पुनरावर्तनीय sic uf झिल्ली

 

1. उत्पाद अवलोकन: नए अकार्बनिक झिल्ली सामग्री में एक तकनीकी सफलता

तेजी से गंभीर वैश्विक जल प्रदूषण की पृष्ठभूमि के खिलाफ, सिलिकॉन कार्बाइड (एसआईसी) सिरेमिक झिल्ली, एक नए प्रकार के गैर-ऑक्साइड अकार्बनिक झिल्ली सामग्री के रूप में, जल उपचार के क्षेत्र में मुख्य तकनीकी सहायता बन रही है, जो कि उनके उत्कृष्ट प्रदर्शन के कारण है। 100% SIC सामग्री से बना, सटीक छिद्र आकार वितरण . के साथ एक तीन-आयामी संरचना का गठन, झिल्ली संरचना में अंतर के अनुसार, यह मुख्य रूप से दो श्रेणियों में विभाजित है: ट्यूबलर झिल्ली और फ्लैट-शीट झिल्ली . ट्यूबुलर शिल्पन, संक्रमण परतें, पृथक्करण परत और समर्थन परत . दोनों में माइक्रोफिल्ट्रेशन (एमएफ) से लेकर अल्ट्राफिल्ट्रेशन (यूएफ) (छिद्र आकार रेंज 0 . 01-10μM) तक निस्पंदन सटीकता है, कुशलता से निलंबित ठोस, कोलेड, बैक्टीरिया, और मैक्रोमोलेक्युलर ऑर्गेनिक्स को अलग करना।

 

SIC सिरेमिक झिल्ली के जन्म ने पारंपरिक झिल्ली सामग्री की आवेदन सीमाओं को समाप्त कर दिया है {{{0}}} उनके तकनीकी कोर उच्च-तापमान सिंटेरिंग के माध्यम से गठित Sic क्रिस्टल नेटवर्क संरचना में झूठ बोलते हैं, जो न केवल उच्च कठोरता (mohs handess 9 .} 5) और अधिक से अधिक पनपितता से मिलते हैं। कार्बाइड ही, लेकिन उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता (800 डिग्री उच्च तापमान के लिए प्रतिरोधी) और रासायनिक स्थिरता (पीएच 0-14 और सभी कार्बनिक सॉल्वैंट्स के साथ अल्कलिस के लिए सहिष्णु) के साथ झिल्ली को भी समाप्त कर देता है। प्रौद्योगिकियां।

 

2. मुख्य लाभ: बहु-आयामी प्रदर्शन नेतृत्व और तकनीकी बाधाएं

(1) सामग्री प्रदर्शन लाभ

असाधारण रासायनिक स्थिरता: बहुलक झिल्ली (जैसे कि पीवीडीएफ, पैन) के साथ तुलना में, जो मजबूत एसिड-बेस वातावरण में गिरावट के लिए प्रवण होते हैं, एसआईसी सिरेमिक झिल्ली चरम मीडिया में संचालित हो सकती है जैसे कि केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड, केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड, और सोडियम हाइड्रॉक्स, यहां तक ​​कि एक्वा रेगिया { धातुकर्म, रासायनिक उद्योग, आदि के लिए अपशिष्ट जल उपचार .

थर्मल स्थिरता में सफलता: पॉलिमर झिल्ली आमतौर पर 40 डिग्री से नीचे के तापमान का सामना करते हैं, एल्यूमिना सिरेमिक झिल्ली और 300 डिग्री से नीचे की धातु झिल्ली, जबकि एसआईसी सिरेमिक झिल्ली हवा में 800 डिग्री तक संचालित कर सकते हैं . लीचेट, वे शीतलन दिखावा की आवश्यकता को समाप्त कर देते हैं, सीधे ऊर्जा की खपत की लागत को कम करते हैं .

