微濾膜在碳化硅行業(yè)中的應(yīng)用

1、<p>　　微濾膜在碳化硅行業(yè)中的應(yīng)用</p><p>　　摘要：招金膜天將自己的微濾膜成功應(yīng)用在碳化硅行業(yè)。 </p><p>　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高,人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求越來(lái)越高,廢水處理人多數(shù)只有負(fù)的經(jīng)濟(jì)效益,無(wú)疑這使許多企業(yè)無(wú)法承受額外的廢水處理費(fèi)用,此外經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也帶來(lái)了水資源的日趨短缺,客觀上要求廢水能夠循環(huán)再利用。在這樣的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益最大化

2、的要求下,各種新型的、改良的高效的廢水處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,微濾技術(shù)就是其中引人注目的技術(shù)之一。本文綜述微濾技術(shù)在工業(yè)廢水----碳化硅生產(chǎn)行業(yè)的應(yīng)用。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：微濾 碳化硅 招金膜天 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TQ343+.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p>　　1 微濾技術(shù)處理碳化硅生產(chǎn)廢水的基本原理及其影響因素 <

3、/p><p>　　1．1微濾的基本原理 </p><p>　　中空纖維微濾膜是利用高分子材料采用特殊工藝制成的不對(duì)稱半透膜。它呈中空毛細(xì)管狀，管壁密布微孔，微濾膜的孔徑大約在0.001-0.1微米范圍內(nèi)，截留分子量約在1000-500000道爾頓，它的分離機(jī)理主要是靠物理的篩分作用。微濾分離時(shí)是在對(duì)料液施加一定壓力后，高分子物質(zhì)、膠體物質(zhì)因膜表面及微孔的一次吸附，在孔內(nèi)被阻塞而截留及膜表面的機(jī)

4、械篩分作用等三種方式被微濾膜阻止，在壓力的作用下，原液在膜內(nèi)或膜外流動(dòng)，其中的溶劑或小分子可以透過(guò)膜，經(jīng)收集而成為微濾液，而其中的大分子物質(zhì)以及膠體粒子、細(xì)菌等被截留在膜外，被循環(huán)流動(dòng)的原液帶走而成為濃縮液，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離、濃縮。 </p><p>　　1．2微濾工作的影響因素 </p><p>　　微濾的操作壓力為0.1-0.6Mpa，溫度為0-45℃時(shí)，微濾的透過(guò)通量為1-120L

5、/m2?h，低于1Lm2?h時(shí)實(shí)用價(jià)值不大，微濾透過(guò)通量的影響因素如下。 </p><p>　?。?）料液流速提高料液流速雖然對(duì)減輕濃差極化、提高透過(guò)通量有利，但需要提高料液壓力，增加耗能。一般紊流體系中流速控制在1-3m/s。 </p><p>　?。?）操作壓力微濾膜透過(guò)通量與操作壓力的關(guān)系取決于膜和凝膠層的性質(zhì)。微濾過(guò)程為凝膠化模型，膜透過(guò)通量與壓力無(wú)關(guān)，這時(shí)的通量成為臨界透過(guò)通量。

6、實(shí)際操作壓力應(yīng)在極限通量附近進(jìn)行，此時(shí)的操作壓力約為<0.6Mpa。 </p><p>　　（3）溫度操作溫度主要取決于所處理的物料的化學(xué)、物理性質(zhì)。由于高溫可降低料液的黏度，增加傳質(zhì)效率，提高透過(guò)通量，因此應(yīng)在允許的最高溫度下操作。 </p><p>　?。?）運(yùn)行周期隨著微濾過(guò)程的進(jìn)行，在膜表面逐漸形成凝膠層，使透過(guò)通量下降，當(dāng)通量達(dá)到某一最低數(shù)值時(shí)，就需要進(jìn)行沖洗，這段時(shí)間成為

7、運(yùn)行周期。運(yùn)行周期的變化與清洗情況有關(guān)。 </p><p>　?。?）進(jìn)料濃度隨著微濾過(guò)程的進(jìn)行。主題液流的濃度逐漸增加。此時(shí)黏度變大，使凝膠層厚度增加，從而影響透過(guò)通量。因此對(duì)主體液流應(yīng)定出最高允許濃度。 </p><p>　?。?）料液的預(yù)處理為了提高膜的透過(guò)通量，保證微濾膜的正常穩(wěn)定運(yùn)行，根據(jù)需要應(yīng)對(duì)料液 進(jìn)行預(yù)處理。 </p><p>　　（7）膜的清洗膜必

8、須進(jìn)行定期沖洗，以保持一定的透過(guò)量，并能延長(zhǎng)膜的使壽命。 </p><p>　　2微濾技術(shù)在碳化硅行業(yè)的應(yīng)用 </p><p>　　招金膜天看重產(chǎn)品的銷(xiāo)售更看重微濾市場(chǎng)的持續(xù)有序發(fā)展，所以在提供高品質(zhì)的產(chǎn)品同時(shí)，積極拓展微濾膜的新領(lǐng)域新應(yīng)用。2008年山東招金膜天有限責(zé)任公司與某碳化硅行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)通過(guò)多年的合作與研發(fā)，采用熱致相法生產(chǎn)的高強(qiáng)度PP膜回收碳化硅生產(chǎn)廢水，實(shí)現(xiàn)了碳化硅的回收與

