强度大、易再生、使用寿命长等优势居陶瓷膜之首，平板陶瓷膜生产技术工艺难度也相对较大，目前世界上研发并规模生产平板陶瓷膜的有德国ITN、日本明电舍和中国的澳水魔方（北京）环保科技有限公司，平板陶瓷膜的国产化大大降低了企业应用的成本，平板陶瓷膜在工业污水处理领域的无可比拟的卓越性将为中国环保行业开创新的局面，促进社会可持续发展。 应用 石油工业污水处理 在石油开采过程中，由于油田地质条件不同、注水水质不同等原因，采油废水的成分较
废水陶瓷膜处理
陶瓷膜也称GT膜，是以无机陶瓷原料经特殊工艺制备而成的非对称膜，呈管状或多通道状。陶瓷膜管壁密布微孔，在压力作用下，原料液在膜管内或膜外侧流动，小分子物质（或液体）透过膜，大分子物质（或固体颗粒、液体液滴）被膜截留从而达到固液分离、浓缩和纯化之目的。 在膜科学技术领域开发应用较早的是有机膜，这种膜容易制备、容易成型、性能良好、价格便宜，已成为应用最广泛的微滤膜类型。但随着膜分离技术及其应用的发展，对膜的使用条件提出了越来越高的要求，需要研制开发出极端条件膜固液分离系统，和有机膜相比，无机陶瓷膜具有耐高温、化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂、机械强度高，可反向冲洗、抗微生物能力强、可清洗性强、孔径分布窄，渗透量大，膜通量高、分离性能好和使用寿命长等特点。 无机陶瓷膜在废水处理中应用最大的障碍主要有二个方面，其一是制造过程复杂，成本高，价格昂贵；其二是膜通量问题，只有克服膜污染并提高膜的过滤通量，才能真正推广应用到水处理的各个领域。 特点 ⑴可实现在线反冲，膜通量稳定：由于复合陶瓷膜独特结构和机械性能，能有效承受0.4mp以下的反冲压力，可实现在线反冲，从而获得稳定的膜通量，克服了无机膜系统在水处理应用中价格高、易污染、膜通量小、设备庞大等问题，使无机陶瓷膜系统在水处理中应用成为可能。涤饵DEAR无机陶瓷膜是专为污水处理设计的，其最大特点是膜通量大，其运行膜通量是有机膜10-100倍，是普通多孔陶瓷膜的50-10倍、机械强度高、耐污染、可实现在线反冲。 ⑵独有的双层膜结构：涤饵DEAR无机陶瓷膜系统在在膜过滤层表面，通过溶胶一凝胶法制备TiO2溶胶，采用浸渍提拉法在陶瓷膜上涂敷纳米TiO2光催化材料，使陶瓷膜表面具有“自洁”功能，减缓有机在膜表面积累和堵塞，一方面降低膜污染，另一方面提高陶瓷膜管强度和膜过滤通量，提高膜通量稳定性；Al2O3—ZrO2复合膜结构：使膜管机械性能更加优良，由于材料本身的性能缺陷或制备过程中存在的一些实际问题，单一无机膜材料一般不能满足实际需要，因此无机负载复合分离膜的研制得到迅速发展，涤饵DEAR无机陶瓷膜采用整体复合技术，通过溶胶凝胶法，制备Al2O3—ZrO2复合膜，由于含ZrO2材料与Al2O3、SiO2和TiO2等材料相比具有更好的机械强度、化学耐久性和抗碱侵蚀等特性，涤饵DEAR®；无机陶瓷膜具有更强的机械强度和热稳定性，而且复合膜的孔径分布窄，呈单峰。 技术参数
陶瓷膜过滤技术与设备
陶瓷膜过滤技术与设备 南京博滤工业设备有限公司 （膜分离事业部Membrane Separation Dept.） 摘要：本文通过归纳简单介绍了以陶瓷纳滤膜为代表的无机膜技术及其成套设备主要构成,仅用于提供给广大膜分离环保工程技术人员交流学习与探讨之用。膜分离技术由于其具有分离效率高、能耗低、过程温和无相变、生产环境清洁等诸多优点，而越来越多的被应用于现代工业生产中物料富集（enrichment）、浓缩(concentration)、纯化(purification)等核心工艺处理过程。根据膜的材料我们可分为有机膜和无机膜，按膜孔径又可分为微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)和反渗透膜(RO)等。随着工业技术的不断更新迭代，膜分离应用技术近年来也取得巨大进展，极大提升了社会生产力水平。 关键词：陶瓷纳滤技术，陶瓷纳滤膜，陶瓷膜技术，陶瓷膜设备，膜分离技术，无机陶瓷膜，陶瓷膜应用，陶瓷膜过滤，陶瓷膜分离，陶瓷膜过滤设备，陶瓷纳滤膜，陶瓷膜植物提取，陶瓷膜催化剂回收，陶瓷膜分离技术。 1 膜的定义 膜可以被视为两相之间的一个界面、具有选择透过性功能的薄层凝聚物质，它能够以特定的形式来限制和传递两侧流体中各物质的迁移过程。膜本身可以是一种均匀单相或两相以上凝聚物质所构成的复合体，其厚度大都以数微米至0.5mm之间不等。膜必须具有一定的透过性，否则就不能称之为膜。 我们可以认为理想化的膜应当结合了膜层薄、机械强度高、孔径小、耐高温、耐化学腐蚀等诸多优点，但很遗憾，在实际中，材料属性决定，该一系列理想化指标存在相互制约性矛盾，所以世界上并不存在绝对“完美”的膜，而应该结合具体工艺工况，通过对物料反复试验对比，确定采用何种最适合膜孔径，以及采取何种预处理，有时还需结合其它化学或物理辅助工艺等，这样最终优化、设计出一套最适合该工况的膜分离系统。 这对膜厂商的理论专业性、应用经验、工匠精神，以及严谨态度都提出了极高的要求。 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100μm 图1.1 膜分离实用范围过滤谱图
