无机陶瓷膜浓缩设备与有机膜浓缩设备对比

无机陶瓷膜分离技术膜分离技术是一种在农产品行业中日益受到重视的新型分离技术，具有物料无相变常（低）温抵押操作，能耗小等特点，非常适宜于浓缩分离对热敏性、保护性等要求较高的物质。

无机陶瓷膜分离技术是膜分离发展的一个新阶段，相对于有机高聚物膜，具有耐高温、抗酸碱腐蚀、抗微生物降解、易清洗、耐高压和机械稳定性好等优点1、在大豆深加工过程中的应用大豆深加工主要是指从大豆中提取油脂、大豆异黄酮、大豆分离蛋白、大豆低聚糖、大豆磷脂、大豆蛋白肽、脱脂豆粉、食用纤维素等。

无机陶瓷膜分离技术超滤大豆蛋白提取液，通过分子截留的原理，浓缩大豆蛋白，制备大豆分离蛋白。

此法可以截留大豆清蛋白，达到提高得率，节约资源，减少生产废水的目的。

采用无机陶瓷膜过滤有机膜纳滤集成技术用于大豆深加工，使产品分离精度大为提高，可充分利用大豆加工副产物（如豆渣、豆皮、大豆乳清水），大大提高大豆产业链的产品附件值，为大豆深加工企业带来新的活力方式。

无机陶瓷膜超滤大豆蛋白的工艺线路：低温脱脂大豆粉--------磨浆浸提、调ph、搅拌----胶体磨细磨-----离心分离（真空抽提）------无机陶瓷膜超滤浓缩----中和-----喷雾干燥----大豆分离蛋白2、在果汁浓缩及果胶提取中的应用膜分离技术现在已广泛应用于果汁（苹果汁、草莓汁、葡萄汁等）的澄清，其中有机膜工艺会破坏果汁的颜色和口味，而无机微滤膜使用不但可以获得较高的渗透能量和截留率，而且可以减少蛋白质在膜表面的吸附，减轻膜污染；此外，由于无机膜本身所具有的理化稳定性好、机械强度高，耐高温、孔径分布窄、使用寿命长等优点，以及可以及时进行高压反冲和蒸汽在线消毒，因而在果汁生产及果胶提取行业中具有广泛的应用前景。

无机陶瓷膜超滤制备果汁的工艺线路：工艺特点：过滤精度极高，过滤孔径最小可达1纳米；对超细粉体的截留率高，贵重粉体几乎没有流失，无跑料现象；清洗效果好、杂质含量低、可制备纯度极高的超细粉体；透过水澄清透明、不含颗粒、无污染；水洗量小、可节约清洗水30%以上洗涤过程工艺参数可控，有助于提高粉体的分散性；过滤过程仅采用压力作为膜分离的动力，分离装置简单，操作方便；可plc全自动化控制，劳动强度低；可配套反渗透设备制备纯净水，运行总成本低；应用范围：氧化物、纳米无机盐、矿物、纳米药物、纳米钛硅分子筛等洗涤。

无机陶瓷膜处理煤矿矿井水的一个案例摘要：根据环保政策要求，煤矿行业产生的矿尾水必须经过有效处理才能达标外排或者回用。

随着时间的推移，矿井水处理技术越来越先进，而目前最先进的一种技术是矿井水专用无机陶瓷膜净化技术。

本文对该技术在矿井水处理上的运用进行了阐述，根据项目案例情况，分析该案例的方案制定细节，充分发挥该技术的优势。

关键词：陶瓷膜、矿井水绪论：各地煤矿，在开采过程中，都会有矿尾水产生，主要来源有两方面：第一是井下岩石缝隙流出的地下水；另一个是从地面输往井下的生产回用水。

这些矿尾水提升至地面经过高效处理后，即可把污水处理成清水，成为宝贵的水资源。

目前行业内应用较广的一种技术是陶瓷膜技术，本文以已经实施的项目为例，介绍工艺设计方面的一些情况。

1 项目概况1.1 项目建设背景矿井水排水量4500m3/d，平均电费0.65元/KW·h。

续建矿井，原计划投建一元化净水器，后认为一体化净水器占地面积大，劳动强度高，需要大量药剂，运行成本较高，药剂残留存在二次污染，且出水水质不稳定，因此需要一个经济、环保、高效的工艺来处理矿井水。

