42 Tháp màng phẳng

Các mô-đun màng phẳng silicon carbide mà chúng tôi thiết kế và sản xuất là các đơn vị lọc có thể mở rộng, dạng mô-đun bao gồm lớp vỏ nhựa gia cố sợi thủy tinh và màng gốm phẳng.

Mô-đun màng tích hợp các kênh sản xuất nước bên trong và có thể chịu được áp suất cao. Các mô-đun màng của chúng tôi đã trải qua các mô phỏng cơ học chất lỏng CFD và thử nghiệm thực tế để đạt được hiệu suất tốt nhất của màng gốm tấm phẳng. Mỗi mô-đun màng tiêu chuẩn chứa 2 kênh sản xuất nước, với công suất sản xuất nước tối đa lên tới 1200LMH (9m³/h). Không có vỏ và các thành phần nào chứa bất kỳ tinh thần nào, do đó có thể sử dụng trong các ứng dụng khắc nghiệt nhất trong khi vẫn kéo dài tuổi thọ. Ngoài ra, không cần khung bao quanh hoặc kết nối ống giữa các mô-đun màng.

Màng phẳng silicon carbide được chế tạo bằng cách thiêu kết bột silicon carbide có độ tinh khiết cao ở nhiệt độ cao và hiện là vật liệu màng có khả năng ưa nước và chống ô nhiễm tốt nhất.

● Bề mặt màng có điện tích âm cao có thể đảm bảo khả năng chống ô nhiễm tuyệt vời trên phạm vi pH rộng;

● Điều kiện vận hành lý tưởng - khi bổ sung PAC làm cho độ pH nhỏ hơn 6, bề mặt màng có thể duy trì điện tích âm -25~-30 milivôn, khiến các hạt cacbon hữu cơ hòa tan và các hạt exopolymer trong suốt khó bám vào bề mặt màng;

● Dễ dàng loại bỏ các chất mang điện tích âm trong nước khỏi bề mặt màng, chẳng hạn như vi khuẩn, tảo, MLSS, các hạt exopolymer trong suốt và các chất dầu.

★ Vật liệu lõi silicon carbide có tính ưa nước tốt, độ xốp cao, khả năng thu hồi làm sạch tuyệt vời và không sợ ô nhiễm dầu;

★ Hoạt động thông lượng cao đòi hỏi diện tích lọc ít hơn và tiết kiệm chi phí đáng kể;

★Có khả năng chống ô nhiễm tốt, chống lại sự biến động của nước đầu vào và có thông lượng hoạt động ổn định trong thời gian dài;

★Có tính ổn định hóa học tốt, khả năng chống axit và kiềm, khả năng chống oxy hóa mạnh, chịu nhiệt độ cao, chống hòa tan hữu cơ, khả năng rửa sạch tốt và dễ dàng thu hồi chất trợ dung sau khi làm sạch;

★ Thích hợp cho nước biển và các ứng dụng đầy thách thức khác mà không có bất kỳ nguy cơ ăn mòn nào;

★ Tính mô-đun hoàn chỉnh cho phép thay đổi số lượng mô-đun màng trên mỗi tháp màng bất kỳ lúc nào để tối ưu hóa chi phí dự án hoặc tăng công suất xử lý trong tương lai;

★ Thiết kế nhỏ gọn nhất - không cần lắp đặt đường ống sản xuất nước độc lập, hệ thống màng được tích hợp cao;

★Chi phí đầu tư cạnh tranh và vòng đời tuyệt vời.

Tháp mô-đun JMtech-SICFS-600x145x6-0.177-42-có 42 màng phẳng cho một lớp, diện tích lọc hiệu quả cho một lớp là 7,5m², độ chính xác của bộ lọc 100nm. Mỗi tháp có thể chứa 1-10 lớp, thông thường trong vòng 8 lớp. Đây là một trong những sản phẩm phổ biến nhất của JMFILTEC.

Các yếu tố cốt lõi của thiết kế cấu trúc cho các thành phần màng là:

1. Mật độ điền đầy

2. Phân phối thủy lực

3. Bố trí đường ống

Tất cả các thiết kế cấu trúc thành phần màng đều hướng tới mục tiêu cân bằng mật độ làm đầy và phân phối thủy lực để đạt được hiệu quả sản xuất nước tối đa và tính ổn định khi vận hành.

Xét về cả góc độ vật liệu và thiết kế các thành phần màng, màng tấm phẳng silicon carbide có những ưu điểm đáng kể trong công nghệ ứng dụng màng.

