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品质好的张家界陶瓷膜哪家好

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2021-05-18 3:30:12 * 浏览: 14

张家界焦化废水NaOH广泛应用在纺织行业中,在染色之前清洗织物,NaOH价格较贵,而且废碱的排放也是一个严重的环境问题,传统的处理方式是加酸中和,排放到市政污水处理厂膜分离系统回收80~90%的NaOH供循环使用,不可回收的那部分至污水处理厂约10~20%,废水中的NaOH浓度为3~10%,系统每日清洗。陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器。

张家界陶瓷膜成套设备发明内容本实用新型所解决的技术问题在于提供一种酱油陶瓷膜过滤澄清灭菌装置,从而解决上述背景技术中的问题本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种酱油陶瓷膜过滤澄清灭菌装置,包括无机张家界陶瓷膜组件,所述无机张家界陶瓷膜组件包括若干张家界无机陶瓷膜,所述张家界无机陶瓷膜孔径为0.2~1.4nm,所述无机张家界陶瓷膜组件底部设置有液体入口,所述液体入口连接有生抽原油循环槽,所述无机张家界陶瓷膜组件的侧壁设置有渗透液出口,所述渗透液出口连接至储存罐;所述无机张家界陶瓷膜组件的顶部设置有浓缩液出口,所述浓缩液出口设置有两根支管,其中一根支管连接至暂存罐,另一根支管连接有板框压滤机,所述板框压滤机的滤渣口连接至废渣池,所述板框压滤机的滤液出口回接至所述生抽原油循环槽。作为一种改进,所述张家界无机陶瓷膜包括氧化铝膜、氧化锆膜或氧化钛膜。为一种改进,所述无机张家界陶瓷膜组件设置有自动瞬时在线反冲洗装置。酱油经管道收集至循环槽,进入无机张家界陶瓷膜组件,经无机张家界陶瓷膜组件的错流过滤,滤液进入储存罐,可直接进行灌装或密闭储存,浓缩液进入暂存罐进行下一步处理,可作为下一批酱油发酵的底料,也可进行板框压滤去除大部分杂质后,再循环至生抽原油循环槽再次进行。系统流程特征在于:无机张家界陶瓷膜组件所采用的张家界无机陶瓷膜孔径为0.2~1.4μm,膜材料为氧化铝膜、氧化锆膜或氧化钛张家界无机陶瓷膜。无机张家界陶瓷膜组件使用错流过滤技术,即物料从膜表面流过,而渗透液则从膜管的侧面流出,渗透液与物料的流动方向垂直,错流过滤的滤过压力为0.1~0.4MPa,膜滤过压差为0.05~0.25MPa过滤通量为50~140L/m2.h。由于采用了以上结构,本实用新型具有以下有益效果:本发明采用张家界无机陶瓷膜超滤处理发酵后的生抽酱油,利用膜对酱油中各组分的选择透过性能来分离酱油中的各类杂质和细菌,具有常温下进行、无相变化、操作控制方便、设备占地少、处理效率高、节能显著以及生产过程中不产生二次污染等特点。张家界无机陶瓷膜超滤分离机理一般认为是简单的筛分过程,大于膜表面毛细孔的分子被截留,较小的分子则透过膜。张家界无机陶瓷膜分离设备一般使用错流过滤技术,即物料从膜表面流过,而渗透液则从膜管的侧面流出,渗透液与物料的流动方向形成垂直,其优点在于减少了滤饼形成,降低了过滤阻力,大大提高了膜通量,除杂除菌效果好,减少能耗。陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器。

