本实用新型实现其技术目的所采用的技术方案是:一、陶瓷膜微孔气体分布器
济南盐水精制处理从图中可以很清楚地看出,由于浆料中氧化铝粒子分散不好,小的粒子聚集形成了大的粒子簇,在成形过程中,粒子簇与粒子簇之间形成大的不均匀的大孔这种生坯管焙烧后形成的氧化铝管除了有粒子、粒子之间的小孔外,更多的是粒子簇、粒子簇之间的不均匀的大孔,孔径分布宽(见图2b),严重影响了膜管的孔性能。图3a是悬浮性能良好、粒子均匀分散的浆料制成的氧化铝陶瓷膜管的显微结构,从SEM图可明显发现,都是氧化铝微粒与微粒之间烧结形成的均匀小孔,孔径均匀,几乎不存在粒子簇、粒子簇之间的不均匀的大孔,孔径分布窄(见图3b),是性能良好的膜管。这种膜管可用作微滤膜管[4]或用作支撑体膜管,进一步修饰后用于气体分离或膜催化。经分析研究得出如下结论:两性表面活性剂是陶瓷粉浆料的良好分散剂,不添加两性表面洗性剂时,浆料中的氧化铝微粒出现团聚,除了有粒子、粒子之间的小孔外,更多的是粒子簇、粒子簇之间的不均匀的大孔,制得的膜管的孔径分布不均匀。添加0.5%的两性表面活性剂卵磷脂,可制备孔径基本呈正态分布的无机膜管,最可几孔径为0.1Lm,孔径范围为0.05~0.18Lm,可用作微滤或支撑体膜管。陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器。
济南电镀废水预处理近年来,国外已将超滤浓缩等新技术开始应用于果胶生产中J与真空浓缩相比膜分离浓缩技术具有能耗低(液体无相变),操作工艺简单,具有选择性;可去除果胶提取液中的糖分和低聚物,从而提高果胶的品质;无需加热,对果胶品质无损害;设备维护方便、简单等优势。目前使用的分离膜有高聚物膜(有机膜)和无机膜,与有机膜相比,无机膜具有以下特点:热稳定性好,使用温度较高;化学稳定性好,pH值适用范围宽;抗微生物能力强,不与微生物发生作用;机械强度大;清洁状态好,容易再生和清洗;孔径分布窄,分离性能好等引。无机膜在果胶浓缩中除了可去除果胶提取液中的大部分水分外,还可去除其中的大多数糖分和低聚物等杂质,不仅可以对提取液进行浓缩,还可对提取液进行提纯,可提高成品果胶的品质。本研究采用国内生产的陶瓷膜进行果胶提取液的浓缩实验,重点研究了各操作参数对浓缩过程的影响,并将膜浓缩成品果胶与真空浓缩成品果胶进行了对比,将果胶生产与膜分离技术在工业上的应用结合在一起,为膜技术在果胶浓缩方面的应用提供参考依据。1材料与方法1.1材料与装置果胶浸提液(车间浸提工段生产);陶瓷膜实验机(国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心提供);陶瓷膜(南京工业大学膜科学研究所和合肥世杰膜工程有限责任公司提供);19孔道4多通道膜管,长500n‘ifn。实验装置及流程如图1,过滤面积为0.22m。1.2操作方法采用车间精过滤后进入真空浓缩前的果胶浸提液,测定陶瓷膜过滤压力、温度、主流液流速、果胶pH值与渗透液流量的关系,得出合适的操作条件并根据合适操作条件,用实验装置进行膜浓缩,所得浓缩液与车间真空浓缩液同时用酒精沉析、洗涤、真空干燥,成品按轻工部行业标准QB2484—2000(食品添加剂——果胶》进行分析。2结果与讨论2.1操作压力对浓缩过程的影响操作压力对浓缩过程的影响如图2。由图2可知,操作压力低于0.25MPa时,渗透液流量随操作压力的升高而增大;而当操作压力超过0.25MPa时,渗透液流量反而随着压力的升高而减小,这是因为过滤推动力的增大加速了浓差极化,从而增加了过滤阻力,致使渗透液流量减小。因而在实验中选择操作压力在0.25MPa左右。
济南工业陶瓷膜用陶瓷膜测试,手机信号没有任何变化证明电子信号能通过陶瓷膜,一点也不受影响。结论:陶瓷膜不影响信号测试:金属膜的金属成份会对手机、GPS、ETC等电子设备的信号造成屏蔽作用。所以会有关上车窗后有手机通话信号差、GPS导航不了、ETC(即不停车收费系统)使用不了等问题。陶瓷膜因完全不含金属,不会影响电子信号,同时也不会有金属氧化的问题。陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器。
