Рециклируема sic uf мембрана

 

1. Преглед на продукта: Технологичен пробив в новите неорганични мембранни материали

Against the backdrop of increasingly severe global water pollution, Silicon Carbide (SiC) ceramic membranes, as a new type of non-oxide inorganic membrane material, are becoming the core technical support in the field of water treatment due to their excellent performance. The product is formed by high-temperature sintering using recrystallization technology, with its separation layer, transition layer, and porous support layer all composed of 100% SiC material, forming a three-dimensional structure with precise pore size distribution. According to differences in membrane structure, it is mainly divided into two categories: tubular membranes and flat-sheet membranes. Tubular membranes consist of a separation layer, transition layer, and support layer, while flat-sheet membranes are composed of a separation layer и поддържащи слой . и двете имат точност на филтрация, варираща от микрофилтрация (MF) до ултрафилтрация (UF) (обхват на размера на порите 0 . 01–10 μm), ефективно разделящи се суспендирани твърди вещества, колоиди, бактерии и макромолекулярни органики в течности.

 

The birth of SiC ceramic membranes has subverted the application limitations of traditional membrane materials{{0}} Their technical core lies in the SiC crystal network structure formed through high-temperature sintering, which not only inherits the high hardness (Mohs hardness 9.5) and high mechanical strength (compressive strength>=300MPa) of silicon carbide itself but also endows the membrane with excellent thermal stability (resistant to 800℃high temperature) and chemical stability (tolerant to strong acids and alkalis with pH 0–14 and all organic solvents). These properties make it irreplaceable in industrial wastewater treatment, pure water preparation, oil-water separation, and other fields, becoming one of the fastest-growing new Технологии за разделяне на мембраната.

 

2. Основни предимства: многоизмерни лидерски и технически бариери за ефективност и технически бариери

(1) Предимства на материалното изпълнение

Изключителна химическа стабилност: Compared with polymer membranes (such as PVDF, PAN) that are prone to degradation in strong acid-base environments, SiC ceramic membranes can operate stably in extreme media such as concentrated hydrochloric acid, concentrated sulfuric acid, and sodium hydroxide, even resisting highly corrosive systems like aqua regia. This gives them unique advantages in Обработка на отпадни води с висока дистрикулт за металургия, химическа индустрия и т.н. .

Пробив в термичната стабилност: Polymer membranes typically withstand temperatures below 40℃, alumina ceramic membranes and metal membranes below 300℃, while SiC ceramic membranes can stably operate up to 800℃in air. They excel in scenarios such as steam sterilization and high-temperature wastewater treatment. For example, in high-temperature treatment processes for Депа на депа, те елиминират необходимостта от предварително третиране, като директно намаляват разходите за потребление на енергия .

Механична якост и устойчивост на износване: The support layer and separation layer of SiC ceramic membranes have high bonding strength, resisting scouring and wear. They can withstand operating pressures of 1–2 bar (lower than 3–4 bar for alumina membranes and 4–6 bar for metal membranes), and are less prone to membrane filament breakage or structural damage in high-turbidity wastewater Лечение . Техният експлоатационен живот може да достигне 5–8 години, 3–5 пъти по -голям от този на обикновените полимерни мембрани .

 

(2) Предимства на производителността на разделянето

Свойства с висок поток и анти-изгаряне: SIC керамичните мембрани имат отворена порьозност 40%-50%, като чистият воден поток достига 3–4 m³/(m² · h), повече от 30 пъти по -голям от този на полимерните мембрани (0 . 08–0,12 m³/(m² · h)). Тяхната хидрофилна и олеофобна повърхност (ъгъл на контакт<5°) enables efficient interception of oil droplets in oil-water separation while allowing water to pass through rapidly. For example, in oily wastewater treatment, the oil interception rate can reach over 99.9%, and an oil pollution layer is less likely to form.