张家界电镀废水预处理用JSM-5600LV型的扫描电镜对陶瓷膜的形态结构进行观测图2-2为非对称多孔陶瓷膜的SEM照片,图上清楚的展示了支撑体、膜的表面及截面微观形貌。由图2-2(a)可见虽然氧化铝粒子大小不一排列也不规则,但氧化铝膜成膜情况基本良好膜的均匀性和完整性较佳。陶瓷膜氧化铝微粒以颗粒状分布其大部分粒子粒径在10μm以内但晶粒之间还有一定团聚现象,以致膜中有较大的颗粒出现,这是因为采用机械混合后制备粉体所不可避免的。对过滤起决定作用的是膜膜的厚度应该尽量地薄这样可以降低流体经过时的阻力提高过滤通量。可以保证整个非对称膜的过滤通量。从图2-2(b)中支撑体表面可以看出,支撑体颗粒孔洞也支撑体颗粒之间黏结很好,完全满足微滤膜场合对支撑体孔隙率和机械强度的要求[56]。支撑体为典型的大孔结构,这些大孔是通过骨料颗粒之间堆积的空隙形成的。支撑体的厚度达到几个毫米,因为它主要的功能是为非对称膜提供强度的支持要具有适当的厚度。从图2-2(c)膜截面图中可以看出:氧化铝膜约厚300-400μm,支撑体的内存在少数的较大的孔洞缺陷,可能是由于支撑体颗粒孔径分布较大造成的。从图中还可看出,在氧化铝膜层与支撑体的界面及邻近区域没有出现裂纹,膜与支撑体的界面过渡明显两层结合较好中间的过渡层起到连接和过渡的作用它的厚度在几十个微米不等。