济南电厂脱硫废水、ZrO、7一A1203超滤膜的荷电性质,考察在不同pH值下过滤聚乙烯亚胺溶液和葡萄糖溶液的渗透通量,研究膜表面荷电性质对渗透通量的影响实验发现,渗透通量的变化取决于膜表面荷电和溶液中颗粒的带电情况,膜和原料液中的颗粒带相同电荷可以减少膜面污染层的形成,提高膜的渗透通量。Zhang等探讨了表面荷电性质对膜渗透性能的影响,采用固态粒子烧结法制备了平均孑L径约为0.2m的TiO。掺杂AlzO。复合膜,通过流动电位法测定复合膜表面的等电点,并以此考察粉体掺杂对复合膜表面荷电性质的影响.结果显示,当TiO掺杂量质量分数为5时,膜的等电点由pH值8.3降低为6.1,膜表面的负电性增强.在pH值为6.8时掺杂前后相同孔径的膜处理含油乳化废水,TiO掺杂膜的稳定通量比未掺杂膜高3O,表明掺杂TiO有利于减少膜表面污染的形成,这是由于复合膜表面与料液中的油滴带有相同电荷,静电斥力阻止了油滴在膜表面的沉积。以上研究表明,膜表面荷电性质是影响膜污染的重要因素,通过改变膜表面的荷电性以及膜与被截留物质之间的相互作用,能有效控制膜污染的形成和提高膜的渗透性能.高斌等考察了在处理料液中加入不同预处理剂(表面活性剂、絮凝剂、吸附剂)对陶瓷膜表面荷电性质及渗透通量的影响.结果表明,表面活性剂的加入使陶瓷膜表面的负电性以及亲水性得到提高,在跨膜压差0.18MPa、温度35℃下陶瓷膜处理冷轧乳化废水体系时,膜的渗透通量从100L/(m·h)提高到200L/(m·h).絮凝剂碱式氯化铝的加入使膜表面吸附Al抖,导致膜表面呈正电位,相应膜的渗透通量只有50L/(m·h).吸附剂对渗透通量的影响主要体现在乳化废水中表面电位的不同,呈负电性的二氧化硅有利于渗透通量的提高,而呈正电性的氧化铝会导致膜通量的下降.Zhao等l_1g考察悬浮液中无机离子对陶瓷微滤膜过滤性能影响时发现,当粒子稳定分散,陶瓷膜表面荷电性质对膜的渗透通量有重要影响.吴也凡等采用5nm、8.5nm、12nm三种不同尺寸的四方相ZrO2纳米晶对a—A1zOs陶瓷膜进行涂层修饰,ZrO纳米晶的尺寸越小,电位的绝对值也就越大,相同跨膜压差下的水通量也就越大.在膜表面羟基荷电特征和亲水性等因素的作用下,在相同压差下,经修饰改性后的陶瓷微滤膜的水通量明显大于改性前膜的水通量.以上研究表明,陶瓷膜渗透性能不仅取决于孔结构的简单筛分效应,膜表面性质如表面荷电性质对过滤过程也起到非常重要的作用.由以上分析可以看出,陶瓷膜表面荷电的性质(正电/负电)和大小影响膜与渗透物质或截留物质相互作用的性质(引力/斥力)和大小,从而影响膜的渗透性能和截留效果.当被截留物质与膜表面带相同电荷,它们之间的静电斥力作用可以阻止膜表面污染的形成,进而提高膜的过滤性能.陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器。
济南油脂洗涤废水既为后续的生化处理工艺大大减轻了负担,又为企业提高了经济效益(2)陶瓷膜对不同相对分子质量范围料液的过滤效果有明显的梯度变化。(3)在对聚醚废水的处理中,温度对过滤效果的影响远大于跨膜压差,43℃为其效益点。(4)随着浓缩倍数的提高,渗出液CODc略有升高但极为缓慢,处理该类废水可将浓缩倍数控制在15倍甚至更高。(5)采用四步清洗法可有效地延缓膜污染,保持较高的膜通量水平。陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器。
陶瓷膜与混凝组合工艺混凝是传统水处理工艺中必不可少的环节,混凝与膜处理的组合工艺也多有应用投加絮凝剂可以使较小的颗粒形成大颗粒,进而形成一层多空的滤饼,可减少膜的堵塞和延长使用周期,降低运行成本。由于陶瓷膜本身就有很好的去除浊度的作用,因此对陶瓷膜与混凝组合工艺的研究主要集中在对有机物的去除方面。大量研究表明,在膜过滤前添加絮凝剂可以改善有机物和消毒副产物的去除率,并维持膜通量。Konieczny等利用陶瓷膜处理模拟高有机物含量(10~20mg/L)的原水,经过混凝后,膜过滤通量几乎与单独过滤去离子水时相同,这说明膜过滤高有机物含量的原水时,混凝对维持较高的膜过滤通量很重要。混凝后,大量可能在膜表面形成污染层或者造成膜孔内堵塞的有机物在沉淀作用下去除,延长了化学清洗的周期和膜的使用寿命。经过混凝与膜联用工艺,可大量去除模拟原水中的有机物。尽管单独的膜工艺亦可得到较高的有机物除去除率,但是其过滤通量下降很快。研究的不足之处在于研究中采用的水为去离子水配置的模拟原水,与地表水的真实情况有较大差距。Barbot和Jacangelo等对不同絮凝剂与陶瓷膜组合工艺对有机物和消毒副产物的去除效果进行了研究。Barbot发现絮凝与膜过滤相结合后,三氯化铁絮凝剂对膜的过滤通量没有显著影响,而有另外两种机絮凝剂分别将膜的通量增加20%和降低50%。
