Керамические микро- и ультрафильтрационные мембраны

Керамические мембраны отличаются особенно высокой химической и температурной стойкостью. Мембраны имеют многослойную структуру, состоящую из высокопористой матрицы с нанесенными на поверхность ее внутренних каналов разделительными слоями [111–116]. Такие мембранные элементы выпускаются различных типов.

• Одноканальный цилиндрический элемент. Внешний диаметр – 9,5 мм, внутренний диаметр – 5,0 мм, длина – 830 мм, размеры пор селективного слоя – 0,2–0,4 мкм; размеры пор подложки – 4–6 мкм, производительность по дистиллированной воде – 400–1000 л/(м 2 ·ч).
• Семиканальный цилиндрический элемент. Диаметр – 23,5 мм, диаметр каналов – 3,6– 4,0 мм, длина – 830 мм, размеры пор селективного слоя – 5–7; 1,0–2,5; 0,2–0,5 мкм; размеры пор подложки – 10–15 мкм, производительность по дистиллированной воде – 300–900 л/(м 2 ·ч), площадь фильтрации – 0,1 м 2.
• Девятнадцатиканальный шестигранный элемент. Шестигранник – 34 мм, диаметр каналов – 5 мм (1 шт.), 4,5 мм (6 шт.), 3,4– 4,0 мм (12 шт.), длина – 830 мм, размеры пор селективного слоя – 5–7; 1,0–2,5; 0,2–0,5 мкм, размеры пор подложки – 10–15 мкм, производительность по дистиллированной воде – 200–800 л/(м2 ·ч), площадь фильтрации – 0,2 м2.

3.1. Технические характеристики керамических мембран

Рис 3.8. Внешний вид керамических мембран

Преимущества керамических мембран перед полимерными:

– высокая термическая стойкость, температура эксплуатации до 400 ° С;

– стойкость в агрессивных средах с рН 0–13;

– стойкость в эрозионных потоках со скоростями 5–10 м/с;

– возможность эксплуатации при высоких перепадах давления (10–15 атм) при фильтровании и обратной промывке;

– высокая (90–95 %) пористость и трещиностойкость мембран.

Производство керамических мембран основано на последовательном получении пористой керамической заготовки с нанесением на нее тонкого разделительного слоя.

Керамическая основа формируется путем экструзии формовочной массы, в которую введен пластификатор (масло, глицерин, ПВС и т.п.) и выгорающие добавки (опилки, уголь, торф и т.п.). Полученные изделия высушивают и обжигают. В результате образуется твердый пористый керамический материал, частицы которого объединены химическими связями. Его пористость составляет около 50 %.

Промежуточный слой, который заполняет поры подложки, наносится путем фильтрации суспензии мелкодисперсного материала. После формирования слоя производится обжиг.

Последний – разделительный – слой отличается минимальными размерами диспергированных частиц. Для образования пор размером 0,05 мкм частицы должны быть не менее 0,1 мкм. Их получают, как правило, по золь-гель-технологии. После нанесения слоя путем фильтрации производится окончательный обжиг изделия.

Рис 3.9. Структура многослойной керамической мембраны

Мембраны предназначены для работы в режиме тангенциальной фильтрации, но допускают обратные промывки фильтратом и очистку достаточно концентрированными кислотами и щелочами.

Недостатком керамических мембран является их малая удельная поверхность, поэтому они находят применение для переработки загрязненных сбросных вод.

Список используемой литературы

«Водоподготовка», Вихрев В.Ф, Шкроб М.С. 1973г.;

«Водоподготовка», Фрог Б.Н. 1996;

«Водоподготовка», Справочник для профессионалов. Под ред. Беликова С.Е. 2007 г;
«Водоподготовка», Гурвич С.М. 1961 г

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: