คุณสมบัติที่แท้จริงของวัสดุสร้างรากฐานสำหรับการต่อต้านมลพิษ
1. พื้นผิวเฉื่อยทางเคมียับยั้งการดูดซับมลพิษ
ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SIC) มีความเสถียรทางเคมีสูงมากปริมาณไฮดรอกซิลพื้นผิวต่ำ (-OH) และขั้วที่อ่อนแอและพลังงานการดูดซับต่ำสำหรับมลพิษเช่นสารอินทรีย์และไอออนโลหะ . เมื่อเทียบกับพื้นผิวของเมมเบรนอินทรีย์ ยากที่จะปฏิบัติตามสารมลพิษที่ชอบน้ำเช่นโปรตีนและกรดฮิวมิกซึ่งจะช่วยลดอัตราการเริ่มต้นมลพิษจากแหล่งกำเนิด .}
2. โครงสร้างที่ทนต่อการกัดกร่อนของ Superhard ต่อต้านการกัดเซาะทางกายภาพและทางเคมี
ความแข็งของ Mohs ของซิลิกอนคาร์ไบด์ถึง 9 . 2 (รองจากเพชรเท่านั้น) และความแข็งแรงของแรงอัดสูงกว่า 300mpa . ในระหว่างการไหลของน้ำความเร็วสูงหรือการทำความสะอาดทางเคมี "สิ่งกีดขวางทางกายภาพ" สามารถป้องกันอนุภาคคอลลอยด์จากการฝังลงในรูขุมขนเมมเบรนในขณะที่เยื่อหุ้มเซลล์อินทรีย์มีแนวโน้มที่จะแตกโซ่พอลิเมอร์หลังจากการทำความสะอาดสารเคมีในระยะยาว
3. ความต้านทานอุณหภูมิสูงยับยั้งมลพิษทางชีวภาพ
เมมเบรนซิลิกอนคาร์ไบด์สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ 1,400 องศา . แม้ในขณะที่การฆ่าเชื้ออุณหภูมิสูง (เช่นการทำหมันไอน้ำ) หรือการบำบัดน้ำเสียอุณหภูมิสูงในอุตสาหกรรมและการลดลงของเมมเบรน พื้นผิวในขณะที่เยื่อหุ้มเซลล์อินทรีย์อาจมีการเปลี่ยนรูปแบบความร้อนสูงกว่า 60 องศาโดยให้พื้นที่เพาะพันธุ์สำหรับมลพิษทางชีวภาพ .}
การออกแบบโครงสร้างจุลภาคช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการต่อต้านมลพิษ
1. ความสม่ำเสมอของรูรับแสงและช่องทางผ่านรูช่วยลดการอุดตัน
เมมเบรนเซรามิกของซิลิกอนคาร์ไบด์สร้างโครงสร้างผ่านรูสามมิติผ่านกระบวนการเผาโดยมีการกระจายขนาดรูขุมขนแคบ (เช่น 0 . ระดับ1μm) . การกรอง . ในทางตรงกันข้ามโครงสร้างที่มีรูพรุนเหมือนฟองน้ำของเยื่อหุ้มอินทรีย์เป็น "ปลายตาบอด" สำหรับการสกัดกั้นมลพิษทำให้เกิดการอุดตันของรูขุมขน
2. การควบคุมพลังงานพื้นผิวช่วยลดความสัมพันธ์ของมลพิษ
พลังงานพื้นผิวของเยื่อหุ้มเซลล์ SIC สามารถลดลงได้อีกต่อไปโดยการดัดแปลงพื้นผิว (เช่นการเคลือบด้วยไทเทเนียมไดออกไซด์tio₂หรือการปลูกถ่ายอวัยวะไฮโดรฟิลิก) ลดมุมสัมผัสของน้ำให้ต่ำกว่า 30 องศา (ประมาณ 60 องศา คล้ายกับเอฟเฟกต์ดอกบัวเพื่อลดการยึดเกาะของพื้นผิว .}
ผลเสริมฤทธิ์กันแบบไดนามิกของกลไกการต่อต้านการมลทิน
1. การกรองข้ามการไหลและการเพิ่มประสิทธิภาพอัตราการไหลของพื้นผิวเมมเบรน
ความแข็งแรงเชิงกลสูงของเยื่อหุ้มซิลิกอนคาร์ไบด์ช่วยให้อัตราการไหลข้ามการไหลสูงขึ้น (สูงถึง 1 . 5m/s) และแรงเฉือนที่เกิดจากการไหลของน้ำบนพื้นผิวเมมเบรนสามารถหลุดออกจากมลพิษ . ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ฝากง่ายขึ้น
2. ความอดทนในการทำความสะอาดทางเคมียืดอายุการใช้งานเมมเบรน
เมื่อพื้นผิวของเมมเบรนปนเปื้อนเล็กน้อยเมมเบรนซิลิกอนคาร์ไบด์สามารถทนต่อสารทำความสะอาดความเข้มข้นสูง (เช่น 5000ppm โซเดียมไฮโปคลอไรต์, 1 ม. กรดซัลฟิวริก) . agent สามารถเจาะรูพรุนของเมมเบรน เมมเบรนถูก จำกัด ด้วยความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุความเข้มข้นและความถี่ของการทำความสะอาดทางเคมีมี จำกัด และการลดทอนฟลักซ์นั้นชัดเจนหลังจากการดำเนินการระยะยาว .