专利CN101982429A公布了超微孔曝气器采用40~50目刚玉烧制成曝气盘片,虽然克服了材质老化的问题,但是盘式气体分布器存在曝气死角,且在应用于污水曝气时污水中的杂质易落于盘面上,造成孔径堵塞专利CN1074837公布了膜气体分布器是以金属或有机的管式或平板膜为元件设计的气体分布器。虽然该气体分布器膜孔小,气液传质能力强,但是以金属为材料的气体分布器,由于金属可能与溶液发生反应,使用范围受到限制;而有机材料不耐酸碱、抗压能力有限,也缩短了其使用寿命。因此,需要发明一种使用寿命长,气液传质效率高的微孔气体分布器。实用新型内容本实用新型的目的是针对上述问题提供一种陶瓷膜微孔气体分布器。本实用新型实现其技术目的所采用的技术方案是:一、陶瓷膜微孔气体分布器,包括壳体,壳体上有进气口、进液口和排液口;所述的壳体内装有济南陶瓷膜元件,济南陶瓷膜元件的一端开口,一端用环氧树脂封闭,进气口和济南陶瓷膜元件的开口端相通。所述的济南陶瓷膜元件由无机金属氧化物烧结而成。所述的无机金属氧化物为氧化铝或氧化锆。所述的济南陶瓷膜元件的孔隙率为30%~60%。所述的济南陶瓷膜元件的微孔孔径为50nm~800nm。所述的济南陶瓷膜元件为多个,在壳体内纵向平行排列。
陶瓷膜的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,超滤膜的过滤精度范围可在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。陶瓷膜主要特点:机械强度大,耐磨性好;耐高温,适用于高温过滤过程;使用寿命长,设备综合成本低,性价比高;浓缩倍数高,降低水使用量,减少废水排放;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、反向冲洗,适于除菌过滤过程;陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器。
强大的研究后盾,系统性的研究,使得这些厂家在支撑体制作,涂膜的方法和膜的种类,比国内丰富了很多这就在本来就使用广泛的陶瓷膜,有了更多的施展天地,市政自来水,发酵液,牛奶,油水分离等等领域,越来越多的发现了陶瓷膜应用的方案。在技术上来讲,支撑体的抗折强度承载着膜芯的强度,耐腐蚀后的强度损失,通量的持续性,国外的这些厂家都做的比较好。具体点讲,就是拿到手上,国外的这些厂家,表皮都是非常光滑,平直度好,而且过滤同种料液情况下,通量下降的比较少,耐酸缄腐蚀后的强度也能够保持一定的水平,使用寿命也就相对长些。我们看到了,国外的支撑体的成型技术,窑炉的烧结技术,涂膜技术,都还有我们学习的地方。从刚才讲到的成型技术上来说,国外的自动化程度高,配料,练泥,挤出都可以由很少的人员来进行,但是由于国内的人力资源价值远远低于国外,所以我们也没必要追求机械的高度自动化。但是他们的模具制造水平,在工艺过程中相对低的人员和环境依赖,使得产品有的更好的重复性和质量合格率稳定性。从烧结上来讲,对于烧结高纯的氧化铝陶瓷膜,烧结助剂的选择和均匀分散,窑炉的烧结能力,都比国内来的要高。国外的配料,一些都是采用高压冲气混合粉体材料,而国内的太多厂家,使用捏合机捏合。从窑炉上来说,国内一般使用的梭式窑炉,只能烧到1700左右的温度,且保温时间不能过长,一般也就是保温数个小时,而国外,能在更高温度下,保温几十个小时之久。另外还得说的就是窑炉的温度均匀性,国内窑炉不同位置温度,相差数十度甚至是50,60度,是常见的。
今后重点需要做工作如下:进一步解决高温陶瓷膜材料的制备过程中一些共性技术问题,包括工艺技术、性能表征技术及关键设备开发,发展大尺寸、低成本产业化制备技术;发展更为先进的热稳定性好、功能性强的复合型高温陶瓷膜过滤材料和适合工业化应用的系列高温陶瓷过滤材料;解决产品应用和工程集成技术难题,发展先进装备,提高装备的工程集成和工程开发能力;建立高温陶瓷过滤材料及装备评价体系和产数据库;建立产品标准和行业约束体制;通过产业布局,提高国内整个陶瓷膜材料的产业化、商业化水平陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器。