陶瓷膜在饮用水工艺中的应用研究
陶瓷膜在饮用水工艺中的应用研究 2020.04.14
陶瓷膜在饮用水工艺中的应用研究 我国有相当大地区的饮用水是以地表水为水源水，但地表水更容易受到外界因素的干扰，成为微污染的饮用水源水。微污染水净化处理是传统饮用水厂面临的巨大挑战。而且，随着饮用水卫生标准的提高和人们对高品质饮用水的追求，采用传统处理工艺(混凝沉淀过滤消毒)的水厂无法将微污染原水处理为合格的饮用水。目前通常的做法是在传统工艺的基础上增加深度处理工艺，如活性炭或臭氧活性炭。但是处理工艺的升级导致工艺流程延长，构筑物建设费用增加，制水成本上升。而且，更为重要的是，很多中小水厂并无预留的建设用地，无法进行此类升级改造。因此，饮用水处理行业迫切需要一种有效的新型处理工艺，替代传统的处理工艺，或在原有的工艺基础上对水厂进行改造，达到新水质标准的要求。 膜工艺能有效去除饮用水中的致病菌、藻类、颗粒物和有机物。随着膜制备成本的降低和应用技术的成熟，膜过滤在饮用水处理中的应用日趋广泛。与传统工艺相比，膜技术可以减少化学试剂的使用，减少污泥量，生产高品质的饮用水，而且可以缩短工艺流程，容易实现自动化运行。当前所用的膜大多为有机膜，虽然有机膜具有价格便宜，容易安装和装填密度高等诸多优点，但其机械强度和化学稳定性较差，易发生断丝或
破损的问题，使用年限较短。而且为增强混凝效果、去除藻类、重金属，臭味和微量污染物等，水处理工艺中需投加氧化剂，而氧化剂会对有机膜产生危害。因此需要一种机械强度高且耐氧化膜，以满足当前水处理工艺的需求。 陶瓷膜是无机膜的一种，具有较高的机械强度、化学稳定性和热稳定性等优点，能够耐受极端污染环境和清洗条件，适合在投加氧化剂的饮用水处理工艺中使用。随着膜技术的发展，陶瓷膜的制备成本不断下降。在一些经济条件允许的国家和地区，陶瓷膜在饮用水处理中的应用越来越多。陶瓷膜工艺与其他工艺联合后，能够实现去除浊度、病原微生物和有机物的功能，而且能够减少后续消毒工艺中的消毒副产物。因此，在当前的水厂升级改造中，陶瓷膜及其集成工艺有较好的应用前景。针对陶瓷膜集成工艺开展研究，可为小型水厂改造提供强有力的技术支持。 截至2010年，METWATER公司已有近套生产规模设备运行，总供水能力约为5×105m3天，最长运行年限已经超过13年，均无膜破损现象发生，说明陶瓷膜具有很好的稳定性，能克服当前中空纤维有机膜频繁出现断丝的现象。陶瓷膜的高机械强度可应对颗粒物的磨损，实现对混凝水的直接过滤。而且，其优良的化学稳定性使其可以与臭氧等氧化剂联用，在改善污染物去除效果的同时减缓膜污染。
膜分离技术
膜分离技术 膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半 透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔。 膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。 微滤（MF）通常孔径范围在0.1～1微米，大于1微米不能通过。 又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。 超滤（UF），膜两侧需压力差，膜孔径在0.05um至1nm之间，通常截留分子量范围在1000～300000。 是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1nm 之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，
超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。 对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000～300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。 纳滤（NF），孔径为几纳米，截留分子量在80～1000的范围内。 是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80～1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。 对于纳滤而言，膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征，通常截留率范围在60～90%，相应截留分子量范围在100～1000，故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行。 反渗透（RO），以膜两侧静压为推动力，反渗透仅让水透过膜，能截留所有的离子。 是利用反渗透膜只能透过溶剂（通常是水）而截留离子物质或小分子物质的选择透过性，以膜两侧静压为推动力，而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分，因具
陶瓷膜的开发及应用