Точна способност за обсаждане: Чрез контролиране на процеса на синтероване, разпределението на размера на порите на SIC мембрани е силно концентрирано (отклонение по -малко или равно на 5%), което позволява прецизно разделяне на вещества с различни размери на частиците . в чиста водна подготовка, те ефективно прихващат бактерии, колоиди и суспендирани твърди вещества до чиста вода, те ефективно прихващат бактериите, колоиди и суспендиращи се твърди вещества до PASTEL. Произведената водна мътност е<0.1 NTU, meeting drinking water standards.

 

(3) Предимства на процеса и разходите

Ефективна и енергоспестяваща филтриране на кръстосания поток: The SiC membrane separation system adopts the principle of "cross-flow filtration," where the feed liquid flows at high speed (1–3 m/s) inside the membrane tube. Driven by pressure, small-molecule permeate vertically passes through the membrane layer, while macromolecular concentrate is retained. This method reduces filter cake formation on the membrane Повърхност и намалява честотата на почистване, намалявайки консумацията на енергия с 30% -50% в сравнение с традиционната филтрация на задънена улица .

Интеграция на високата система: В сравнение с традиционните процеси на пречистване на водата (като филтрация на коагулационно-седиментация-пясък), системата за разделяне на мембраната на SIC намалява пространството на пода с повече от 50% и може да бъде модулно предназначена да се адаптира към различните нужди за пречистване на водата, особено подходящи за индустриални паркове с ограничени сухопътни ресурси или аварийни водоснабдяващи сценарии .}}}}}}}}}})

 

Индикатори за ефективност	SIC керамична мембрана	Полимерна мембрана	Керамична мембрана Al₂o₃	Метална мембрана
Поддържащ материал	100% sic	Полимер	Оксид	Метална опора
Мембранен филтрационен слой материал	100% sic	PS/PVC/PAN и т.н. .	Оксид	Оксидно покритие
Твърдост	Високо (MOHS 9.5)	Ниско	Високо	Високо
Работно налягане	1–2 бар	1–2 бар	3–4 бар	4–6 бар
Чист воден поток	3–4 m³/(m²·h)	0.08–0.12 m³/(m²·h)	0.25–3 m³/(m²·h)	0.25–0.5 m³/(m²·h)
Температурно съпротивление	800 градуса (AIR)	<40℃	<300℃	<300℃

 

3. Процеси на подготовка: Практики за индустриализация на разнообразни технически маршрути

(1) Метод на опаковане на частици (метод на синтероване с твърдо състояние)

Произведен от пореста керамична технология за подготовка, този метод е основният процес за търговско производство на SIC керамични мембрани . Основният му принцип е допинг на малки частици в суровини с големи частици и използване на нискотемпературни характеристики на синтероване на фини частици, за да образуват връзване на шията между големи частици при високи температури, запазващи се през порите .}. Прахът се смесва с дисперсант и среда за смилане на топката, за да се направи суспензия, която се покрива върху повърхността на опора чрез потапяне . средата в сушата прониква в опората чрез капилярно действие, а SIC частици се натрупват, за да образуват мембранен слой . след изсушаване, след изсушаване, синариран в мембран при 1400-1600 градуса .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}.

 

Предимства: Проста работа, ниски изисквания за оборудване, контролируеми производствени разходи и добър баланс между порьозността и механичната якост на готовата мембрана .
Приложение: Повече от 80% от SIC керамичните мембрани на пазара се приготвят от този процес, широко използвани при напреднала обработка на общински отпадни води, повторна употреба на индустриални отпадни води и други полета .

 

(2) Карботермален метод за намаляване на синтероването

Using silicon sources (such as SiO₂) and carbon sources (such as phenolic resin) as raw materials, they are uniformly mixed, coated on the support, and subjected to carbothermal reduction reaction (temperature 1000–1300℃) in an argon or vacuum environment to generate SiC crystals and form a membrane layer. This process often needs to be combined with the sol-gel method for film formation, but it има проблеми като тежки условия за формиране на филми, висока степен на дефект и нисък добив (<60%).

 

Предимства: Широки източници на суровина и по-ниска температура на реакцията от метода на опаковане на частици . Ако проблемът с дефектите на образуването е решен, се очаква да се конкурира с метода на опаковане на частици в полето с ниска цена .
Ограничение: В момента той се използва най -вече за лабораторни изследвания с малко индустриални приложения .