1.2 项目设计内容根据矿方的实地考察，拟采用陶瓷膜净化技术，设计规模2×100m3/h，单台处理能力100m3/h。

两台陶瓷膜净化设备，每天运行22.5h，处理能力达到4500m3/d。

考虑到矿区用电存在高峰期和低谷期的情况，矿井涌水的提升时间设置在后半夜的低谷期（约10h左右）。

水厂建有两座调节池总储水量为4000m³，保守估算调节池的有效储水量为3500m³。

两台陶瓷膜净化设备在10h内处理的矿井水量为2000m³，既：2000+3500=5500m³>4500m³。

因此，正常情况下矿井水厂能够保证用电低谷期提升矿井水。

陶瓷膜净化系统包括：预处理系统、主机净化系统、清水系统、在线清洗系统、化学清洗系统、污泥处理系统、安全监控系统和电气控制系统。

第29卷第2期长春大学学报Vol．29No．22019年2月JOUＲNAL OF CHANGCHUN UNIVEＲSITY Feb．2019收稿日期：2018－12－20作者简介：王庆吉（1982－），男，黑龙江大庆人，高级工程师，硕士，主要从事油田水处理及固废处理与设计方面研究。

有机膜和无机膜处理含硫采出水对比试验研究王庆吉（大庆油田建设设计研究院，黑龙江大庆163712）摘要：针对某油田外围特低渗透区块，进行了含油污水有机膜和无机膜的现场试验，从处理效果、通量衰减、再生周期等方面进行了对比分析，结果表明：当来水油含量＜132mg /L ，悬浮固体含量＜34．7mg /L ，硫化物含量＜32．8mg /L 时，经过“预处理—PVC 中空纤维有机膜”处理后（投加10 40mg /L 药剂），出水含油量平均值＜0．6mg /L 以下，悬浮固体含量平均值＜0．9mg /L ，粒径中值平均值＜0．9μm ，硫化物含量＜1．2mg /L ，运行平稳达标。

关键词：油田低渗透区块；有机膜；无机膜；现场试验中图分类号：TQ028．8文献标志码：A 文章编号：1009－3907（2019）02－0013－05目前，油田主要采用粒状颗粒滤料进行油水沉降分离后剩余含油和悬浮固体的去除［1］，以便达到油田要求的不同渗透率油层的回注水水质控制指标，但是，外围特低渗透油田依靠粒状颗粒滤料过滤的出水水质［2］，无法达到油田要求的特低渗透率油层回注水水质控制指标（Q /SY DQ 0605—2000特低渗透油层要求：含油量≤5mg /L ，悬浮固体≤1mg /L ，粒径中值≤1．0μm ）［3］。

因此，需要优选适合油田采出水处理精细过滤技术，即膜处理技术，以确保处理后的水质能够达到特低渗透率油层要求回注水水质控制指标［4-5］。

1特低渗透区块水质特性分析油田外围某区块每年的4 10月份，由于压裂作业返排废水、钻关泄压废水等作业废水的加入，使得急需处理的含油污水水量变大且水质变差，主要表现为含硫量高且悬浮固体增加，尤其是絮状物及细小颗粒增加，此时含油量为185．6 406．7mg /l ；悬浮固体为22．87 42．93mg /l ；硫化物为30．9 44．2mg /l ，总铁含量为0．52 1．75mg /l ；矿化度为4063 6041mg /l ，具体水质情况如表1所示。

无机陶瓷膜元件是以无机陶瓷材料（如氧化铝、氧化钛、氧化硅等）作为支撑体，经表面涂膜、高温烧制而成。

通常具有三层结构（多孔支撑层、过渡层及分离层），呈非对称分布，其孔径规格为0.8nm~1μm不等，过滤精度涵盖微滤、超滤、纳滤级别。

中试陶瓷膜分离设备是运用陶瓷膜元件的微滤级别过滤，该系统主要用于发酵液澄清去除菌丝、植物提取物去除大分子多糖、鞣质、色素、蛋白杂质等或作为精滤的前处理。

或进行定量分析参数。

二：技术参数电源/功率（V/Kw）380V/1.5Kw最小循环体积(L)10.0系统过滤压力(Bar)≤6.0过滤温度(℃)≤85℃过滤能力（L/H）10~200（膜分离设备属于定制型设备，公司可提供小试、中试及工业化膜设备，方便用户根据物料特性与处理量自行选择）三：产品优点1，无机陶瓷膜元件具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、再生性能好且能反向清洗等特点；陶瓷膜设备系统所需能耗低、操作维护简便、使用寿命长等优点；2，能够分离出物料中的酵母、菌体、蛋白、大分子多糖和色素等及可溶性杂质，有效达到纯化、澄清的目的；3，可直接用于处理批量较少的物料，也可作为精滤的前期处理，还可作为实验中的定量分析。