Lò phản ứng sinh học màng

Tiền xử lý khử muối nước biển

Tiêu chuẩn lọc nước uống cao

Tách chất lỏng rắn của các hạt vô cơ

Nồng độ bùn

Than hoạt tính dạng bột kết hợp với lọc hiệu ứng kép toàn phần (loại bỏ PFAS)

Màng gốm được sử dụng rộng rãi trong cung cấp nước đô thị do hiệu suất tách ổn định và giữ lại hiệu quả các chất ô nhiễm. Chúng có thể loại bỏ hiệu quả các chất có hại như chất rắn lơ lửng, vi sinh vật gây bệnh và một số chất hữu cơ khỏi nước thô. Theo dữ liệu giám sát của NTU về nhiều dự án khác nhau, chất lượng nước thải của các dự án sử dụng màng gốm làm đơn vị xử lý cốt lõi về cơ bản nằm trong khoảng 0.02-0.05, cao hơn nhiều so với yêu cầu về chất lượng nước của các nhà máy nước hiện đại, đảm bảo an toàn và sức khỏe cho người dân thành thị khi uống nước chất lượng cao.

● Không sợ chất lượng nước thay đổi bất thường: Công nghệ màng gốm có khả năng thích ứng mạnh mẽ với sự biến động của chất lượng nước thô. Ngay cả khi chất lượng nước nguồn thay đổi bất thường, vẫn có thể duy trì chất lượng nước đầu ra ổn định, đảm bảo hoàn toàn tính ổn định và độ tin cậy của hệ thống cấp nước.

● Tuổi thọ cao và chi phí vận hành, bảo trì thấp: Tuổi thọ cao và khả năng chống chịu hóa chất làm sạch của màng gốm giúp giảm chi phí vận hành, bảo trì và tần suất thay thế linh kiện màng, đáp ứng nhu cầu vận hành ổn định lâu dài của các cơ sở cấp nước thành phố.

● Tích hợp và tối ưu hóa quy trình mới: Công ty chúng tôi tích hợp và nâng cấp hiệu quả màng gốm với các công nghệ xử lý nước truyền thống hoặc tiên tiến khác (như tuyển nổi khí, ozone và máy tạo natri) để xây dựng quy trình ngắn và quy trình lọc nước chất lượng cao, cải thiện hiệu quả năng lượng tổng thể và kết quả xử lý của các nhà máy nước thành phố.

Đã một năm trôi qua kể từ khi EU công bố đề xuất hạn chế các chất per- và polyfluoroalkyl (PFAS). Vào thời điểm đó, có những lo ngại rằng vật liệu màng được ngành ưa chuộng, polyvinylidene fluoride (PVDF), có thể xung đột với đề xuất này. Tiến sĩ Graeme Pearce thảo luận về việc liệu màng PVDF có còn tương lai lâu dài hay không và nếu không, liệu màng gốm có được hưởng lợi từ các hạn chế hay không.

Vinyl difluoride (VDF) thuộc họ PFAS.

Trong ngành công nghiệp màng, vật liệu được sử dụng phổ biến nhất là PVDF (polyvinylidene fluoride). Tuy nhiên, PVDF được coi là PFAS và do đó có thể không đáp ứng một số điều kiện miễn trừ nhất định và được miễn trừ theo đó.

Những tuyên bố gần đây cho thấy có rất ít thay đổi trong quan điểm ủng hộ hay phản đối việc tiếp tục sử dụng PVDF.

Tuy nhiên, xét về quyền sản xuất và sử dụng PFAS trong các sản phẩm xử lý nước, triển vọng không mấy lạc quan.

Vấn đề phức tạp về cách cân bằng các quan điểm khác nhau của ngành công nghiệp và người dùng cũng như các mối quan tâm về môi trường và sức khỏe của tất cả 27 quốc gia thành viên EU sẽ tiếp tục là một vấn đề đau đầu. Tuy nhiên, theo tình hình hiện tại, màng PVDF có khả năng sẽ bị EU hạn chế.

Thị trường chuyển sang màng gốm

PVDF đã trở thành vật liệu chính cho màng xử lý nước, dẫn đầu thị trường rõ ràng trong một số ứng dụng nhất định.

Có dấu hiệu nào cho thấy màng gốm sẽ tận dụng được tương lai không chắc chắn của PVDF không? Câu trả lời có vẻ mơ hồ!

Một số thị trường đã từ bỏ polyme từ lâu trước khi thảo luận về PFAS.

Ví dụ, khoảng một nửa thị trường đô thị của Anh hiện nay sử dụng màng gốm và nhà máy nước uống sử dụng màng gốm lớn nhất thế giới sẽ được đưa vào vận hành gần Birmingham trong vòng một năm.

Là những người đầu tiên sử dụng polyme, một số trải nghiệm không tốt của một số người dùng tại Anh đã khiến những người ra quyết định tại các công ty này phải tuyên bố "không bao giờ sử dụng PVDF nữa". Mặc dù các vấn đề phát triển của những sản phẩm thế hệ đầu này thực chất đã là chuyện của quá khứ, nhưng những chấn thương về mặt cảm xúc này đã trở thành một quan điểm không thể thay đổi.

