الخصائص الجوهرية للمواد تبني الأساس لمكافحة القبعة
1. السطح الخامل كيميائيًا يمنع امتصاص الملوثات
يحتوي كربيد السيليكون (SIC) على ثبات كيميائي مرتفع للغاية ، ومحتوى هيدروكسيل منخفض السطح (-OH) وضعف الاستقطاب ، وطاقة الامتزاز المنخفضة للملوثات مثل المواد العضوية وأيونات المعادن . مقارنة مع السطح القطبي للأغشية العضوية (مثل PVDF) التي تشكل روابط الهيدروجين أو الصعوبة في السطح. يتم الالتزام بها من قبل الملوثات المحبة للماء مثل البروتينات وحمض الدبثى ، مما يقلل من المعدل الأولي للتلوث من المصدر .
2. هيكل مقاوم للتآكل الخارق يقاوم التآكل الفيزيائي والكيميائي
تصل صلابة Mohs من كربيد السيليكون إلى 9 . 2 (الثاني فقط إلى الماس) ، وتتجاوز قوة الضغط 300MPa . أثناء تدفق المياه عالي السرعة أو التنظيف الكيميائي (مثل hypochlorite الصوديوم ، حمض قوي و alkali). "الحاجز المادي" يمكن أن يمنع الجزيئات الغروية من التضمين في مسام الغشاء ، في حين أن الأغشية العضوية عرضة لكسر سلسلة البوليمر بعد التنظيف الكيميائي على المدى الطويل ، مما يؤدي إلى مسام الغشاء المتضخمة أو الخشنة السطحية ، مما يسرع التلوث.
3. مقاومة درجة الحرارة العالية تمنع التلوث البيولوجي
يمكن لأغشية كربيد السيليكون مقاومة درجات حرارة عالية من 1400 درجة . حتى عندما يتم استخدام التعقيم عالي درجة الحرارة (مثل تعقيم البخار) أو معالجة مياه الصرف الصحي ذات درجة حرارة عالية ، يمكن أن تمنع البنية المتكافئة في مجال التكاثر ، وتقلل من البنية الدقيقة ، وتشكل البنية الجوية المستقرة. قد تكون الأغشية العضوية مشوهة حرارياً فوق 60 درجة ، مما يوفر أرضًا تكاثر للتلوث البيولوجي .
تصميم البنية المجهرية يعمل على تحسين الأداء المضاد للتلاعب
1. التوحيد الفتحة وقناة الفتحة تقلل من الانسداد
تشكل أغشية السيراميك السيليكون كربيد بنية ثلاثية الأبعاد من خلال عملية تلبيد ، مع توزيع ضيق حجم المسام (مثل 0 . 1μm) على النقيض من ذلك ، فإن الترشيح . ، يشكل بنية مسامية تشبه الإسفنج للأغشية العضوية "نهاية عمياء" لاعتراض الملوثات ، مما يؤدي إلى انسداد المسام.
2. تنظيم الطاقة السطحي يقلل من تقارب الملوثات
يمكن تقليل الطاقة السطحية لأغشية SIC بشكل أكبر عن طريق تعديل السطح (مثل الطلاء مع Tio₂ ثاني أكسيد التيتانيوم أو تطعيم المجموعات المحبة للماء) ، مما يقلل من زاوية ملامسة الماء إلى أقل من 30 درجة (حوالي 60 درجة عند عدم التعرف). الكائنات الحية الدقيقة ، على غرار تأثير اللوتس لتقليل الالتصاق السطحي .
التأثير التآزري الديناميكي لآلية مكافحة الالتهاب
1. ترشيح التدفق المتقاطع وتحسين معدل تدفق سطح الغشاء
تتيح القوة الميكانيكية العالية لأغشية كربيد السيليكون ارتفاع معدلات تدفق التدفق المتقاطع (حتى 1 . 5m/s) ، وقوة القص التي يتم إنشاؤها بواسطة تدفق المياه على سطح الغشاء يمكن أن تقشر بشكل فعال (3}0.5-1.0 الملوثات بسهولة أكبر.
2. تسامح التنظيف الكيميائي يمتد حياة الغشاء
عندما يكون سطح الغشاء ملوثًا قليلاً ، يمكن أن يتحمل غشاء كربيد السيليكون عوامل تنظيف عالية التركيز (مثل 5000ppm hypochlorite الصوديوم ، وحمض الكبريتيك 1M) تقتصر الأغشية على مقاومة التآكل للمادة ، وتركيز وتواتر التنظيف الكيميائي محدود ، ويكون توهين التدفق واضحًا بعد التشغيل على المدى الطويل .