यांत्रिक शक्ति और पहनने के प्रतिरोध? उनकी सेवा जीवन साधारण बहुलक झिल्ली . के 5-8 वर्ष, 3-5 गुना तक पहुंच सकता है

 

(२) अलगाव प्रदर्शन लाभ

उच्च प्रवाह और एंटी-फाउलिंग गुण: SIC सिरेमिक झिल्ली में 40%-50%की एक खुली छिद्र होता है, जिसमें शुद्ध पानी का प्रवाह 3-4 m g/(m · · h) तक पहुंच जाता है, जो 30 गुना से अधिक बहुलक झिल्ली (0 . 08–0.12 m} (mic · h)) है। उनके हाइड्रोफिलिक और ओलेओफोबिक सतह (संपर्क कोण)<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.

सटीक सीनिंग क्षमता: सिन्टरिंग प्रक्रिया को नियंत्रित करके, एसआईसी झिल्ली का छिद्र आकार वितरण अत्यधिक केंद्रित होता है (5%से कम या उसके बराबर विचलन), शुद्ध पानी की तैयारी में अलग -अलग कण आकारों . के साथ पदार्थों के सटीक पृथक्करण को सक्षम करता है, वे प्रभावी रूप से बैक्टीरिया, कोलाइड्स, और सस्पेंडेड सॉलिड्स को 0 {3} 1} से ऊपर कर देते हैं। उत्पादित पानी की टर्बिडिटी है<0.1 NTU, meeting drinking water standards.

 

(३) प्रक्रिया और लागत लाभ

कुशल और ऊर्जा-बचत क्रॉस-प्रवाह निस्पंदन? झिल्ली की सतह और सफाई की आवृत्ति को कम कर देता है, पारंपरिक डेड-एंड निस्पंदन की तुलना में ऊर्जा की खपत को 30% -50% तक कम करता है .

उच्च तंत्र एकीकरण: पारंपरिक जल उपचार प्रक्रियाओं (जैसे कि जमावट-सेडिमेंटेशन-सैंड निस्पंदन) की तुलना में, एसआईसी झिल्ली पृथक्करण प्रणाली फर्श की जगह को 50% से अधिक कम कर देती है और इसे अलग-अलग पैमाने पर जल उपचार की जरूरतों के अनुकूल बनाने के लिए तैयार किया जा सकता है, विशेष रूप से सीमित भूमि संसाधनों या आपातकालीन जल आपूर्ति परिदृश्यों के साथ औद्योगिक पार्कों के लिए उपयुक्त .}

 

प्रदर्शन सूचक	सिरेमिक झिल्ली	बहुलक झिल्ली	सिरेमिक झिल्ली	धातु की झिल्ली
सामग्री का समर्थन करें	100% sic	पॉलीमर	ऑक्साइड	धातु का समर्थन
झिल्ली निस्पंदन परत सामग्री	100% sic	Ps/pvc/pan, आदि .	ऑक्साइड	ऑक्साइड कोटिंग
कठोरता	उच्च (मोह 9.5)	कम	उच्च	उच्च
परिचालन दाब	1-2 बार	1-2 बार	3-4 बार	4-6 बार
शुद्ध पानी का प्रवाह	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)
तापमान प्रतिरोध	800 डिग्री (वायु)	<40℃	<300℃	<300℃

 

3. तैयारी प्रक्रियाएं: विविध तकनीकी मार्गों के औद्योगिकीकरण प्रथाओं

(1) कण पैकिंग विधि (ठोस-राज्य सिंटरिंग विधि)

झरझरा सिरेमिक तैयारी तकनीक से व्युत्पन्न, यह विधि SIC सिरेमिक झिल्ली के वाणिज्यिक उत्पादन के लिए मुख्यधारा की प्रक्रिया है . इसका मुख्य सिद्धांत छोटे कणों को बड़े-कणों SIC कच्चे माल में डोपिंग कर रहा है और उच्च तापमान के लिए कम तापमान वाले सिन्टरिंग विशेषताओं का उपयोग कर रहा है। पाउडर को एक घोल बनाने के लिए बॉल मिलिंग के लिए एक फैलाव और मध्यम के साथ मिलाया जाता है, जिसे डुबकी-कोटिंग . द्वारा समर्थन सतह पर लेपित किया जाता है। स्लरी में माध्यम केशिका एक्शन द्वारा समर्थन में प्रवेश करता है, और SIC कणों को एक झिल्ली परत . के बाद संचित करता है, जो कि एक संकलन में है।