张家界陶瓷膜组件无机膜由于具有很多优点,如耐腐蚀性、耐高温、耐生物降解性、易清洗、寿命长等,正日益受到广泛关注.20世纪80年代初日本汉方制剂专利中已采用微滤澄清水煎液再超滤除杂的工艺.目前国内在中药制剂方面也有研究和应用.我们采用南京化工大学膜科学技术研究所研制的陶瓷微滤膜,研究澄清中药黄芩提取液的陶瓷膜过滤技术,取得了良好的效果.实践证明,无机膜微滤技术是一种现实可行的技术,为中成药工业的技术革新提供了一条全新的、切实可行的途径.1实验1.1仪器与试药1.1.1仪器IM-1-1型张家界无机陶瓷膜微滤机(滤膜为19通道内管式陶瓷微滤膜,主要成分为氧化锆、氧化铝,内径8mm,外径12mm,管长1000mm,膜平均孔径0.2m,南京化工大学膜科学技术研究所研制);Agilent1100高效液相色谱仪,HP1100四元泵,HP1100紫外二极管矩阵检测器,HP1100自动进样器,ChemStation色谱工作站(美国Agilent公司).1.1.2试剂甲醇(色谱纯);乙腈(色谱纯);磷酸(A.R.);水为自制高纯水.1.1.3药材及对照品黄芩购自昆明市药材公司,经鉴定为中国药典2000版一部正品;黄芩苷购自中国药品生物制品研究所.1.2实验方法1.2.1药材提取方法以市售黄芩5kg为原料,水煎2次,次加水10倍量,第2次加水8倍量,每次沸腾1.5h后用4层纱布趁热过滤,滤液合并后作为微滤原料.滤液外观呈黑绿色,悬浮物多,浑浊不透明.1.2.2微滤方法实验时采用单根膜管,微滤机采用错流过滤方式,流程见图1.把料液加入储槽,经离心泵循环打入膜组件进行过滤,渗透液由膜组件侧面出口流出,截留液流回储槽,流速及过滤压差由阀门调节控制,流速由流量计读数换算得到,过滤压差由进口压力p1和出口压力p2相减得到.实验首先测定了2种不同膜材料下药液微滤时间对膜通量的影响(以便找出合适的膜材料);之后选择合适的膜材料测定不同流速、不同过滤压差对料液膜通量的影响(以便确定出合适的操作条件);在合适的条件下将药液进行循环微滤,待药液微滤至原液的80%时,加入适量的蒸馏水继续微滤,直到微滤液收集到原液质量的95%时,停止微滤.截留液称质量或量取体积,取样后弃去;微滤液称重或量取体积,取样后浓缩备用.最后进行膜污染的清洗实验.1.2.3定量分析方法黄芩苷采用高效液相色谱法测定,条件如下:色谱条件:参照中国药典2000年版一部黄芩项下HPLC含量测定方法,安捷仑EclipseXDB-C18柱(直径为5m,4.6mm150mm),流动相为V(甲醇)V(水)V(磷酸)=47530.2),检测波长为280nm,流速为1.0mL/min.对照品溶液的制备:精密称取黄芩苷对照品适量,加甲醇制成1mg/mL的溶液,即得.标准曲线回归方程为:A=32365.56-1997.75,r=0.9999(n=5),其中为黄芩苷质量浓度,单位g/mL;A为积分面积.供试品溶液的制备:精密量取黄芩提取原液、经过陶瓷膜处理的过膜液各0.5mL,加甲醇1.0mL摇匀,离心,取上清液即得.测定法:分别精密吸取对照品溶液与供试品溶液各5L,注入液相色谱仪,测定,即得.固形物含量依药典法(2000年)进行测定.2结果与分析2.1采用不同的膜材料考察微滤时间对膜通量的影响图2为22、过滤压差0.10MPa、流速5m/s条件下,采用不同膜材料Al2O3,ZrO2,考察膜通量随时间的变化关系,结果如图2所示.从图中我们可以看到,ZrO2的性能优于Al2O3.膜的材料性质包括膜的化学稳定性、热稳定性、表面性质及机械强度等,它对膜的分离性能影响很大.就ZrO2膜来说,0~10min,通量下降较快;10~60min,通量维持在160L/(hm2)以上;1h以后通量平稳下降.造成通量下降的主要原因是料液与膜之间相互作用产生吸附,改变了膜的特性,形成膜孔道的堵塞,同时料液中难溶性的固形物会在膜表面或膜孔中沉积,加重了膜的污染;随着过滤的进行,膜面错流的剪切作用使膜面滤饼层达到动态平衡,过滤阻力趋于稳定,这样膜通量就会平稳、缓慢地下降2.2膜面流速对膜通量的影响膜面流速是影响膜通量的主要因素之一.图3为ZrO2膜、22、过滤压差0.08MPa的条件下不同流速对膜通量的影响.从图3可见,当流速小于4m/s时,增大膜面流速可以有效地增大膜通量;当流速大于4m/s时,增大膜面流速反而会使膜通量减小.这是由于较高的剪切速度有利于带走沉积于膜表面的颗粒、溶质等,减轻膜污染,减轻浓差极化的影响,因而可以有效地提高膜通量[5].但过高的膜面流速会使单位时间循环量增大而膜通量减小.本体系最适宜的流速为4m/s.2.3操作压差对膜通量的影响操作压差也是影响膜通量的最主要的因素之一.图4为ZrO2膜、22、膜面流速为4m/s条件下测得的不同操作压差下的膜通量值.图中表明,当压差在0.10MPa以下时,操作压差与膜通量呈正比关系,膜通量随压差的增大而增大;当压差超过0.10MPa时,膜通量随压差的增大反而减小.这是因为无机膜过滤过程中存在着一个临界压力,在临界压力之下,膜通量与操作压差呈正比关系;而在临界压力之上,由于浓差极化等因素的影响,过滤压差与膜通量不再存在正比关系[5].所以,通过增大压力来增加膜通量要受到一定的限制,同时在高压下,泵的能量消耗较高.所以在本体系中,适合的操作压差为0.06~0.10MPa.2.4膜的清洗及再生实际操作过程中,膜通量会不断下降,这就需要适时地对膜进行清洗,以延长膜的使用寿命,降低生产成本,提高产品的收率.无机膜的价格相对较高,因此确定有效且稳定的清洗方法就显得特别重要.实验中采用了强碱、强酸交替清洗的方法,并测定了膜通量的恢复率.膜通量的恢复率可由下式得到2.5黄芩苷质量分数测定结果用高效液相分别测定了微滤前后黄芩提取液中有效成分黄芩苷的质量分数,结果见表2.3结论本文提出的用陶瓷膜对黄芩提取液进行澄清过滤在工艺上是可行的,其优点在于:抗污染能力强;对料液的前处理要求不高;膜可以反复再生;杂质去除彻底,透过液澄清透明,产品质量能得到充分保证等.具体情况见表1.对于本体系来说,适宜的操作条件为:ZrO2膜、常温、膜面流速4m/s、过滤压差0.06~0.10MPa;膜的清洗和再生方便,用多种清洗剂清洗后,膜通量恢复率可达96%以上.张家界无机陶瓷膜澄清中药提取液的研究尚有许多不足之处,如膜通量存在衰减问题、膜的污染速度较快、对某些成分有吸附作用等,这些都还在探讨、研究中.但是,该技术的显著优点是不可忽视的,其应用前景也是十分广阔的.陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器。