4，系统管路全部采用卫生级不锈钢材料制作，整体外形美观，稳定性好，操作简单，运行体积小；配有热交换器，可进行降温处理，满足各种过滤温度要求；系统采用变频控制，配以可精密调节之调节阀，能够精确调节不同过滤要求下的压力、流量参数，操作灵活；四：应用领域生物发酵液（如：赤藓糖醇发酵液、木糖母液发酵液、VC、乳酸等）的脱色、纯化；加工废水（如：玻璃打磨废水、钛白粉酸碱废水、氧化铝废水等）的纯化、浓缩；中药、植物提取（如：茶叶、甜菊糖、菊粉、烟叶等）浸提液的脱色、纯化；调味品（如：植物油、酱油等）的脱盐、脱色、纯化；果汁（苹果浊汁、番茄浊汁等）的脱色、脱盐、纯化、浓缩；以上就是成都和诚过滤技术有限公司为大家介绍的关于中试陶瓷膜设备的技术参数、产品优点以及应用领域的相关内容，希望对大家有所帮助！该公司大力引进世界先进的过滤技术及膜分离技术，专注于解决酒水饮料/果酒果醋/食醋酱油/植物提取/动物提取/中药制剂/茶饮及茶叶深加工/发酵液/纯化水/化工废水等生产过程中的相关过滤、澄清、除杂、精制、浓缩等难题，同时为客户提供专业的技术解答、过滤设计。

无机陶瓷膜分离设备性能描述2020.04.20无机陶瓷膜分离设备性能描述无机陶瓷膜设备包括微滤陶瓷膜设备、超滤陶瓷膜设备、纳滤陶瓷膜设备，该设备工业化应用成熟。

无机陶瓷膜设备可取代传统的澄清过滤、除菌过滤和分离及部分浓缩工艺，与小型无机陶瓷膜实验设备的区别是处理量的不同，主要应用于工业化大生产中。

无机陶瓷膜元件及组件是以氧化铝、氧化钛、氧化锆等材料经特殊工艺制备而成的多孔非对称膜。

陶瓷膜过滤是一种“错流过滤”形式的流体分离过程：在压力作用的驱动下，原料液在膜管内流动，小分子物质透过膜，含大分子组分的浓缩液被膜截留，从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。

无机陶瓷膜元件的过滤精度涵盖微滤、超滤、纳滤，陶瓷微滤膜的过滤孔径范围在50 - 800 nm之间，超滤膜的截留分子量在2kDa ~ 100kDa之间，而纳滤膜的截留分子量在200-750Da，可根据物料的粘度、悬浮物含量选择不同孔径的膜，以达到澄清分离或浓缩的目的。

无机陶瓷膜设备性能描述1、过滤级别分离精度高，过滤级别可选，处理效果非常稳定，长期运行截留性能无变化，根据客户不同需求，可分别选用不同过滤级别的陶瓷膜管。

2、通量及品质可维持高通量下的长期稳定运行，所得产品品质优良。

一改传统过滤方式过滤的澄明度低、除菌不彻底、无法连续生产、劳动强度大、产品品质低等缺点。

3、抗污染性及截留性能抗污染能力强，整体为无机材质耐有机物污染以及微生物的侵蚀。

截留效果稳定，高温或酸碱介质对其截留效果没有明显影响。

4、耐高温、PH耐受范围宽、抗氧化性能好陶瓷膜管耐高温性能好，可处理高温液体，并用蒸汽反冲再生和高温原位消毒灭菌。

机械强度大，PH适用范围广，耐酸、耐碱、耐有机溶剂及强氧化剂性能好。

5、错流过滤方式，膜污染程度轻、膜性能稳定无机陶瓷膜采用的是不同于传统过滤的新型错流过滤方式，此种过滤方式在膜面不易形成污染，可有效减轻膜领域浓差极化这一普遍存在现象，保持系统长期稳定的高处理通量。