 

लाभ: सरल संचालन, कम उपकरण की आवश्यकताएं, नियंत्रणीय उत्पादन लागत, और तैयार झिल्ली की यांत्रिक शक्ति के बीच अच्छा संतुलन .
आवेदन: बाजार पर 80% से अधिक SIC सिरेमिक झिल्ली इस प्रक्रिया द्वारा तैयार किए जाते हैं, व्यापक रूप से उन्नत नगरपालिका अपशिष्ट जल उपचार, औद्योगिक अपशिष्ट जल पुन: उपयोग, और अन्य क्षेत्रों . में उपयोग किया जाता है

 

(२) कार्बोथर्मल रिडक्शन सिन्टरिंग मेथड

कच्चे माल के रूप में सिलिकॉन स्रोतों (जैसे कि Sio₂) और कार्बन स्रोतों (जैसे कि फेनोलिक राल) का उपयोग करना, वे समान रूप से मिश्रित होते हैं, समर्थन पर लेपित होते हैं, और एक आर्गन या वेक्यूम वातावरण में कार्बोथर्मल कमी प्रतिक्रिया (तापमान 1000-1300 डिग्री) के अधीन होते हैं, जो कि आसानी से तैयार होते हैं {2 {2 {2} के लिए इसमें कठोर फिल्म बनाने की स्थिति, उच्च दोष दर और कम उपज जैसी समस्याएं हैं (<60%).

 

लाभ: कण पैकिंग विधि की तुलना में वाइड कच्चे माल के स्रोत और कम प्रतिक्रिया तापमान . यदि गठन दोष समस्या हल हो जाती है,
परिसीमन: वर्तमान में, यह ज्यादातर कुछ औद्योगिक अनुप्रयोगों के साथ प्रयोगशाला अनुसंधान के लिए उपयोग किया जाता है .

 

(3) बहुलक पाइरोलिसिस विधि

सिरेमिक अग्रदूतों (जैसे कि पॉलीकार्बोसिलैन) को भंग या पिघलाया जाता है, समर्थन पर लेपित किया जाता है, और लगभग 1000 डिग्री . में उच्च तापमान पायरोलिसिस के माध्यम से अकार्बनिक एसआईसी सिरेमिक में परिवर्तित किया जाता है। Precursor कच्चे माल अपने बड़े पैमाने पर आवेदन . को सीमित करता है

 

लाभ: अच्छी झिल्ली परत एकरूपता, उच्च-परिशुद्धता अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली तैयार करने के लिए उपयुक्त है, विशेष रूप से उच्च अंत वाले क्षेत्रों में जैसे कि इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड शुद्ध पानी की तैयारी .
आवेदन: सेमीकंडक्टर उद्योग के लिए अल्ट्रा-प्यूर वाटर प्रेट्रिटमेंट में पायलट एप्लिकेशन .}

 

(४) रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी)

एसआईसी पतली फिल्मों को गैस-चरण प्रतिक्रियाओं के माध्यम से समर्थन सतह पर जमा किया जाता है (जैसे कि उच्च तापमान पर SIH₄ और Ch₄ का अपघटन) . प्राप्त झिल्ली परत में उच्च घनत्व, छोटे छिद्र आकार होते हैं (<0.01μm), but complex process, extremely high cost, and low flux.

 

लाभ: मजबूत झिल्ली परत नियंत्रणीयता, अर्धचालक उद्योग में गैस पृथक्करण के लिए उपयुक्त या उच्च शुद्धता वाले तरल-चरण पृथक्करण .
परिसीमन: वर्तमान में मुख्य रूप से उच्च-अंत वैज्ञानिक अनुसंधान क्षेत्रों में लागू किया गया है, अभी तक व्यापक रूप से जल उपचार में बढ़ावा नहीं दिया गया है .