Thiết bị tích hợp

Thiết bị tích hợp

So sánh màng gốm và màng PVDF trên thị trường

Hầu hết các thị trường đều yêu cầu cạnh tranh công bằng khi đánh giá các lựa chọn vật liệu polymer và gốm.

Vào những ngày đầu của công nghệ thẩm thấu ngược, các kỹ sư có thể so sánh toàn diện về lưu lượng sản phẩm chuẩn hóa mới, tốc độ loại bỏ và giá cả.

Khi công nghệ siêu lọc xuất hiện, việc so sánh trở nên dễ dàng hơn vì khả năng loại bỏ hạt được coi là đương nhiên và các thông số duy nhất cần xem xét là lưu lượng và giá cả.

Có thể nói, việc chỉ xem xét lưu lượng và giá là một bước đi quá xa vì các chế độ khác nhau, nhưng mong muốn thực hiện một phép so sánh đơn giản đã dẫn đến sự phổ biến của cách tiếp cận này.

Sự ra đời của màng gốm đã đặt ra câu hỏi về cách tiếp cận so sánh tập trung vào thông lượng và giá cả này. Gốm sứ có thông lượng cao hơn, nhưng cũng đắt hơn.

Tất nhiên, vẫn còn những vấn đề phù hợp khác hoặc những tác động lan tỏa về hệ thống và hoạt động cần cân nhắc khi xem xét một dự án.

Đây chính xác là lý do tại sao màng gốm đã phải vật lộn để tạo ra bước đột phá đáng kể trên thị trường vẫn mở cửa cho cả hai lựa chọn. Cố gắng so sánh rộng rãi khi hiệu suất và chênh lệch giá quá lớn có thể gây hiểu lầm. Duy trì nguyên trạng rõ ràng là ít rủi ro hơn.

Một sân chơi bình đẳng cản trở sự lan rộng của màng gốm

Màng gốm hoạt động tốt nhất trong thị trường công nghiệp, nơi người dùng cuối không quan tâm đến lưu lượng và giá cả giữa các nhà cung cấp màng khác nhau mà chỉ quan tâm đến giá trị và lợi nhuận mà hệ thống màng mang lại cho ứng dụng của họ.

Các ứng dụng công nghiệp thường gặp phải những thách thức như màng bị bám bẩn, chất ăn mòn và các vấn đề khác, đây lại là những lĩnh vực mà màng gốm rất phù hợp.

Màng gốm có thể làm gì để tăng sức hấp dẫn của chúng trên thị trường rộng lớn hơn? Liệu cuộc thảo luận có thể được thúc đẩy để tập trung vào các vấn đề mà màng polyme khó giải quyết không?

Do nhu cầu đa dạng của nhiều ứng dụng xử lý nước nên màng gốm không được ưa chuộng.

Màng gốm có hiệu suất cao hơn màng PVDF ở điểm nào

Màng gốm hoạt động tốt hơn trong các nguồn cấp dữ liệu đầy thách thức vì màng có thể được phục hồi bằng các phương pháp làm sạch vật lý hoặc hóa học mạnh. Ngày nay, tin tức tràn ngập các báo cáo về các sự kiện thời tiết khắc nghiệt, lũ lụt cục bộ, độ đục tăng đột biến và tảo nở hoa.

Những sự kiện này là hậu quả đã được dự báo từ lâu của biến đổi khí hậu và hiện đang trở thành hiện thực.

Đối với người dùng cuối, sẽ tốt hơn nhiều nếu có một hệ thống màng gốm có thể phục hồi hiệu suất thông qua việc vệ sinh và bảo dưỡng khi điều kiện cấp liệu không bình thường thay vì dựa vào chế độ bảo hành không có tác dụng thực sự.

Một vấn đề khác là hệ thống màng gốm chiếm ít không gian hơn. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến diện tích sàn do lưu lượng cao. Ngoài ra, quy trình màng gốm thường đơn giản hơn và do đó nhỏ gọn hơn.

Ưu điểm của màng gốm có thể báo hiệu sự kết thúc của màng PVDF

Màng gốm chắc chắn đang tận dụng các cơ hội do tình hình khó khăn của thị trường màng polymer mang lại. Có khả năng các hạn chế về việc sử dụng màng PVDF sẽ mất vài năm để được thực hiện.

Tuy nhiên, trong khi fluorocarbon nói chung và PFAS nói riêng có tác động rất tích cực đến xã hội, thì những tác động tiêu cực của chúng đến môi trường và sức khỏe cuối cùng sẽ có nghĩa là việc sử dụng chúng sẽ chỉ giới hạn ở những khu vực thực sự cần thiết.

Là một ngành công nghiệp, chúng ta cần xem xét việc sử dụng rộng rãi hơn màng gốm và đẩy nhanh việc áp dụng chúng. Điều này sẽ đảm bảo rằng chúng ta học được những bài học ứng dụng không thể nghi ngờ một cách kịp thời và có được kinh nghiệm tốt hơn so với những ngày đầu của màng polyme.