9、水的再利用。碳化硅又稱金鋼砂或耐火砂。分子式為SiC，其硬度介于剛玉和金剛石之間，機(jī)械強(qiáng)度高于剛玉，用于多晶硅，晶硅片切割、可作為磨料和其他某些工業(yè)材料使用。碳化硅的生產(chǎn)過(guò)程為：破碎→化學(xué)處理→水洗→漂洗。一般廠家在經(jīng)過(guò)水洗分層選級(jí)時(shí)均采用純凈水對(duì)其進(jìn)行漂洗，大的碳化硅顆?？山?jīng)過(guò)沉淀，而一些極小微粒在水中處于懸浮狀態(tài)，無(wú)法沉淀，廠家無(wú)法回收，只好排放，排放一是對(duì)大自然造成很大的危害，二是浪費(fèi)碳化硅資源及水源。采用微濾裝置對(duì)碳化硅生產(chǎn)廢水

10、過(guò)濾后，水中的碳化硅被濃縮收集回收再利用，微濾淡水可以回收再利用，實(shí)現(xiàn)了零排放。經(jīng)濟(jì)效益顯著。 </p><p>　　3微濾在碳化硅生產(chǎn)廢水中的技術(shù)參數(shù) </p><p>　　我公司的PP材質(zhì)的微濾膜過(guò)濾用于碳化硅生產(chǎn)廢液，該項(xiàng)目碳化硅生產(chǎn)廢水是以對(duì)水中碳化硅回收為目的，廢水水質(zhì)情況：濁度＜1000NTU的碳化硅生產(chǎn)廢水。經(jīng)過(guò)膜天PP微濾膜裝置處理后，設(shè)備出水濁度保持低于30NTU。 &l

11、t;/p><p>　　采用外壓式低壓錯(cuò)流方式運(yùn)行。運(yùn)行方式上采用大循環(huán)小通量的方式，系統(tǒng)采用90%的回收率。外壓式微濾膜組件的特點(diǎn)：膜絲外空間大，膜表面積較大，水通量較大，因而其在運(yùn)行時(shí)納污量大、抗堵塞，對(duì)原水水質(zhì)要求低，適用水質(zhì)范圍較廣，故適合用于濁度大的廢水處理系統(tǒng)。 </p><p>　　PP膜的專用設(shè)備的工作流程為：工作→維護(hù)（逆洗→反沖洗→氣洗）→工作。當(dāng)產(chǎn)水通量下降20%或者進(jìn)水壓

12、力增大20%的時(shí)候，進(jìn)行化學(xué)清洗維護(hù)。 </p><p>　　微濾膜的特點(diǎn)闡述：一是針對(duì)碳化硅硬度高，切割強(qiáng)等特點(diǎn)，采用了熱致相法生產(chǎn)的PP膜，該膜韌性強(qiáng)，耐拉伸強(qiáng)度高等特點(diǎn)，這是其他膜材質(zhì)無(wú)法替代的優(yōu)點(diǎn)。我公司在PP膜的生產(chǎn)過(guò)程中將膜絲直徑增大了約2mm，相對(duì)增加在膜管中膜絲之間的通道，不易堵塞。二是將膜絲過(guò)濾直徑定在0.2um左右，在工藝設(shè)備制作中，將碳化硅漂洗水先通過(guò)多級(jí)沉淀過(guò)濾：斜板過(guò)濾→板框壓濾機(jī)→50

13、um袋式過(guò)濾器，后經(jīng)過(guò)關(guān)鍵設(shè)備PP膜專用設(shè)備。 </p><p>　　PP膜組件，DN200，膜面積：25m2,膜絲：內(nèi)徑：1.3~1.5mm,外徑：1.8~2mm。 </p><p>　　河南某碳化硅系統(tǒng)，本次設(shè)置 3臺(tái)50m3/h微濾裝置，微濾裝置系統(tǒng)工藝： </p><p>　　微濾進(jìn)水泵→微濾裝置→微濾產(chǎn)水箱→供水 </p><p>

14、<b>　　反洗水泵 </b></p><p>　　在設(shè)備運(yùn)行方面，具體參數(shù)為： </p><p>　　●我們根據(jù)膜通量衰減情況，設(shè)備運(yùn)行40分鐘左右進(jìn)行自動(dòng)反洗一次。 </p><p>　　●氣洗一分鐘，開(kāi)啟反洗水泵，側(cè)排30秒，上下排1分鐘，最后正沖10秒，投入使用。 </p><p>　　●整個(gè)過(guò)程自動(dòng)化程度高，可

15、以做到無(wú)人職守。 </p><p>　　●氣洗量：3~4m3/min，氣壓：0.5公斤 </p><p>　　●反洗強(qiáng)度：80-100L/m2、 </p><p><b>　　回收經(jīng)濟(jì)效益： </b></p><p>　　微濾的濃水（含細(xì)小碳化硅粉）回到碳化硅生產(chǎn)工藝中的多級(jí)沉淀池前端，每天的回收量為0.6噸，目前市場(chǎng)碳