 

4. एप्लिकेशन फ़ील्ड: औद्योगिक उपचार से शुद्ध पानी की तैयारी तक पूर्ण-दृश्य कवरेज

(1) शुद्ध पानी और अल्ट्रा-प्यूर पानी की तैयारी

शुद्ध पानी में SIC सिरेमिक झिल्ली का मुख्य अनुप्रयोग उनके उच्च-सटीक निस्पंदन और स्थिर प्रदर्शन में निहित है:

 

नगरपालिका पेयजल का उन्नत उपचार: As a secondary or tertiary advanced treatment process, SiC ultrafiltration membranes can effectively remove Escherichia coli (interception rate >99 . 99%), शैवाल, कोलाइड्स और पानी में कार्बनिक पदार्थ। सक्रिय कार्बन सोखना के साथ संयुक्त, उत्पादित पानी की गुणवत्ता से अधिक हैपीने के पानी की गुणवत्ता के लिए मानक।<0.05NTU and organic matter removal rate >85% उपचार के बाद .

औद्योगिक शुद्ध जल उत्पादन: इलेक्ट्रॉनिक्स, पावर, फार्मास्युटिकल, और अन्य उद्योगों में, एसआईसी झिल्ली रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) के लिए एक प्रीट्रीटमेंट यूनिट के रूप में काम कर सकते हैं, निलंबित ठोस, बैक्टीरिया, और पानी में कोलाइड्स को आरओ मेम्ब्रेन प्रदूषण को रोकने के लिए और एक सेमीकॉन्डक्टर वेफ्रैफ्रेंस के साथ एक सेमीकॉन्ड्रेशन वेरफ्रैशन, 18 . 2m no · cm, 12- इंच वेफर सफाई के लिए पानी की आवश्यकताओं को पूरा करना।

आपातकालीन जल आपूर्ति और समुद्री जल अलवणीकरण: 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), बाद के आरओ झिल्ली के प्रदूषण जोखिम को कम करना .

 

(2) उन्नत उपचार और औद्योगिक अपशिष्ट जल का पुन: उपयोग

भारी धातु अपशिष्ट जल उपचार: 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%) . रासायनिक वर्षा के साथ संयुक्त, प्रवाह पहले स्तर के मानक को पूरा करता हैव्यापक अपशिष्ट जल निर्वहन मानक।

उच्च-सांद्रता कार्बनिक अपशिष्ट जल उपचार: खाद्य प्रसंस्करण, शराब बनाने, और अन्य उद्योगों में, एसआईसी झिल्ली मैक्रोमोलेक्युलर ऑर्गेनिक्स जैसे कि प्रोटीन और स्टार्च में अपशिष्ट जल में, 60%-80%की सीओडी हटाने की दर के साथ, बाद के जैव रासायनिक उपचार . के साथ लोड को हल्का कर सकते हैं, एक ब्रूवरी एक "अनारोबिक + एसआईसी मेमब्रान का उपयोग करता है,<50mg/L, meeting direct discharge requirements.

 

(३) तेल-पानी पृथक्करण और विशेष मध्यम उपचार

औद्योगिक तैलीय अपशिष्ट जल उपचार: 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% और तेल सामग्री का प्रवाह<5mg/L, meeting the petroleum category discharge standard in the व्यापक अपशिष्ट जल निर्वहन मानक. एक ऑयलफील्ड जॉइंट स्टेशन 5, 000 टन का इलाज करने के लिए एक SIC झिल्ली प्रणाली का उपयोग करता है, जो कि उपचारित पानी की गुणवत्ता की बैठक के साथ प्रतिदिन उत्पादित पानी का टन है। .

कार्बनिक विलायक पृथक्करण: SIC झिल्ली के विलायक प्रतिरोध का उपयोग करते हुए, सॉल्यूट पृथक्करण को मेथनॉल, इथेनॉल, और एसीटोन . जैसे कार्बनिक विलायक प्रणालियों में प्राप्त किया जा सकता है।

 

(४) गैस शोधन और अन्य उभरते हुए क्षेत्र

गैस धूल हटाने में SIC सिरेमिक झिल्ली का अनुप्रयोग . का विस्तार कर रहा है, उनके उच्च तापमान प्रतिरोध उन्हें PM2 . 5, भारी धातु वाष्प, और अन्य प्रदूषकों को 300-600 डिग्री पर, थर्मल पावर और स्टील उद्योगों के लिए वादा करने में सक्षम बनाता है। बायोगैस शुद्धि और हाइड्रोजन पृथक्करण, एसआईसी झिल्ली की उच्च प्रवाह और स्थिरता भी क्षमता प्रदर्शित करती है।

 

5. तकनीकी सिद्धांत: क्रॉस-फ्लो निस्पंदन का कुशल पृथक्करण तंत्र

 

 

6. बाजार की संभावना और तकनीकी दृष्टिकोण

"डबल कार्बन" लक्ष्य की उन्नति और जल संसाधन रीसाइक्लिंग आवश्यकताओं के उन्नयन के साथ, एसआईसी सिरेमिक झिल्ली बाजार 20% से अधिक . की वार्षिक दर से बढ़ रहा है। यह अनुमान लगाया जाता है कि वैश्विक एसआईसी सिरेमिक झिल्ली का आकार 2025 तक $ 5 बिलियन से अधिक होगा, जो कि चीन के साथ सबसे बड़ा जल उपचार बाजार के रूप में, अधिक से अधिक जल उपचार बाजार के रूप में, 35% के लिए, 35% के लिए, अधिक से अधिक जल उपचार बाजार के लिए। इसके बड़े पैमाने पर आवेदन को प्रतिबंधित करने में उच्च तैयारी लागत (बहुलक झिल्ली के 3-5 गुना), जटिल पानी की गुणवत्ता में सत्यापित करने के लिए दीर्घकालिक परिचालन स्थिरता, और झिल्ली फाउलिंग सफाई प्रौद्योगिकी के आगे अनुकूलन की आवश्यकता शामिल है .

 

भविष्य के तकनीकी विकास तीन दिशाओं पर ध्यान केंद्रित करेंगे:

 

कम लागत वाली तैयारी प्रक्रियाओं में सफलता: कण पैकिंग विधि के सिन्टरिंग एड फॉर्मूला का अनुकूलन करके या कार्बोथर्मल रिडक्शन मेथड के फिल्म बनाने वाले दोषों पर काबू पाने से, उत्पादन लागत 30%से अधिक कम हो जाएगी, नगरपालिका जल उपचार में लोकप्रियकरण को बढ़ावा देना .}}}}} {

कार्यात्मक झिल्ली सतह संशोधन: नैनोकोटिंग तकनीक का उपयोग झिल्ली की एंटी-फाउलिंग संपत्ति को बढ़ाने के लिए किया जाएगा, जैसे कि इन-सीटू झिल्ली की सफाई के लिए कार्बनिक पदार्थ सोखना या लोडिंग फोटोकैटलिटिक सामग्री को कम करने के लिए हाइड्रोफिलिक समूहों को ग्राफ्ट करना, सेवा जीवन का विस्तार करना .

बुद्धिमान तंत्र एकीकरण: IoT तकनीक के साथ संयुक्त, ऑनलाइन झिल्ली फाउलिंग मॉनिटरिंग और स्वचालित सफाई सिस्टम को ऑपरेटिंग मापदंडों के बुद्धिमान समायोजन को प्राप्त करने के लिए विकसित किया जाएगा, आगे मैनुअल रखरखाव लागतों को कम करना .

 

जल उपचार क्षेत्र में एक "हरी तकनीक" के रूप में, एसआईसी सिरेमिक झिल्ली अपने उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ जल उपचार मानकों को फिर से परिभाषित कर रहे हैं . औद्योगिक अपशिष्ट जल के पुन: उपयोग से इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड अल्ट्रा-शुद्ध पानी की तैयारी के लिए, उनकी आवेदन सीमाओं को एक प्रकार की भवन निर्माण के लिए एक सॉल्विंग, यह अपेक्षित रूप से शामिल करना, "स्पष्ट पानी और रसीला पहाड़ों की पारिस्थितिक सभ्यता ."

 

 

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