場景:某鋰電材料企業(yè)需將前驅(qū)體漿料從固含量8%濃縮至35%,同時去除Na?(目標(biāo)<20ppm)。
方案:采用300nm陶瓷微濾膜,轉(zhuǎn)速2200rpm,錯流壓力0.3MPa,經(jīng)三級錯流洗濾后,Na?含量降至15ppm,濃縮后的漿料流動性良好,滿足后續(xù)噴霧干燥要求,收率達98%。
場景:DMC 溶劑初始含水量 200 ppm,需純化至≤20 ppm。
方案:使用親水性聚醚砜(PES)超濾膜,配合旋轉(zhuǎn)錯流工藝,在常溫下運行,透過液含水量 <10 ppm,通量維持 15 L/(m2?h),能耗為傳統(tǒng)精餾法的 1/3。 膜面流速 7-14m/s,湍流促發(fā)抑制濾餅堆積。電解液成膜添加劑VC中動態(tài)錯流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜設(shè)備好處
1. 生物發(fā)酵液的菌體濃縮與產(chǎn)物分離
某醫(yī)藥企業(yè)處理含菌體 12 g/L、黏度 80 mPa?s 的發(fā)酵液,采用 φ19 mm 旋轉(zhuǎn)陶瓷膜組件(孔徑 0.2μm),在轉(zhuǎn)速 1500 r/min、溫度 50℃條件下,連續(xù)運行 72 小時,通量穩(wěn)定在 80 L/(m2?h),菌體截留率>99%,濃縮倍數(shù)達 10 倍,相比傳統(tǒng)板框壓濾效率提升 5 倍,能耗降低 30%。
2. 化工高黏廢液處理與資源回收
某油墨廠處理含顏料顆粒 5%、黏度 300 mPa?s 的廢水,傳統(tǒng)袋式過濾需每 2 小時更換濾袋,且顏料回收率<60%;改用旋轉(zhuǎn)陶瓷膜(孔徑 0.5μm),在轉(zhuǎn)速 2000 r/min 下,通量穩(wěn)定在 40 L/(m2?h),顏料截留率>98%,濃縮液可直接回用于油墨配制,每年減少危廢處理費用 80 萬元。
3. 石油石化高黏體系分離
某油田處理含油 5000 mg/L、黏度 120 mPa?s 的稠油污水,傳統(tǒng)氣浮 - 砂濾工藝出水含油>50 mg/L,無法回用;采用碳化硅旋轉(zhuǎn)陶瓷膜(孔徑 0.05μm),在線速度 18 m/s 條件下,出水含油<5 mg/L,通量 50 L/(m2?h),可直接回注地層,替代傳統(tǒng) “三級處理 + 反滲透” 工藝,投資成本降低 40%。
安徽動態(tài)錯流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜生產(chǎn)企業(yè)溶膠 - 凝膠法制備的 SiC 陶瓷膜,通量提升 40% 且截留率穩(wěn)定。
1. 工藝參數(shù)優(yōu)化
旋轉(zhuǎn)速度:根據(jù)粉體粒徑調(diào)整(納米級粉體宜 10~20 m/s,微米級粉體 5~10 m/s),過高速度可能增加能耗,過低則易導(dǎo)致膜污染。
操作壓力:通常 0.1~0.5 MPa,高固含量體系(>20%)需采用低壓操作(0.1~0.2 MPa),避免膜面濾餅壓實。
洗滌液選擇:酸性、堿性或有機溶劑洗滌時,需匹配陶瓷膜的化學(xué)耐受性(如 HF 體系需選用 ZrO?陶瓷膜)。
2. 粉體特性適配
粒徑與濃度:適用粉體粒徑范圍 0.1 μm~100 μm,固含量建議≤30%(更高濃度需預(yù)濃縮),粒徑過小(如<0.1 μm)可能增加膜孔堵塞風(fēng)險,需搭配預(yù)過濾。
顆粒硬度:對于高硬度粉體(如石英砂),需控制旋轉(zhuǎn)速度以防膜面磨損,可選用涂層增強型陶瓷膜。
3. 經(jīng)濟性分析
初期投資:旋轉(zhuǎn)陶瓷膜設(shè)備成本為傳統(tǒng)靜態(tài)膜的 1.5~2 倍,但長期運行中(>3 年),因節(jié)水、節(jié)能、少維護,綜合成本可降低 30%~50%。
規(guī)模效應(yīng):處理量越大,單位能耗與設(shè)備成本分?jǐn)傇降停m合年產(chǎn)能>1 萬噸的粉體生產(chǎn)線。
工況:乳酸桿菌發(fā)酵液(菌體濃度 15g/L,活菌數(shù) 10?CFU/mL,適合溫度 30℃)。
工藝參數(shù):
膜組件:50nm 孔徑 α-Al?O?陶瓷膜(面積 20m2),轉(zhuǎn)速 200rpm,錯流速度 0.8m/s,溫控 28±1℃。預(yù)處理:離心除雜(3000rpm),pH 調(diào)至 5.0(乳酸桿菌等電點 pH 4.8)。
效果:
濃縮至 80g/L,活菌數(shù)保留率>95%(傳統(tǒng)離心法活菌損失 30%);透過液濁度<1NTU,可回用至培養(yǎng)基配制。
與傳統(tǒng)板框過濾相比,操作時間縮短 60%,人工成本降低 70%,且避免板框壓濾時的高剪切破壞(壓濾過程剪切力可達 1000Pa)。
微藻濃縮至 600-700g/L,取代離心機降低能耗。
茶多酚提純:從綠茶提取液中用50nm陶瓷膜去除大分子蛋白和多糖,再通過納濾膜濃縮茶多酚(純度從20%提升至90%以上),收率≥92%,替代傳統(tǒng)的樹脂吸附法,減少有機溶劑使用。
膳食纖維分級:利用不同孔徑陶瓷膜(100nm-1μm)對果蔬纖維進行分級分離,獲得不同分子量的膳食纖維,分別用于食品添加劑(如低分子量纖維改善口感)和保健品(高分子量纖維促進腸道蠕動)。
案例:某保健品企業(yè)用陶瓷膜從葡萄籽提取物中分離原花青素,截留分子量100Da,純度從50%提升至95%,生產(chǎn)周期從傳統(tǒng)工藝的24小時縮短至8小時。 醬油、醋行業(yè)罐底濃液回收,提升資源利用率。氧化鋯制備中動態(tài)錯流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜前景
能耗 0.1-0.3kW/m2,比傳統(tǒng)管式膜節(jié)能 60%-80%。電解液成膜添加劑VC中動態(tài)錯流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜設(shè)備好處
從設(shè)備構(gòu)成來看,旋轉(zhuǎn)陶瓷膜過濾裝置通常包括料液罐、旋轉(zhuǎn)膜組、驅(qū)動結(jié)構(gòu)等部分。旋轉(zhuǎn)膜組由殼體、空心轉(zhuǎn)動軸和具有夾層的過濾膜片組成。轉(zhuǎn)動軸分為殼體內(nèi)的收液部和殼體外的出液部,二者內(nèi)部空間連通。過濾膜片安裝在收液部上,其夾層與收液部相連。出液部連接轉(zhuǎn)動驅(qū)動結(jié)構(gòu),并設(shè)有清液出口,殼體上設(shè)有進液口和濃液出口,進液口通過供料泵與料液罐連通,濃液出口通過濃液回流閥連通料液罐。部分裝置還配備反沖罐,用于對膜片進行反沖洗,以恢復(fù)膜的性能,延長使用壽命。電解液成膜添加劑VC中動態(tài)錯流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜設(shè)備好處