收稿日期:2009-07-15 作者简介:严立云(1979)),河北唐山人,吉林师范大学物理学院讲师。工学硕士,研究方向:功能材料。 陶瓷膜的开发及应用 严立云 (吉林师范大学,吉林四平 136000) 摘 要:陶瓷膜是以无机陶瓷材料经特殊工艺制备而形成的非对称膜,呈管状及多通道状。陶瓷膜分离技术是近些年来国际上发展迅速的高科技之一,广泛应用在化工、食品、医药、环保等行业的液体中杂质的分离过程中,并显示出独特的优势和广阔的前景。本文首先介绍了陶瓷膜的发展及几种主要制备技术,接着介绍了其应用情况,最后对其前景进行了展望。 关键词:陶瓷膜;制备;应用 中图分类号:T Q174 文献标识码:A 文章编号:1008-7508(2009)05-0047-03 陶瓷膜也称CT 膜,是固态膜的一种,主要是A12O3、ZrO2、T iO2和SiO2等无机材料经特殊工艺制备而成的非对称多孔膜。陶瓷膜呈管状及多通道状,管壁密布微孔,在压力作用下,原料液在膜管内或膜外侧流动,小分子物质(或液体)透过膜,大分子物质(或固体)被膜截留而达到分离、浓缩、纯化和环保等目的。陶瓷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,分离效率高等优点,在化工、冶金、食品、医药、环保等领域得到广泛的应用。 一、陶瓷膜的开发 陶瓷膜的研究始于20世纪40年代,其发展可分为三个阶段。从用于铀的同位素分离的核工业时期进入到以无机微滤膜和超滤膜为主的液体分离时期和以膜催化反应为核心的全面发展时期。20世纪90年代,溶胶)))凝胶技术的出现标志着无机膜的研究与应用进入第三个阶段,即以气体分离应用为主和陶瓷膜分离器)反应器组合构件的研究阶段。 目前已商品化的多孔陶瓷膜的构形主要有平板、管式和多通道三种。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,[7]分别用来截 留直径在30~50nm 、100~200nm 、800~1000nm 范围的粒子。 无机陶瓷膜的主要制备技术有:溶胶-凝胶法、固态粒子烧结法、分相法、化学气相沉积法、物理气相沉积法等。目前多孔膜主要是超滤和微滤膜,其制备方法以粒子烧结法和溶胶-凝胶法为主。前者主要用于制备微孔滤膜,而后者主要用来制备超滤膜。 从发展趋势来看,膜制备技术的发展主要在两个方面:一是在多孔膜研究方面,进一步完善已商 品化的无机超滤和微滤膜,发展具有分子筛分功能的纳米滤膜、气体分离膜和渗透汽化膜;二是在致密膜研究中,超薄金属及其合金膜和具有离子电子混合传导能力的固体电解质膜是研究的热点。 二、陶瓷膜的主要应用 由于陶瓷膜具有很多优异之处,目前已在多个Journal of Jili n Radio and T V University No.5,2009(T otal No.95) 5吉林广播电视大学学报6 2009年第5期(总第95期) 学术论坛
陶瓷膜使用手册
天津科建科技发展有限公司 2006年4月
陶瓷膜简介 一、陶瓷膜性能指标 支撑体结构：23通道多孔陶瓷芯 外形尺寸：膜管外径φ25mm，通道内径φ3.5mm，管长1178mm 膜材质：氧化锆、三氧化二铝、二氧化钛 膜孔径：1.4μm 爆破压力：≥9.0MPa 最大工作压力：≤1.0MPa pH适用范围：0~14 工作温度：≤350℃ 灭菌温度：121℃-30分钟 单只膜面积：0.35m2 抗氧化剂性能：优 抗溶剂性能：优 二、23通道陶瓷膜组件参数
三、膜管的检验与安装 注意事项：安装和搬运膜管时，应尽量防止碰撞和震动，搬运膜管包装箱需托住底部。 1、检验： a、打开膜管包装箱，观察箱内泡沫垫有无损坏，膜管有无明显的损坏迹象。 b、若运输过程中包装损坏，则需进一步检查膜管是否损坏。将膜管竖放，下 端堵住，从上端向每个通道内注满水，观察膜管外表面是否有异常渗漏，如出现异常渗漏则说明膜管已破损，不能使用。 2、安装： a、将硅橡胶密封圈装在膜管一端。 b、将膜组件壳体水平放置，膜管由周边至中心逐根插入。 c、将膜管另一侧密封圈套上，使膜管端面与膜壳平齐，且密封圈端面整齐， 在一个水平面上。 d、一人扶稳壳体，另一人将组件压板扣上，拧紧周边八只M10的螺栓，直 至压板与壳体花板密合。注意将密封圈置于压板槽内。 e、将另一压板装上。 f、将组件轻轻平放。 注意：1.4μm的除菌膜有方向，膜管外侧的箭头方向与泵出口流体流动方向要一致。 四、组件密封性能检验 组件使用之前，更换密封圈或膜管之后，应进行如下试验。 1、放空组件壳体中液体，堵住膜管的一个主进料口和一个渗透侧出口，临时堵 住另一个渗透侧出口，垂直放置膜管组件，从上主进料口灌水至大量气泡被排除； 2、从上渗透侧口处注入最大压力不超过0.03MPa的空气，如果密封效果好，则 液面上见不到更多的气泡，若密封效果不好或密封圈位置不正确，气泡将会
以陶瓷膜为核心的MBR工艺用于垃圾渗滤液处理
以陶瓷膜为核心的MBR工艺用于垃圾渗滤 液处理 一、我国垃圾渗滤液处理技术介绍 近10年来，我国工业化和城市化进程加快。城市垃圾总量以每年10%以上的速度增长，有一些城市增长率更是高达15%一20%。按这样的增长速度测算，到2010年底我国城市生活垃圾将达到2.6亿吨，2030年将超过4亿吨。目前我国城市生活垃圾的新鲜渗滤液年产量约2900万吨，可控点源排放的渗滤液约1515万吨，再加上填埋场、堆场历年垃圾产生的渗滤液，年产量估计为新鲜渗滤液的数倍，而1吨渗滤液约相当于100吨城市污水所含污染物的浓度。但目前为止，适合我国国情、符合“高效、低耗”处理标准的渗滤液处理工艺仍处于研发阶段。国家又制定了垃圾渗滤液新标准GB16889-2008，垃圾渗滤液现场处理并达标排放，则要求较复杂的处理工艺、较高的管理水平和较高成本。 表1 1997标准与2008标准的对比 污染物 1997年标准2008年标准 （一级）（二级）（三级）排放限值特别限值 SS（mg/L）702004003030 BOD5 （mg/L）301506003020 CODcr（mg/L）100300100010060 氨氮（mg/L）1525258 色度（倍）------4030 总氮（mg/L）------4020 总磷（mg/L）------3 1.5 我国卫生填埋起步较晚，真正意义上的卫生填埋场从20世纪80年代末才开始建设。渗滤液处理厂的建设就更晚，从时间上看，渗滤液的处理经历了三个阶段，如图1所示。 第一阶段：好氧处理工艺(接触氧化、SBR、氧化沟等) (处理出水达甚至达不到97年老的排放标准)
第二阶段：厌氧(UASB等)+好氧处理工艺 (对氨氮处理效果不好,只能达到老标准中二、三级排放要求) 第三阶段：MBR+深度处理工艺&两级DTRO反渗透 (可以稳定达到新标准排放的要求) 图1 我国垃圾渗滤液处理工艺的发展 目前，深度处理分为两类，膜法深度处理和高级氧化深度处理。从运行费用上看，目前主要采用膜法深度处理，其中应用到管式超滤膜，浸没式平板膜，纳滤膜，反渗透膜等。其中各种工艺的比较如表2所示。 表2 垃圾渗滤液处理工艺的比较 典型工艺优势劣势 回灌处理1、工艺简单2、投资 小 1、非彻底去除，已经基本不再采用 物化+生化1、设计成熟2、投资 适中3、大部分填埋 场采取的工艺 1、出水难以保障，无法达到2008新 标准 2、构筑物多，占地大 两级反渗透RO 1、出水效果好2、占 地小 1、初投资和运行费用大 2、COD，盐分不断累积，无法彻底根 除 3、需要30%浓缩液回灌处理 生化MBR+NF&RO 1、工艺成熟2、出水 效果好3、彻底去除 COD，氨氮 1. 对膜材料的选择及其维护上 要求高 较之其他所列工艺，目前，以生化MBR+NF&RO工艺最为成熟，在老填埋场的污水处理改造和新填埋场建设中使用范围更广。但选择MBR工艺时需要考虑选择能够耐高污泥浓度，抗膜污染，耐化学清洗的超滤膜膜产品。这不但可以保证MBR运行的稳定性，还可以给后序纳滤或者反渗透提供可靠稳定的出水水质。对保护纳滤膜或者反渗透膜的运行起到关键作用。 二、陶瓷膜简介
陶瓷膜知识
陶瓷膜 超滤膜技术与超滤膜设备 1. 综述 超滤膜是利用筛分原理进行分离，它对有机物截留分子量从10000～100000 Dalton可选，适用于大分子物质与小分子物质的分离、浓缩和纯化过程。 从膜分离装置发展过程来看，超滤装置是伴随着反渗透装置的开发而发展起来的。超滤装置可代替传统的板框式、中空纤维式等超滤形式，从而高效、节能、环保的实现物料的过滤分离、纯化、浓缩。 2.超滤技术的应用 早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来，随着超滤技术的发展，如今超滤技术已经涉及食品加工、乳品工业、饮料工业、医药工业、医疗、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。 3.超滤膜系统的优点 ＄超滤膜元件用知名公司产品，确保了客户得到目前世界上最优质的有机膜元件，从而确保高截留性能和高膜通量。 ＄系统回收率高，所得产品品质优良，可实现物料的高效分离、纯化及高倍数浓缩。 ＄处理过程无相变，对物料中组成成分无任何不良影响，且分离、纯化、浓缩过程中通过冷却系统始终使物料处于常温状态，特别适用于热敏性物质的处理，完全避免了高温对生物活性物质破坏这一弊端，有效保留原物料体系中的生物活性物质及营养成分。 ＄系统能耗低，生产周期短，与传统工艺设备相比，设备运行费用低，能有效降低生产成本，提高企业经济效益。 ＄系统工艺设计先进，集成化程度高，结构紧凑，占地面积少，操作与维护简便，工人劳动强度低。＄系统制作材质采用卫生级不锈钢，全封闭管道式运行，现场清洁卫生，满足GMP或FDA生产规范要求。＄控制系统可根据用户具体使用要求进行个性化设计，结合PLC先进的控制软件，现场在线集中监控重要工艺操作参数，避免人工误操作，多方位确保系统长期稳定运行。 陶瓷膜过滤：超滤膜的孔径范围在：0.01μm—0.05μm；微滤膜的孔径范围在0.05μm——1.4μm 陶瓷膜有点：机械强度大，耐磨性好 孔径分布窄，分离精度高 耐高温，适用于高温过滤过程 使用寿命长，综合成本低，性价比高 浓缩倍数高，降低水使用量，减少浓缩废水排放 PH耐受范围宽，耐酸，耐碱，耐有机溶剂及强氧化剂性能好 易清洗，可高温消毒，反向清洗 GT膜其一是制造过程复杂，成本高，价格昂贵；其二是膜通量问题，只有克服膜污染并提高膜的过滤通量。