张家界管式陶瓷膜所述的隔板数量为奇数,进液口和排液口分别位于壳体的同侧所述的隔板数量为偶数,进液口和排液口分别位于壳体的两侧。作为本实用新型的进一步改进,所述的壳体两端还装有花板,花板与壳体内侧壁固接,花板上具有内径与张家界陶瓷膜元件外径相匹配的小孔,张家界陶瓷膜元件从小孔中穿过,进液口和排液口与两块花板之间形成的空腔相通。采用上述技术方案的积极效果:本实用新型利用膜材料的微孔特性,气体从张家界陶瓷膜元件的开口端进入,从侧壁的微孔放出,使气泡细小、均匀,且液体由进液口向排液口移动,使从张家界陶瓷膜元件内扩散的气泡在壳体内与液体充分接触,提高了气液传质效率;在壳体两端设有花板,防止了停止曝气时液体回流至气体泵的可能性,提高了泵的使用寿命;壳体内有多块隔板,在隔板的作用下,使液流更加湍急,液体和气泡充分混合,提高气液传质效率;与橡胶膜片、聚乙烯和金属等材质相比,陶瓷膜具有耐高温、高压、酸碱等特点,可在各种溶液中长期使用,连续运行时间长,运行稳定,降低了运行费用。陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器。

与国外发达国家相比,国内在高温陶瓷过滤材料技术方面开展较晚、从事相关专业的研究和生产单位较少,产业化水平与国外差距较大主要表现在:从事相关产品与技术研究开发单位少,人、财、物投入不足;产品性能、产品种类与国外差距明显,产业化水平较低;装备与系统集成能力与国外相比有一定差距,装备与系统工程的开发能力较弱等。造成以上问题原因概括起来有以下几个方面因素:产品技术发展速度慢、技术成熟度低;产业发展规模较小,缺乏龙头企业;市场关注度较低,行业发展需要企业参与、重视,需要国家政策引导和推动。总之,目前国内在高温热气体净化领域用的高温陶瓷过滤材料,无论从研究规模、材料体系、制备技术、性能评价及应用技术发展等方面与国外先进国家差距明显。针对目前国内高温陶瓷过滤材料技术发展现状和产业低迷状况,需要在国家政策和政府支持下,通过加大材料研究力度和工程化技术的开发,来提高产业化技术水平。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。

显然,随孔径增大,陶瓷膜通量并非线性增加,在0.8μm左右为通量,孔径过大会导致膜的严重堵塞,通量反而下降,因而只有合适的孔径与体系粒子大小相匹配时,陶瓷膜才会有较高的膜通量在陶瓷膜处理印钞废水中也出现这样的现象如图2所示。陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器。

封孔液和试样放入圆底烧瓶中,密封减压处理10min后,将试样取出,在空气风干备用微弧氧化试样在700℃下箱式炉中焙烧,冷却至室温后称取重量。通过型SEM观察各陶瓷膜表面形貌,称重用精度为1025g的电子天平。3结果与讨论3.1钛酸四丁酯/乙醇法封孔试样表面形貌图2是膜层试样及不同配比封孔后试样的表面形貌。(a)、(b)、(c)、(d)分别是膜层试样及用钛酸四丁酯和乙醇体积分别按1:2(封孔试样1)、1:1(封孔试样2)和2:1(封孔试样3)配比进行混合之后进行封孔的试样。从图中可以看到:(a)、(b)形貌相近,(b)试样的封孔效果没有体现的太明显。(c)和(d)试样表面被钛酸四丁酯和乙醇所形成凝胶所覆盖,凝胶自然干燥后出现裂纹,钛酸四丁酯含量高的膜层试样(d)表面龟裂现象严重。3.2硅酸钠溶液法封孔试样表面形貌图2是采用硅酸钠溶液封孔,封孔前后试样的表面形貌。从图中可看出经0.4g/mL硅酸钠溶液封孔的试样与未封孔的试样相比孔洞几乎被完全覆盖。3.3高温氧化增重表1是在700℃下膜层及其封孔试样的高温氧化增重图表。其中(1)是未封孔的膜层试样,(2)、(3)、(4)是钛酸四丁酯和乙醇体积比分别为1:1、1:2和2:1的混合液进行封孔的试样。

