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在抗疫的战场上这类特种陶瓷材料正在大显身手

发布日期:2020-02-17 11:49 作者:OPE体育

  为应对人类面临的能源、资源、环境等重大问题,膜分离发展成为一种重要的高效节能的分离技术。膜材料与膜技术一直是国家鼓励发展和重点支持的领域,其中,无机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。主要以不同规格的氧化铝、氧化锆、氧化钛和氧化硅等无机陶瓷材料为支撑体,经表面涂膜、高温烧制而成。

  根据陶瓷膜结构及生产工艺特点分类,陶瓷膜可分为管式陶瓷膜和平板陶瓷膜两种。管式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,小分子物质透过膜、大分子物质被膜截留,从而达到分离、浓缩、纯化等目的。平板陶瓷膜板面密布微孔,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,以膜两侧的压力差为驱动力,以膜为过滤介质,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,以达到分离的目的。

  陶瓷平板膜材料作为国际近10年来开发的一种新型水处理用膜分离材料,与现有有机膜材料相比具有机械强度高、化学稳定性好、透水性高、耐氧化、易于清洗再生等优点,可有效解决现有其他膜材料在工程应用过程中存在的使用寿命短、易受酸、碱腐蚀等技术难题,特别适用于特殊介质、高浓度有机废水、难处理污水的处理。同时,陶瓷平板膜材料与传统管式陶瓷膜材料相比,更具有膜材料制造成本低、膜设备投资与运行成本低等优点,是目前国际上正在开发的极具发展潜力的一种新型无机膜分离材料。陶瓷平板膜用于膜法水处理,可实现印染、石化、医药行业等工业废水的深度处理,减少污染物排放,进而实现工业废水的资源化回用。

  陶瓷平板膜主要由膜支撑体和膜分离层组成。依据膜材料的形状和性能要求,目前国际上陶瓷平板膜支撑体的制备工艺主要为挤出成型和模压成型,膜层制备技术主要为溶胶-凝胶技术和固态粒子烧结技术。已开发出的陶瓷平板膜材质主要有碳化硅、二氧化钛、氧化铝等。其中,氧化铝质陶瓷平板膜具有原料来源广、综合性能优异、易于低温烧结、制造成本较低等优点。

  陶瓷平板膜材料的开发始于本世纪初。全球第一个陶瓷平板膜由德国ITN公司于2006年完成。随后,美国SJE-Rhombus公司、日本明电舍公司、新加坡Ceraflo公司以及国内山东工业陶瓷研究设计院有限公司等单位也开展了相应的研究工作。

  在国家有关政策的鼓励下,制膜企业在研发上的投入不断增加,技术瓶颈也不断突破,产业化进程也在加速。膜产业已形成相对完整的产业链,包括上游膜材料的研发和销售、中游膜组件的生产和销售及下游膜工程应用。水处理作为膜产业下游的一个重要应用领域,目前国内微滤/超滤技术相对成熟且占比较低,未来在水处理市场的份额有望提升。

  我国的陶瓷超滤膜、微滤膜等已达到国际先进水平,生产规模居于世界前列,但在陶瓷纳滤膜上鲜有与国外领军产品抗衡的产品。下一步我国的平板陶瓷膜发展重点是开发纳滤级平板陶瓷膜。目前,以德国ITN、日本明电舍为代表的国外公司已经实现了无机平板膜MBR的商业化应用,其中日本明电舍已进入中国市场。而巴安水务已收购了德国ITN公司67.65%的股权,在我国的平板陶瓷膜技术已应用到海水淡化领域。

  国内山东工业陶瓷研究设计院凭借自身在多孔陶瓷材料领域的研究优势和丰厚技术积累,通过持续高力度研发投入,完成了水处理用系列大尺寸陶瓷膜材料及组件的研究开发与市场化工作,使膜材料制造成本大幅降低,产品的开发应用受到用户的广泛好评。山东工业陶瓷研究设计院已经在纳米陶瓷平板膜的研究开发和标准化、自动化生产方面具有主导地位,其它公司如江苏久吾高科股份有限公司、合肥世杰膜工程有限责任公司、厦门三达膜科技有限公司、江苏新时高温材料股份有限公司等也都积极开展了国产平板陶瓷膜的制造和研发。

  近日,中国粉体网编辑从山东工业陶瓷研究设计院获悉,其接到某司《关于援建某市新冠肺炎备用病房的函》,急需陶瓷平板膜污水处理设备用于新冠病毒隔离病房医疗废水处理。经过3天不分昼夜、紧锣密鼓的生产,山东工陶院顺利完成了陶瓷平板膜组件生产组配任务并准时完成了发货。

  唐钰栋,薛友祥,赵世凯等.水处理用陶瓷平板膜制备.山东工业陶瓷研究设计院有限公司

  代晋国,秦玉兰,高明河等.平板陶瓷膜在污水处理中的应用.广西碧清源环保投资有限公司


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