陶瓷膜处理工业污水
精品整理 陶瓷膜处理工业污水 一、技术详情 1、纳米平板陶瓷膜污水处理工艺，由纳米陶瓷膜分离技术和生物技术有机结合的新型水处理工艺，采用第五代纳米陶瓷技术生产的纳米平板陶瓷膜，利用MBR的长污泥龄优势，在系统内通过精确控制溶解氧、污泥浓度等条件，实现系统同步硝化和反硝化脱氮，提高生物除磷能力。再通过纳米陶瓷膜进行污水分离，有效拦截水中的病原微生物、重金属等污染物。本技术主要适用于生活污水、工业废水、中水再生回用、屠宰养殖废水、农村污水处理、垃圾渗滤液等领域。纳米平板陶瓷膜污水处理工艺具有占地面积低，能耗低，剩余污泥量低，处理效率高等优势。实践证明，其出水水质远优于我国城镇污水处理排放标准最高要求，达到了中水回用的标准。 2、纳米平板陶瓷膜一体化装备是在纳米平板陶瓷膜污水处理技术的基础上，集陶瓷膜组器及生物反应器于一体，综合了生物处理和陶瓷膜过滤技术特点的复合型水质净化器。本技术产品主要用于生活污水、工业废水、各类有机废水及乡镇污水处理等，采用高度集成化设计、标准化生产。 二、技术优势 本技术处理出水达《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准。主要的技术经济指标： （1）本技术主要技术指标：溶解氧浓度控制在0.5-2mg/L，水力停留时间在4-6小时，污泥浓度在8000-15000mg/L。 （2）污泥负荷：0.03-0.15kgBOD5/KgMLSS.d。 （3）氮负荷：0.006-0.012kgN/KgMLSS.d。 （4）污泥产率：0.05-0.1kgMLSS/KgCOD。 （5）投资成本在通常在3000~4000元/吨，直接运行成本在0.4-0.8元/吨，综合运行成本在1.0~1.2元/吨。 三、适用范围 适用于工业区污水处理。
陶瓷膜净水器的好处
陶瓷膜净水器的好处 净水器的好处：净水器就是净水厂的小型化，以自来水作为水源，通过陶瓷膜水处理技术净化而出，家用净水机精致小巧一般安装于厨房，并配有一净水专用龙头，除了喝，还能解决做炒菜等用水问题，不仅很方便，而且更便宜。装净水机/净水器后只是再也不用买桶装水了，并不影响家里的饮水机，它还可以体现它原有的价值将净水机自制的净水加热或制冷! 家用净水机可彻底清除自来水内的细菌、病毒、重金属、有机磷等各种有害物质。制出的水冲泡奶粉、茶、咖啡、果汁确保天然原味，口感甜。 净水机的功能：它不仅可以将杂质、铁锈、泥沙、胶体、细菌、病毒驱除掉，还可以将对人体有害的放射性粒子、有机物、荧光物、农药驱除，还可以将讨厌的水碱和重金属驱除，保证您在烧开水的时候没有水碱，同时保证家人饮水健康。 净水机与纯水机的不同之处：纯水机在制水过程中会主生废水，纯水机的ＲＯ反渗透膜的孔径特别小，小的必须要靠压力把水打过去，对于经不过ＲＯ膜的杂质就戳留出来了，也就产生了废水。而净水机不会生产多余的废水，而是直接过滤自来水，过滤出来的杂质会留在没过滤之前的水罐里面，你可以3个月清洗一次，清洗的方法很简单，可以拿一块布或者是海绵等其他软性东西用水擦洗就可以了，这样能够保证陶瓷膜滤芯的过滤效果，而陶瓷膜滤芯在一般的情况下可以使用2年以上，一条陶瓷膜滤芯很便宜。 净水在制造过程中几乎去除了水中所有的杂质，是水的本来面目，可直接生饮，甘醇爽口，有些人说有点带甜的味道，是不是有呢？那不如你自己试一下吧！别人怎么吹也不够自己亲自体验的效果好，净水器对人体的好处是多方面的：（1）溶解度高，与人体细胞亲和力最强，有促进新陈代谢的功效。 （2）能消除人体消化系统中的油腻，消除血管上的血脂，降低胆固醇。对高血压、动脉硬化、冠心病患者有好处。 （3）煎服中药时，能毫无保留地泡出草药中深藏得固有的药的成份，中药能最大地发挥药性。服药时饮用纯净水有助于药物充分溶解、吸收，提高疗效。（4）可滋润皮肤，消除皮肤上的分泌物，能保持皮肤细腻光泽，有利于美容，是最便宜的美容品。 （5）净水可延缓乙醇的吸收，防止饮酒后的腹泻，有解酒作用。 （6）用净水冲茶能适当调节鞣酸的溶解，使茶色明亮，茶味香醇，不仅口感好，还没有茶锈，您更能体会到“三分茶，七分水”的意境。 （7）用净水煮汤做饭味道鲜美可口。 （8）汽车水箱、加湿器、电熨斗等使用纯净水不会结垢，可延长使用寿命。（9）净水是富氧水，能活化细胞及内脏，增强免疫力和抵抗力。
陶瓷膜技术的特点
陶瓷膜技术的特点 1 陶瓷膜 陶瓷膜是以无机陶瓷材料经特殊工艺制备而成的非对称膜，呈管状或多通道状，管壁密布微孔，在压力作用下，原料液在膜管内或膜外侧流动，小分子物质（或液体）透过膜，大分子物质（或固体颗粒、液体液滴）被膜截留从而达到分离、浓缩和纯化之目的。 2 陶瓷膜性能指标 支撑体结构：19通道多孔氧化铝陶瓷芯，氧化铝含量大于95% 外形尺寸：膜管外径φ30mm，通道内径φ4mm，管长1015mm 膜材质：氧化锆、氧化铝、氧化钛 膜孔径：0.8μm、0.5μm 、0.2μm、50nm、10 nm 、1nm 爆破压力：60MPa pH适用范围：0~14 膜管烧结温度：大于800度 抗氧化剂性能：优 抗溶剂性能：优 3 陶瓷膜过滤系统的结构优越性 膜孔为刚性且烧结在一起，高压或压力脉冲不会改变微孔尺寸或损坏膜，对于物料的选择筛选具有稳定单一性 · 易于实现全自动化 · 由于是组件设计,易于工业放大 · 操作简单，易于清洗和消毒 · 无需添加溶剂，不会引入其他化学成分，防止二次污染 · 密封件选用硅橡胶或聚四氟乙烯，耐溶剂性好