膜技术的发展与应用摘要：分离技术的发展与人类的生产实践密切相关, 伴随着生产力的发展, 科学技术的进步, 分离的方法也从简到繁, 从低级到高级, 工艺从一种方法到多种联用。

已由过去简单的蒸馏分离技术发展到现在复杂的超临界萃取技术, 膜分离技术等。

膜分离技术作为新型高科技分离技术之一, 倍受众多工业的关注。

目前已广泛应用于化学工业，水处理，食品及生化工业，纺织及制革工业，造纸工业，医药工业等多个领域。

本通过查阅了大量文献，本文先总述了，国内外膜的发展情况。

然后叙述无机膜在国内外的发展情况，并将有机膜与无机膜多方面的性能，特点进行比较，着重讨论了无机膜的发展与应用。

关键词：膜分离，发展，应用，性能，特点，比较，展望。

膜发展史：膜分离现象的揭示可以追溯到200多年以前。

1748年阿培诺来发现动物膀胧里充满酒精，然后浸入水中，膀耽就逐渐胀大，甚至破裂。

相反，膀脱中充满水，再把它浸入酒精中，则情况相反，膀肤中的水会向外渗透，膀胧约缩。

还发现，凡是和膀脱同类性质的薄膜，都具有这种渗透功能。

又经过100多年，于1886年范托夫从现象提高到理论，归纳了渗透第一定律和渗透第二定律。

但膜分离技术在工业上获得重要应用并取得高速发展却是近四、五十年的事。

膜分离的关键是膜材料。

根据成膜材料不同，膜技术可分为有机膜和无机膜两大类，其中，有机膜也称为高分子分离膜。

膜分离技术发展大致可分为3 个阶段：——50 年代, 奠定基础的阶段；——60 年代～80 年代, 发展阶段；——90 年代～至今, 发展深化阶段：国外发展情况：前苏联研究膜工艺起始于60年代，大量的研究报告发表于70年代，当时已经具有相当规模。

推算起来，起步与我国差不多时候，但科研进展比较快，结合实际，应用面宽，见效快。

在工业生产中它已应用于食品、医药、生物工程、炼油、化工、冶金、半导体、宇航等部门的气体和液体的净化、提纯、分离与浓缩，用于核电站处理放射性同位素废液。

2019年01月生被水浸湿的地方出现。

最好在保温材料外层做牢固的保护层的设置，从管道和设备壁的腐蚀保护上进行考虑，因为渗透对保温材料的腐蚀具有一定的侵害。

因此不锈钢的保温材料一般是比较适合选择的。

本文材料中的氯离子往往来源于粘结剂，在使用粘接剂的时候要慎重对待。

保温材料的耐热性以及不燃烧性也是非常重要的，保温层的材料如果是污染烧性较大，主要对于保温层的安全使用是非常有利的。

（3）保温层在进行运转的之后，经过定期检查，需要拆卸保温层，此时如果说方便采血，则可能嗯有利于保温材料的寿命延长。

考虑到以上各种因素，选择满足所有条件的保温层较为困难，只能把上述条件加以综合考虑，选择较为适宜的保温材料，满足导热系数温度等硬性要求，然后对其他条件尽量予以满足。

（4）需要进行保温层的结构的设计的时候，需要考虑水安全安装场所，如果是在室外安装，在选用的保温层和保温层材料，机械强度必须要高，而且要坚固耐用，保温层的运行跟与管道和设备在管道中的运行是密切相关的，因此选用耐震动的保温侧对于管道和设备来说是非常有利的，不能选用板材等材料，也不能选用石棉水泥保护层。

保温层还可以选用玻璃布油毡等。

由于保温层受到技术条件的影响，使得室外的管道和设备的保温层容易遭受破坏。

因此在进行访问层结构的设计的时候，首先要考虑一些外在因素，如海风的影响，会不会对保温层进行侵蚀？不锈钢管道和设备在海风的氯化钠的影响下容易发生腐蚀，因此长期暴露在露天海边的嗯不场地上，保温层不适宜选用不锈钢管道，而且保保温结构必须要严实。