 

(3) Метод на полимерна пиролиза

Ceramic precursors (such as polycarbosilane) are dissolved or melted, coated on the support, and converted into inorganic SiC ceramics through high-temperature pyrolysis at about 1000℃. This method is common for preparing non-oxide ceramics abroad. The membrane layer has controllable thickness (5–20μm) and simple process, but the high cost of Прекурсорните суровини ограничават мащабното му приложение .

 

Предимства: Добра равномерност на мембранния слой, подходяща за приготвяне на високоточни ултрафилтрационни мембрани, особено в полета от висок клас, като електронна чиста вода за чиста вода .
Приложение: Пилотни приложения в ултра-пури за предварително третиране за полупроводниковата индустрия .

 

(4) Химическо отлагане на пари (CVD)

SIC тънки филми се отлагат върху опорната повърхност чрез газо-фазни реакции (като разлагане на SIH₄ и CH₄ при високи температури) . Полученият мембранен слой има висока плътност, малък размер на порите (<0.01μm), but complex process, extremely high cost, and low flux.

 

Предимства: Силна контролируемост на мембранния слой, подходяща за отделяне на газ в полупроводниковата промишленост или с висока течна фаза на полупроводници .
Ограничение: Понастоящем се прилага главно в научни изследователски области от висок клас, които все още не са широко популяризирани при пречистване на вода .

 

4. Полета за кандидатстване: Покритие на пълен етап от промишлена обработка до чиста вода за подготовка

(1) Чиста вода и подготовка на вода с ултра пудра

Основното прилагане на SIC керамични мембрани в чиста вода се крие в тяхната високоточна филтрация и стабилни характеристики:

 

Разширено третиране на общинска питейна вода: As a secondary or tertiary advanced treatment process, SiC ultrafiltration membranes can effectively remove Escherichia coli (interception rate >99 . 99%), водорасли, колоиди и органична материя във вода. В комбинация с адсорбция на активен въглерод, произведеното качество на водата надвишаваСтандарти за качество на питейната вода(GB 5749-2022), особено подходящ за райони с лошо качество на водоизточника . Например, водна инсталация по протежение на река Янгце използва процес на "sic membrane + ozone-biochar", постигайки мътност<0.05NTU and organic matter removal rate >85% след лечение .

Промишлено производство на чиста вода: In electronics, power, pharmaceutical, and other industries, SiC membranes can serve as a pretreatment unit for reverse osmosis (RO), intercepting suspended solids, bacteria, and colloids in water to prevent RO membrane pollution and extend its service life. A semiconductor wafer factory uses a SiC ultrafiltration membrane + RO process, producing water with a Съпротивление от 18 . 2MΩ · cm, отговарящи на изискванията за вода за почистване на вафли 12- инча.

Аварийно водоснабдяване и обезсоляване на морската вода: The anti-fouling property of SiC membranes makes them outstanding in emergency disaster relief, directly treating surface water such as rivers and lakes to quickly provide drinking water. In seawater desalination pretreatment, compared with traditional sand filtration + security filters, the SiC membrane system can withstand high-turbidity seawater (turbidity >50ntu), намаляване на риска от замърсяване от последващи RO мембрани .

 

(2) Разширено лечение и повторна употреба на индустриални отпадни води

Тежка метална пречистване на отпадни води: Using the corrosion resistance and sieving effect of SiC membranes, heavy metal ions such as copper, nickel, and cadmium in wastewater can be intercepted (interception rate >99%) ., комбинирани с химически валежи, отпадъчните води отговарят на стандарта на първо ниво наЦялостен стандарт за освобождаване от отпадни води(GB 8978-1996). An electroplating plant uses a "SiC membrane + ion exchange" process, achieving a wastewater reuse rate of 70% and saving 100,000 tons of water annually.

Обработка на органични отпадни води с висока концентрация: При преработка на храни, пивоварство и други индустрии, SIC мембраните могат да разделят макромолекулни органични вещества като протеини и нишесте в отпадъчните води, със скорост на изхвърляне на треска от 60%–80%, изсветляване на товара за последваща коктективна третиране . пивоварна използва „анаеробална красавица“ + sic membran<50mg/L, meeting direct discharge requirements.