· 滤孔呈不对称分布，可实现反向冲洗，恢复性能 · 膜材料及辅助设备材料均为无污染材料，可实现GMP规范要求 4 陶瓷膜过滤系统的工艺优越性 · 产品不含固形物,可最大限度的减少离交和吸附工艺中的污染 · 无需助滤剂(如硅藻土等) · 可在低温下操作，保证产品活性 · 可减少后续工艺中有机溶剂的使用量 · 与传统工艺相比，可提高产品收率 · 无相变，低能耗 · 最少的废物排放 · 耐酸耐碱，易于清洗 · 设备系统占地面积小 · 降低投资，劳动力和维修费用 · 仅需消耗水，空气，电和清洁剂 5 无机陶瓷膜与有机膜相比的优越性 · 无机陶瓷膜耐高温性能优于有机膜，在生产过程中可直接用蒸汽或加热灭菌消毒。 · 无机陶瓷膜耐化学腐蚀性好，可使用各种不同的清洗剂进行彻底清洗，膜通量可完全恢复，使用寿命长，可达8年以上 · 无机膜的膜孔分级精细，因而能准确有效地将原液中的某种成分分离，从而达到去除或提取的目的，这是有机膜所做不到的。 6 膜分离技术与萃取技术、离子交换分离技术的比较 · 膜分离技术在常温下操作，无相变，可避免组分受热，不破坏主要成分。 ·膜分离技术在操作过程中不混入其他杂质，避免了萃取过程中有机溶剂的夹带对组分的影响
陶瓷膜过滤器工作原理
陶瓷膜过滤器工作原理 南京博滤工业设备有限公司 （膜分离事业部Membrane Separation Dept.） 摘要：随着工业技术的不断更新迭代，膜分离应用技术近年来也取得巨大进展，极大提升了社会生产力水平。膜分离技术由于其具有分离效率高、能耗低、过程温和无相变、生产环境清洁等诸多优点，而越来越多的被应用于现代工业生产中物料富集（enrichment）、浓缩(concentration)、纯化(purification)等核心工艺处理过程。根据膜的材料我们可分为有机膜和无机膜，按膜孔径又可分为微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)和反渗透膜(RO)等。本文简单介绍下以陶瓷膜为代表的无机膜材料及其分离器构成与工作原理。 关键词：膜分离技术，无机陶瓷膜，陶瓷膜应用，陶瓷膜过滤，陶瓷膜分离，陶瓷膜过滤设备，陶瓷纳滤膜，陶瓷膜植物提取，陶瓷膜催化剂回收，陶瓷膜分离技术。 1 膜的定义 什么是膜？膜可以被视为两相之间的一个界面、具有选择透过性功能的薄层凝聚物质，它能够以特定的形式来限制和传递两侧流体中各物质的迁移过程。膜本身可以是一种均匀单相或两相以上凝聚物质所构成的复合体，其厚度大都以数微米至0.5mm之间不等。膜必须具有一定的透过性，否则就不能称之为膜。 我们可以认为理想化的膜应当结合了膜层薄、机械强度高、孔径小、耐高温、耐化学腐蚀等诸多优点，但很遗憾，在实际中，材料属性决定，该一系列理想化指标存在相互制约性矛盾，所以世界上并不存在绝对“完美”的膜，而应该结合具体工艺工况，通过对物料反复试验对比，确定采用何种最适合膜孔径，以及采取何种预处理，有时还需结合其它化学或物理辅助工艺等，这样最终优化、设计出一套最适合该工况的膜分离系统。 这对膜厂商的理论专业性、应用经验、工匠精神，以及严谨态度都提出了极高的要求。 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100μm 图1.1 膜分离实用范围过滤谱图 2 什么是陶瓷膜 2.1陶瓷膜是采用高纯度α-Al2O3在高温条件下烧制而成，具有筛分过滤作用的多孔固体连续介质。南京博滤工业无机陶瓷膜呈不对称结构，由三层组成：支撑层、过渡层和分离层。
无机陶瓷膜技术处理碱炼洗涤废水
吉林敖东延边药业股份有限公司 膜分离技术在中药口服液生产中的应用 公司膜分离技术实施小组
膜分离技术在中药口服液生产中的应用 一、前言 膜分离技术是近几十年发展起来的分离技术，以其常温操作、多数过程无相变、能耗低、分离效率高等特点，在许多领域中获得应用，也已应用于单方中药的分离。有报道采用超滤对中药提取液进行精制，以达到澄清、除杂的目的。随着中药理论和制剂的发展，传统的水提醇沉法除杂已暴露出一些缺点，且复方中药中的各种未知成分采用醇沉法可能使其损失较大。 我公司经过邀请北京中化化工科学技术研究总院研究所的柴国镛教授、马仁川教授现场考察和讲解，使我公司科研人员提高了对膜分离技术的认识，成立了“膜分离技术在中药口服液生产中应用”实施小组。通过南京工业大学—膜科学技术研究院和久吾高科技股份有限公司以及江苏太仓华辰净化设备有限公司科学技术人员的大力支持，经对已应用膜分离技术的厂家现场考察、提供的相关技术资料、网上搜索查询和与膜设备厂家人员研讨等形式，决定应用现代化膜分离纯化新技术，对药液进行有效的分离纯化，来解决复方中药口服液制剂中大量沉淀的问题。 由于复方中药口服液配方中，药材品种多，沉淀杂质黑、粗、大，而且药液黏度大，容易产生挂壁现象。新工艺以陶瓷膜微滤、中空纤维超滤两级精制替代醇沉法。 二、工艺流程对比 原工艺：配料——药材提取液——药液浓缩——一次醇沉——乙醇回收——二次醇沉——乙醇回收——制备（倍用液）——液体配液——灌封——灯检——成品