如果在雨天的时候，雨季较多的情况，雨水较多的情况下，应该是选用导热系数较大的保温层，这样随着导热系数增大，热损失也会增大。

因此保温结构必须是防水耐用坚固的。

在恒冷的地区进行保温层的使用，应该是使用膨胀系数小的保温层，此时温差较大，引起保温结构的膨胀和收缩，是较大的，要处理好保温层接缝地方的质量问题，进行保温层最大厚度的设计，尽可能减少保温结构的厚度，保温结构的厚度取决于保温层的厚度，保温层厚度。

无机陶瓷膜的研究始于20世纪 40年代，80年代后期的研究取得了突破性的进展。

我国无机陶瓷膜和分离技术的研究起步较晚，但发展速度较快。

由于具有效率高，耐高温，运行可靠和化学稳定性好等一些列等优点，无机陶瓷膜技术的前景十分广阔。

无机陶瓷膜与高分子有机膜比较具有以下特点：a、无机陶瓷膜孔径分布窄，其分布呈正态分布，误差±10%内的孔径占80%以上，如0.05μm膜，0.049μm-0.051μm之间的膜孔径占所有膜孔径总数的80%，保证了所用膜处理效果的稳定性；这一点与有机膜有较大区别，有机膜一般是以截留分子量来表征膜孔径的，其孔径分布也一般以平均分布为主。

b、无机陶瓷膜的孔隙率高，达35%-40%，保证了高的膜通量；c、无机陶瓷膜分离层结构更合理，分离层及支撑层共4层，孔径分别为5-10、1.0、0.6、0.2μm，形成了真正意义上的梯度膜或称不对称膜，提高了膜的抗污染能力，起分离作用的分离层更薄，为20μm厚，膜清洗也更简单方便；而有机膜一般均为对称膜，抗污染能力差，进膜需经过严格的预处理；d、无机陶瓷膜的强度大，膜层最高可耐压16bar，支撑体最高可耐压30bar，不易损坏，保证了使用膜处理时的效果及处理质量的稳定性；e、无机陶瓷膜高绝缘性能；f、无机陶瓷膜的使用寿命长，一般在5年以上，而有机膜的一般使用寿命为3~6个月；g、无机陶瓷膜的化学稳定性（pH使用范围为0~14）和热稳定性（最高可达400℃）均优于有机膜，可使用强酸、强碱和强氧化剂作为清洗剂，清洗再生更方便容易；并可直接进行蒸气杀菌。

而有机膜一般均不能在高温、强碱或强酸、强氧化剂条件下运行。

从国内外文献表明，在造纸废液处理过程中使用膜均要使用强氧化剂双氧水或次氯酸钠进行清洗，而有机膜最怕的就是与强氧化剂接触，而且一般要求在停机24小时以上时要将有机膜浸泡在1%亚硫酸氢钠溶液（还原剂）中保存，以防止空气氧化；同时陶瓷膜的亲水性也强于大多数的有机膜，这就保证了陶瓷膜在处理水时比有机膜更高的透水性能与单位面积的渗透通量。

有机酸浓缩与传统工艺比较
有机酸浓缩工艺是以无机陶瓷膜“错流过滤”技术为基础的新一代流体分离工艺为技术优势，逐渐成为解决这一难题的途径之一。

有机酸分离浓缩设备工艺技术特点：
1、分离精度高，滤液透光率高，减小了离子交换树脂及真空浓缩的污染，促进了结晶。

2、滤液中杂质蛋白和多糖胶体含量大大降低，从而使后续有机超滤纳滤膜过滤浓缩时的膜污染减小了，通量增加，清洗周期和使用寿命得到延长。

3、通过透析循环，可提高产品收率。

4、无需额外助剂，浓缩截留液(菌体蛋白等)可作饲料回收。

5、适用性广，可处理几乎任何强酸碱氧化性药液，耐强极性溶媒。

6、膜孔为刚性，膜材质为惰性，不易腐蚀和变形，且极易清洗和再生。

传统有机酸浓缩净化方法只能将发酵液中的菌丝体、固体杂质等固体物予以粗分离，同时又无法将发酵液中大量存在的可溶性蛋白、胶体、杂质多糖、亚微米微粒等等予以分离，滤过液透光率不高，这些残留的不溶性、可溶性杂质是对后序工艺提取难度和成品质量与收率影响的因素之一。

同时这些传统工艺存在着提取步骤繁多、产品收率不高，后续操作水洗量较大，劳动强度大，废水排放量及浓度较高等缺点。