特殊的通道结构设计、光滑的膜表面、较高进一步拓宽了产品应用领域目前,国内在多通道陶瓷膜材料的研究及开发应用方面已达到较高水平,在膜材料制备、抗污染性能研究、膜材料修饰与复合技术、应用开发方面也都取得了较大进展,多通道陶瓷膜材料在目前国内陶瓷膜材料领域占有较大比重。进入21世纪以来,随着国家节能减排政策实施,高温气体净化技术对先进膜过滤材料的需要,具有耐高温、耐高压、过滤效率高、适用范围广的高温陶瓷膜材料引起国内重视。山东工业陶瓷研究设计院也在多年从事陶瓷膜材料研究开发基础上,从上世纪90年代末开始,开展了高温陶瓷膜材料的研究开发工作。先后采用热浇注成型工艺、挤出成型工艺以及等静压成型工艺先后完成了刚玉质、堇青石质以及碳化硅质陶瓷及陶瓷纤维复合膜材料的研究开发。其中以多孔堇青石陶瓷材料为支撑体,以莫来石-硅酸铝纤维为复合膜过滤层的堇青石质陶瓷纤维复合膜材料与其它多孔陶瓷材料相比,具有气孔率高、过滤阻力小体积密度小、耐高温性能优良等优点,可用于700℃以下各种高温气体(烟尘)净化,过滤精度小于1um,过滤阻力小于2000Pa,净化后气体杂质浓度一般小于10mg/N·m3。产品可广泛应用于冶炼、建材、焚烧炉等高温烟尘净化领域。另一种高温陶瓷膜过滤材料为碳化硅基陶瓷纤维复合膜材料,它是以先进的冷等静压近净尺寸成型工艺首先制备高温碳化硅陶瓷膜支撑体,以多晶莫来石短切纤维、刚玉砂等为原料,采用喷涂和烧结工艺在多支撑体表面形成一层均匀的陶瓷纤维复合分离膜层,膜层孔径可以控制在5~20um,厚度100~200um。通过支撑体层和膜分离层不同孔结构设计,可以获得不同机械性能、不同微孔性能的高温膜分离材料。这种高温碳化硅基纤维复合膜过滤材料使用温度可以达到900℃,工作压力可以达到几个兆帕,过滤精度可以达到0.2um,过滤后气体杂质浓度可以达到5mg/N·m3以下。产品可广泛用于各种高温、高压气体净化,如煤化工领域高温粗煤气净化、多晶硅、有机硅、石油化工领域高温合成气净化等。

该技术是一种非接触技术,热通过电磁波的形式传递,可直达材料内部,限度地减少了烧结的不均匀性,可在缩短烧结时间的同时,降低烧结温度微波技术大多用于制备几近致密的陶瓷复合物,如Al2O3-ZrO2、Al2O3-TiO2等,同时由于其可改善材料组织、提高材料性能,亦可用于多孔陶瓷复合物的制备。Oh等采用微波烧结技术制备多孔Al2O3-ZrO2陶瓷,结果显示,相比于传统烧结技术,其具有更高的弹性模量及断裂强度,机械强度显著增强。在缩短烧结周期方面,一些研究者借鉴低温共烧陶瓷技术在多层结构陶瓷元器件封装领域的成功应用,提出采用共烧结技术来减少烧结次数,从而降低烧结成本。feng等采用在刚性支撑体将过渡层和分离层共烧结从而实现双层Al2O3微滤膜的制备后,又进一步制备出ZrO2及Al2O3微滤膜。Qiu等以TiO2陶瓷纤维作为过渡层材料、TiO2溶胶作为分离层材料,通过将分离层材料掺杂入过渡层以实现共烧结,从而制备出具有高通量、高分离选择性的TiO2超滤膜,同时解决了TiO2陶瓷纤维成膜结合强度较差的缺点。DOng等以两种低成本的、具有较小的烧结收缩差异的工业级堇青石粉体为原料,采用共烧结技术制备出双层高质量堇青石微滤膜,平均孔径分别为1.55μM和2.17μM。综上所述,低成本陶瓷膜制备技术主要是基于采用低廉的陶瓷膜制备原材料、通过添加烧结助剂和优化烧结条件等方面来考虑,为推进陶瓷膜大规模工业化应用奠定良好的基础,但其在强酸强碱等苛刻环境中的应用稳定性尚需更深入的考察。陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器。