新工艺：配料——药材提取液——粗滤或离心——微滤（陶瓷膜过滤）——药液浓缩——醇沉——乙醇回收——制备（倍用液）——液体配液——超滤（中空纤维超滤器过滤）——灌封——灯检——成品 图1 膜分离技术实施前后工艺流程对比图
陶瓷膜分离技术在中药口服液中的应用
陶瓷膜分离技术在中药口服液中的应用 中药现代化的重要内容之一就是生产过程中的提取浓缩、分离纯化等关键单元技术的现代化，以下是为大家搜集的一篇探究陶瓷膜分离技术在中药口服液中应用的，供阅读参考。 清脑复神液收载于卫生部颁布的药品标准中药成方制剂第九册(WS3-B-1838-94)，是 由人参、黄芪、鹿茸、菊花、黄柏、山楂等药材组成的纯中药口服液，具有清心安神、化痰醒脑、活血通络的功效，临床用于治疗神经衰弱、失眠、顽固性头痛，脑震荡后遗症所致头痛、眩晕、健忘、失眠等症[1].目前，其精制工艺为静置15d,该工艺存在生产工时长，生产成本高，生产效率低等缺点。 膜分离技术是以选择性透过膜为分离介质，以外界能量或化学位差为推动力，对混合物中特定组分实现分离、提纯和浓缩的分离技术，具有操作过程简单、节能、无相变、无污染等优点，已广泛用于食品、化工、生物、制药等领域[2-4].近年来，膜分离技术也广 泛应用于中药口服液的研究与生产中[5-7].然而在实际操作过程中，由于中药提取液组分 复杂，往往含有较多的杂质成分，直接运用膜分离技术会造成膜污染加剧，从而引起的膜通量显着下降[8-11]. 清脑复神液的溶剂为10%~20%乙醇，对有机膜材质有一定的溶蚀性能，故本实验采用陶瓷膜分离技术，对其精制工艺进行再评价研究。并用活性炭吸附的方法对滤过前药液进行预处理，以减少对陶瓷膜的污染，同时对滤过压力、温度、药液收集量等进行考察，优化滤过工艺参数。以解决清脑复神液目前生产工时长、生产成本高、生产效率低等问题，为陶瓷膜分离技术在中药口服液中的应用提供示范性研究。 1仪器与试药 FA2004分析电子天平，上海良平仪器仪表有限公司;DZF-6050A真空烘干箱，北京 中兴伟业仪器有限公司;HH-S6电热恒温水浴锅，北京科伟永兴仪器有限公司;APLD-90液 体搅拌机90D,广州市安培力机械制造有限公司;UV230II高效液相色谱仪，大连依利特分 析仪器有限公司;YT600-1J蠕动泵，保定兰格恒流泵有限公司;UV2300紫外可见分光光度计，上海美谱达仪器有限公司;陶瓷膜，50、100、200nm,江苏久吾高科技股份有限公司; 耐震压力表，成都天威仪表厂。 活性炭(批号20120927)、十二烷基苯磺酸钠(批号2014093001)、次氯酸钠(批号2014122301)、氢氧化钠(批号2014090201)，成都市科龙化工试剂厂;盐酸小檗碱对照品(质量分数>98%,批号110713-201212)、芦丁对照品(批号100080-200707,质量分 数>98%)，均购自中国食品药品检定研究院;清脑复神液浸渍提取液，由实验室依据清脑
陶瓷膜处理碱洗液
MACHINERY & EQUIPMENT
PRIMARY METAL MEETING 5/6/7 November 2003
1
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不同过滤方法对应的过滤精度
Ultrafiltration Depth filters
Membrane Type
Nanofiltration Reverse osmosis
Microfiltration Screens Oil emulsions Red blood Paint Bacteria Human hair
Relative Size of Common Materials
Particle size(μm) Molecular weight
Aqueous salts Atomic radii
Carbon black
Protein/enzymes
10 -4 100
10-3 200
10 -2 20K
10 -1 100K
1 500K
10
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机械工业中错流过滤的应用
除油清洗液的再生
? 电镀生产线 ? 喷漆生产线
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电镀生产线——冷轧钢板的清洗
? Copyright Pall schumacher
陶瓷膜过滤器技术规格