การเปรียบเทียบความสามารถในการต่อต้านมลภาวะกับเมมเบรนอินทรีย์
| ประเภทมลพิษ | กลไกการต่อต้านมลภาวะของเมมเบรนเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ | กลไกการต่อต้านมลภาวะของเมมเบรนอินทรีย์ (PVDF) |
|---|---|---|
| มลพิษ | การกระจายขนาดรูขุมขนแคบช่วยลดการสกัดกั้นคอลลอยด์และความเร็วในการไหลของการไหลสูงและลอกออก | ขนาดรูขุมขนที่ไม่สม่ำเสมอนำไปสู่การสะสมคอลลอยด์และความขรุขระพื้นผิวส่งเสริมการดูดซับ |
| มลพิษทางชีวภาพ | ความต้านทานอุณหภูมิสูงยับยั้งการทำงานของจุลินทรีย์และการทำความสะอาดทางเคมีฆ่าเชื้ออย่างทั่วถึง | พื้นผิวมีแนวโน้มที่จะก่อตัวของฟิล์มชีวภาพและจุลินทรีย์ตกค้างทำซ้ำอย่างรวดเร็วหลังจากทำความสะอาด |
| มลพิษอินทรีย์ | พลังงานพื้นผิวต่ำช่วยลดการดูดซับสารอินทรีย์และความเสถียรทางเคมีช่วยป้องกันการสะสมของผลิตภัณฑ์การย่อยสลาย | พื้นผิวขั้วโลกมีพันธะไฮโดรเจนที่แข็งแกร่งพร้อมสารอินทรีย์นำไปสู่การดูดซับระยะยาวและการอุดตันของรูขุมขน |
กลยุทธ์การต่อต้านมลภาวะในแอปพลิเคชันวิศวกรรม
1. กระบวนการปรับสภาพซินเนอร์จี้
ในน้ำขุ่นสูงการแข็งตัวของแม่เหล็กหรือการตกตะกอนแบบไมโครแซนด์ใช้เพื่อกำจัดของแข็งแขวนลอยขนาดใหญ่ก่อนและลดภาระพื้นผิวของเมมเบรน ในน้ำเสียมันใช้กระบวนการลอยตัวอากาศสำหรับการปรับสภาพเพื่อลดการสัมผัสระหว่างมลพิษที่เป็นน้ำมันและพื้นผิวเมมเบรน .}
2. การล้างย้อนกลับออนไลน์และการทำความสะอาดชีพจร
ผ่านการล้างย้อนกลับของน้ำเป็นระยะ (ความดัน 0 . 2mpa, ยาวนาน 30 วินาที) หรือการทำความสะอาดพัลส์ผสมน้ำ (ความเร็วก๊าซ50m³/h ·ตารางเมตร) มลพิษหลวมบนพื้นผิวเมมเบรนจะถูกปล้นโดยแรงกระแทกของเหลว)
สรุป: ข้อได้เปรียบทางเทคนิคของระบบต่อต้านมลพิษหลายมิติ
เมมเบรนเซรามิกของซิลิกอนคาร์ไบด์ได้แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่สำคัญในคุณภาพน้ำที่ยาก (เช่นน้ำเสียอุตสาหกรรมและการใช้น้ำรีไซเคิลซ้ำ) ผ่านการออกแบบการต่อต้านมลพิษสามมิติของ "โครงสร้างโครงสร้างของวัสดุ". การเพิ่มประสิทธิภาพและการทำงานร่วมกันของกระบวนการในที่สุดก็บรรลุการดำเนินงานที่มั่นคงในระยะยาวและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานต่ำและค่าบำรุงรักษา . นี่เป็นเหตุผลหลักที่ทำให้มันค่อยๆเปลี่ยนเยื่อหุ้มอินทรีย์แบบดั้งเดิมในการบำบัดน้ำเทศบาลและอุตสาหกรรม .}
การเปรียบเทียบเยื่อหุ้มเซลล์
| ดัชนี | เมมเบรนเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ | เมมเบรนอินทรีย์ (e . g ., pvdf) | การกรองทรายแบบดั้งเดิม/การตกตะกอนการตกตะกอน |
|---|---|---|---|
| ความแม่นยำในการกรอง | 0.1-5 μm (Ultrafiltration/Microfiltration) | 0.01-1 μm | 10-100 μm |
| ความสามารถในการต่อต้านมลพิษ | แข็งแรง (ทนต่อการทำความสะอาดสารเคมีและการยึดเกาะทางชีวภาพ) | อ่อนแอ (ต้องทำความสะอาดสารเคมีบ่อยครั้ง) | ปานกลาง (พึ่งพาปริมาณการตกตะกอน) |
| อายุการใช้งาน | 5-10 ปี | 2-3 ปี | สื่อกรองทรายต้องการการทดแทนเป็นประจำ |
| ค่าใช้จ่าย | ต่ำ (ลดต้นทุนรีเอเจนต์และค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนเมมเบรน) | ปานกลาง (ค่าใช้จ่ายสูงสำหรับการทำความสะอาดรีเอเจนต์และการเปลี่ยนเมมเบรน) | ปานกลาง (การบริโภค coagulants สูง) |
| คุณภาพน้ำที่ใช้บังคับ | น้ำเสียที่มีความคลาดเคลื่อนสูงความแข็งสูงและอุณหภูมิสูง | น้ำเสียของแข็งที่เป็นกลางและถูกแขวนต่ำ | ขั้นตอนการปรับสภาพ |
ป้ายกำกับยอดนิยม: โมดูลเมมเบรนแบบแบน, ผู้ผลิตโมดูลเมมเบรนแบนของจีน, ซัพพลายเออร์, โรงงาน