مقارنة القدرة المضادة للتلاعب مع الغشاء العضوي
| نوع التلوث | آلية مكافحة القبائل من غشاء السيراميد السيليكون | آلية مكافحة الحمل للغشاء العضوي (PVDF) |
|---|---|---|
| التلوث الغروي | توزيع حجم المسام الضيق يقلل من اعتراض الغروية ، وتجعيد سرعة التدفق العالي والتقشير | يؤدي حجم المسام غير المتكافئ إلى ترسب غرواني ، وخشونة السطح تعزز الامتزاز |
| التلوث البيولوجي | تمنع مقاومة درجة الحرارة العالية النشاط الميكروبي ، والتنظيف الكيميائي يعقم تمامًا | السطح عرضة لتشكيل الأغشية الحيوية ، والكائنات الحية الدقيقة المتبقية تتكاثر بسرعة بعد التنظيف |
| التلوث العضوي | الطاقة السطحية المنخفضة تقلل من امتصاص المواد العضوية ، ويمنع الاستقرار الكيميائي ترسب منتج التحلل | السطح القطبي له رابطة قوية للهيدروجين مع المواد العضوية ، مما يؤدي إلى امتصاص طويل الأجل ومسام انسداد |
استراتيجيات مكافحة الالتهاب في التطبيقات الهندسية
1. عملية المعالجة التآزر
في المياه العكسية العالية ، يتم استخدام التخثر المغناطيسي أو هطول الأمطار الرملية الدقيقة لإزالة المواد الصلبة الكبيرة المعلقة أولاً وتقليل حمل سطح الغشاء ؛ في مياه الصرف الزيتية ، يتم استخدام عملية تعويم الهواء للمعالجة للحد من التلامس بين الملوثات الزيتية وسطح الغشاء .
2. على الإنترنت تنظيف النبض وتنظيف النبض
من خلال غسل المياه الدورية (الضغط 0 . 2mpa ، أو 30 ثانية) أو تنظيف النبض المختلط في الهواء (سرعة الغاز 50 مترًا/ساعة) ، يتم تجريد الملوثات الفضفاضة على سطح الغشاء عادةً من خلال قوة تأثير السوائل ، ويتم تمديد دورة التنظيف الكيميائي إلى أكثر من 72 ساعة (الغشاء العضوي يتم عادةً ساعتين).
ملخص: المزايا الفنية لنظام مكافحة القبعة متعدد الأبعاد
أظهرت أغشية سيراميك سيراميك السيليكون مزايا كبيرة في جودة المياه الصعبة (مثل مياه الصرف الصناعية وإعادة استخدام المياه المعاد تدويرها) من خلال التصميم ثلاثي الأبعاد المضاد للتلاعب "بتكتيك المواد" من خلال التصميمات المادية "، ولكن أيضًا ، لا تستعرض آلية مضادة للتلاعب من خلال التصميم المادي ، ولكن أيضًا ، فإن آلية المضادة للأشكال المادية ، ولكنها أيضًا تقليدية ، لا تستعلى تقليديًا ، إلا أن آلية المضادة للميكانيكات. تحسين البنية الدقيقة وتآزر العملية ، في نهاية المطاف تحقيق التشغيل المستقر على المدى الطويل وتكاليف التشغيل والصيانة المنخفضة . هذا هو السبب الأساسي أيضًا في استبدال الأغشية العضوية التقليدية تدريجياً في معالجة المياه البلدية والصناعية . تدريجياً
مقارنة الأغشية
| فِهرِس | غشاء سيراميك كربيد السيليكون | غشاء عضوي (e . g . ، pvdf) | ترشيح الرمال التقليدية/هطول التلبد |
|---|---|---|---|
| دقة الترشيح | 0.1-5 μM (الترشيح الفائق/الترشيح الدقيق) | 0.01-1 μm | 10-100 μm |
| قدرة مكافحة الالتهاب | قوي (مقاوم للتنظيف الكيميائي والالتصاق البيولوجي) | ضعيف (التنظيف الكيميائي المتكرر مطلوب) | متوسطة (تعتمد على جرعة التخثر) |
| خدمة الخدمة | 5-10 سنوات | 2-3 سنوات | تحتاج وسائط مرشح الرمال إلى استبدال منتظم |
| تكلفة التشغيل | منخفضة (انخفاض تكاليف استبدال الكاشف والغشاء) | متوسط (تكاليف عالية لتنظيف الكواشف واستبدال الغشاء) | متوسط (استهلاك مرتفع من التخثر) |
| جودة المياه المطبقة | ارتفاع سوء الفضل ، ارتفاع درجة حرارة الصرف الصحي في درجة الحرارة العالية | مياه الصلبة الصلبة المحايدة والمنخفضة المعلقة | مرحلة المعالجة |
الوسم : وحدة الغشاء المسطح ، مصنعي وحدات الغشاء المسطحة في الصين والموردين والمصنع