陶瓷膜过滤器技术规格书 一、产品概述 陶瓷膜过滤器是对工业生产使用过程中的废水、使用的原水、废液进行处理的一种设备。使废水通过陶瓷膜过滤器后达到国家规定的排放标准或循环利用。陶瓷膜过滤器的核心部件 - 陶瓷膜过滤管，它是以耐酸的陶瓷颗粒或石英、刚玉砂等为主要原料、添加少量无机粘结剂及氧化锆增强剂等多种原料进行科学配方，经素烧、粉碎、分级、成型、制膜等工序加工而成。陶瓷过滤管具有机械强度高、耐酸、耐碱、耐高温，再生能力强等特点。陶瓷膜系列过滤元件是在传统的多孔陶瓷过滤元件基础上，由过滤陶瓷部技术人员近两年来研制开发的一种高性能陶瓷表面过滤元件，其结构特点是孔径规格多，可适应各种水处理要求（最小孔径可达 0.1μm, 最大 600μm）、机械强度高、过滤阻力小的陶瓷支撑体和孔径较小（0.2μm-10μm）的表面膜过滤层组成，它克服了传统过滤元件过滤精度低、过滤阻力大的缺点，具有传统的过滤元件和陶瓷膜过滤元件的双层优点。 耐酸度：≥95 % 耐碱度：≥92 % 气孔率：30-45% 抗压强度：11 MPa 抗弯强度：5.7±0.1 MPa 热稳定性：250℃ 密度：1.45～1.52Kg/m3 处理介质温度：5～800℃ 二、应用领域 1、化工生产 · 氨气、氨水过滤 ·二次盐水过滤 ·碱液脱盐过滤 ·脱炭液过滤 ·双氰胺液体精过滤 ·硝酸、硫酸过滤 ·化肥行业中碳酸丙烯脂、醋酸铜氨液过滤以及碳酸钾的过滤 2、精细化工生产 ·各种液体活性炭过滤 ·终端溶液精滤、提纯 ·原料液精过滤（酸、碱、醇、酮水等） 3、制药生产 ·制药及生物化工液体的过滤与澄清 ·活性炭脱色过滤 ·催化剂（钯炭、镍等）的过滤 ·蒸汽过滤 4、水处理 ·各种生活用水、工艺用水处理，工业废水净化（焦化水、浊环水等） ·适用于生产及工业的含油废水处理 ·水处理行业中工业水处理、工业循环冷却水净化、高纯工艺水净化
陶瓷膜反应分离技术在精细化工领域中的应用
陶瓷膜反应分离技术在精细化工领域中的应用 邢卫红陈日志张利雄徐南平 （南京工业大学化工学院、江苏省材料化学工程重点实验室、南京工业大学） 一、膜反应器发展概况 早在上个世纪60 年代末，Michaels 就提出：若将具有分离功能的膜应用于化学工程，即把膜与反应器合于一体，同时兼有反应与分离功能的膜反应技术，可节省投资，降低能耗，提高收率，必将会产生新的化工过程。 膜反应器技术首先在研究开发相对成熟的有机膜领域得到实施，有机膜固有的一些特性决定了这一应用仅局限于条件较为温和的均相催化和生物体系。自上世纪80 年代中期，随 着无机膜特别是具有性质稳定的无机膜的开发，为膜在苛刻条件下的应用开辟了途径。因无机膜具有高温下的长期稳定性、对酸碱的优良化学稳定性、高压下的机械稳定性以及寿命长等一些优点，无机膜反应器的开发引起了众人的关注。 目前，无机膜反应器的大多数研究主要针对气相反应，而针对液相反应过程的研究还比 较少。液相无机膜反应器中，无机膜主要为多孔性膜，如丫-Al 2Q、a -Al 2Q、TQ2、ZrO2等 或以多孔性膜为支撑层的致密金属膜，如Pd/ a -Al 203复合膜。膜在系统中的作用主要可归 纳为：分离产物、催化剂的载体、分离回收催化剂、气液分布器、液体微量分布器等。所使用的催化剂可以悬浮在液相中，也可以通过离子交换、表面浸渍、有机金属化学蒸汽沉积等方法负载在膜的表面上8 催化剂或以颗粒形式均匀分布在膜上或以薄膜的形式附在多孔膜支撑体上9 或浸入膜孔内。催化剂负载在膜上可以避免催化剂分离回收的难题，但这不利于催化剂的高效使用。催化剂处于悬浮态的无机膜反应器中，反应器与膜组件的耦合有两种方式：分置式、一体式，如图1、图 2 所示。
陶瓷膜过滤器技术规格
陶瓷膜过滤器技术规格书 一、产品概述陶瓷膜过滤器是对工业生产使用过程中的废水、使用的原水、废液进行处理的一种设备。使废水通过陶瓷膜过滤器后达到国家规定的排放标准或循环利用。陶瓷膜过滤器的核心部件- 陶瓷膜过滤管，它是以耐酸的陶瓷颗粒或石英、刚玉砂等为主要原料、添加少量无机粘结剂及氧化锆增强剂等多种原料进行科学配方，经素烧、粉碎、分级、成型、制膜等工序加工而成。陶瓷过滤管具有机械强度高、耐酸、耐碱、耐高温，再生能力强等特点。陶瓷膜系列过滤元件是在传统的多孔陶瓷过滤元件基础上，由过滤陶瓷部技术人员近两年来研制开发的一种高性能陶瓷表面过滤元件，其结构特点是孔径规格多，可适应各种水处理要求（最小孔径可达0.1卩m,最大600卩m、机械强度高、过滤阻力小的陶瓷支撑体和孔径较小（0.2 卩m-10^ m）的表面膜过滤层组成，它克服了传统过滤元件过滤精度低、过滤阻力大的缺点，具有传统的过滤元件和陶瓷膜过滤元件的双层优点。 耐酸度：》95 % 耐碱度：》92 % 气孔率：30-45% 抗压强度：11 MPa 抗弯强度：5.7±0.1 MPa 热稳定性：250 C 密度：1.45 ?1.52Kg/m3 处理介质温度：5?800 r 二、应用领域 1 、化工生产 ?氨气、氨水过滤 ?二次盐水过滤 ?碱液脱盐过滤 ?脱炭液过滤 ?双氰胺液体精过滤 ?硝酸、硫酸过滤 ?化肥行业中碳酸丙烯脂、醋酸铜氨液过滤以及碳酸钾的过滤 2、精细化工生产 ?各种液体活性炭过滤 ?终端溶液精滤、提纯 ?原料液精过滤（酸、碱、醇、酮水等） 3、制药生产 ?制药及生物化工液体的过滤与澄清 ?活性炭脱色过滤 ?催化剂（钯炭、镍等）的过滤 ?蒸汽过滤 4、水处理 ?各种生活用水、工艺用水处理，工业废水净化（焦化水、浊环水等）?适用于生产及工业的含油废水处理 ?水处理行业中工业水处理、工业循环冷却水净化、高纯工艺水净化