 

(3) Разделяне на маслена вода и специална средна третиране

Индустриална мазна отпадни води: For oily wastewater (oil concentration 50–5000mg/L) in mechanical processing, petroleum 开采,and other industries, the hydrophilic and oleophobic properties of SiC ceramic membranes can efficiently separate floating oil, emulsified oil, and even dissolved oil, with an oil interception rate >99,9% и съдържание на масло от отпадни води<5mg/L, meeting the petroleum category discharge standard in the Цялостен стандарт за освобождаване от отпадни води. Станцията на нефтеното находище използва система за мембрана SIC за лечение на 5, 000 тонове произведена вода дневно, с обработените изисквания за качество на качеството на водата .

Органично разделяне на разтворителя: Using the solvent resistance of SiC membranes, solute separation can be achieved in organic solvent systems such as methanol, ethanol, and acetone. For example, in the solvent recovery process of the pharmaceutical industry, SiC membranes can intercept pharmaceutical intermediates while allowing solvents to be recycled, reducing production costs.

 

(4) Пречистване на газ и други нововъзникващи полета

The application of SiC ceramic membranes in gas dust removal is expanding. Their high-temperature resistance enables them to intercept PM2.5, heavy metal vapors, and other pollutants in flue gas at 300–600℃, showing promise in ultra-low emission retrofits for thermal power and steel industries. Additionally, in gas separation fields such Като пречистване на биогаз и разделяне на водород, високият поток и стабилността на SIC мембраните също демонстрират потенциал.

 

5. Технически принцип: Ефективният механизъм за разделяне на филтрацията на кръстосания поток

 

 

6. Пазарна перспектива и техническа перспектива

With the advancement of the "Double Carbon" goal and the upgrading of water resource recycling needs, the SiC ceramic membrane market is growing at an annual rate of over 20%. It is estimated that the global SiC ceramic membrane market size will exceed $5 billion by 2025, with China, as the largest water treatment market, accounting for more than 35% of the demand. Current Bottlenecks, ограничаващи мащабното му приложение, включват високи разходи за подготовка (3–5 пъти повече от тези на полимерните мембрани), дългосрочната оперативна стабилност, която трябва да се проверява при сложно качество на водата, и необходимостта от по-нататъшно оптимизиране на технологията за почистване на мембраната .

 

Бъдещото технологично развитие ще се съсредоточи върху три посоки:

 

Пробив в процесите на подготовка на ниски разходи: Чрез оптимизиране на формулата за подпомагане на синтероване на метода на опаковане на частици или преодоляване на дефектите на филмово-образуващите се дефекти на метода на карботермално намаляване, производствените разходи ще бъдат намалени с повече от 30%, насърчавайки популяризацията при общинската обработка на водата .}}}}}}}}}}}}}}}}}

Модификация на повърхността на функционалната мембрана: Технологията на наноколирането ще се използва за подобряване на свойството против завой на мембраните, като присаждане на хидрофилни групи за намаляване на адсорбцията на органични вещества или зареждане на фотокаталитични материали за мембранно почистване на мембрана, удължаване на експлоатационния живот .

Интелигентна интеграция на системата: Комбинирано с IoT технология, ще бъдат разработени онлайн мониторинг на мембраната и автоматични системи за почистване за постигане на интелигентна настройка на работни параметри, като допълнително намаляват ръчните разходи за поддръжка .

 

As a "green technology" in the water treatment field, SiC ceramic membranes are redefining water treatment standards with their excellent performance. From industrial wastewater reuse to electronic-grade ultra-pure water preparation, their application boundaries continue to expand. With technological maturity and cost reduction, this new material is expected to become the core support for solving global water resource crises, providing a solid technical guarantee for Изграждане на екологична цивилизация на "ясни води и буйни планини ."

 

 

Популярни тагове: Рециклируема SIC UF мембрана, China Recyclable SIC UF Membrane Производители, доставчици, фабрика