مقدمة المنتج
هذا المنتج هو منتج مبتكر يكسر الحدود بين سيناريوهات تطبيق الأغشية غير العضوية والعضوية. فهو يجمع بين مزايا منتجات الأغشية الخزفية التي تتميز بالصلابة والمتانة، فضلاً عن كثافة التعبئة العالية لمنتجات الأغشية العضوية. وتشبه طريقة الاستخدام إلى حد كبير طريقة استخدام الأغشية العمودية العضوية، مما يعوض عن المتطلبات العالية لجودة مياه المدخل، واستهلاك مياه الغسيل العكسي العالي، وخطر كسر الأسلاك في تقنية غشاء الترشيح الفائق. ويمكنه تحسين إنتاج المياه لأنظمة الترشيح الفائق وتقليل تكاليف التنظيف الكيميائي.
تتكون وحدة الغشاء الخزفي من عدة خراطيش فلتر سيراميك من كربيد السيليكون مدمجة وموصولة ببعضها البعض. يجعل التصميم الهيكلي الفريد التوزيع الهيدروليكي لقنوات إنتاج المياه والغسيل العكسي لكل غشاء أنبوبي أكثر اتساقًا، كما أن تأثير الاسترداد للغسيل العكسي رائع.
لماذا تختار الغشاء السيراميكي؟
ما هو الغشاء السيراميكي؟
الغشاء الخزفي هو غشاء مصنوع من مواد خام مسحوقة مثل أكسيد الألومنيوم وأكسيد الزركونيوم وأكسيد التيتانيوم من خلال عملية التلبيد. جدار أنبوب الغشاء الخزفي مغطى بكثافة بمسام دقيقة. يعمل فرق الضغط الساكن على جانبي الغشاء كقوة دافعة للترشيح. تمر الجزيئات الصغيرة (أو السوائل) عبر الغشاء، ويتم الاحتفاظ بالجزيئات الكبيرة (أو الجسيمات الصلبة، قطرات السائل) بواسطة الغشاء لتحقيق غرض فصل وتركيز وتنقية المكونات المختلفة للسائل المغذي.
تتضمن آلية الترشيح للأغشية الخزفية الترشيح المتقاطع والترشيح المسدود. ومن بينها، يتمتع الترشيح المتقاطع بمزايا الأداء. معظم منتجات الشركات هي في الأساس ترشيح متقاطع.
الترشيح عبر التدفق:يدور السائل الخام بسرعة عالية بطريقة مماسية عبر سطح الغشاء. يتم ترشيح المرشح (أو النفاذ) من خلال سطح الغشاء تحت الضغط. يعمل دوران السائل الخام بشكل فعال على قمع مشكلة الانسداد السهل لوسط المرشح في طريقة الترشيح الطرفية التقليدية، ويضمن التشغيل المستمر لعملية الفصل، ويحسن كفاءة الفصل ودقة الفصل، ويقلل بشكل فعال من استهلاك الطاقة لعملية الفصل.
الترشيح المسدود:عند ترشيح سائل تغذية عالي التركيز، يتم حبس الجزيئات الكبيرة من سائل التغذية بسهولة على سطح الغشاء لتكوين تلوث الغشاء، مما يتسبب في انخفاض سريع في كفاءة الفصل. إنه مناسب فقط لمعالجة السوائل ذات المحتوى الصلب المنخفض جدًا.
لماذا تتمتع الأغشية الخزفية بمكانة في السوق؟
-
تُعَد مواد الأغشية عالية الأداء صناعة ناشئة استراتيجية رئيسية للتنمية الوطنية. ومن المتوقع أن تصل القيمة الإجمالية لصناعة الأغشية في بلدي إلى 500 مليار يوان بحلول عام 2025.
-
تتمتع الأغشية الخزفية بخصائص ميكانيكية ممتازة ومقاومة كيميائية ودقة ترشيح. اخترعها الدكتور بال في مشروع مانهاتن في الأربعينيات. بعد أكثر من 70 عامًا من التطوير، توسعت مجالات تطبيقها تدريجيًا من الطاقة النووية والعسكرية والفضاء إلى المجالات المدنية مثل أشباه الموصلات والطاقة الجديدة والطب الحيوي. سيصل حجم السوق العالمية إلى 6.83 مليار دولار أمريكي في عام 2023. الموارد المائية شحيحة في الشرق الأوسط. يبلغ إجمالي الإنفاق على مشاريع تحلية مياه البحر المخطط لها أو الجارية في عام 2023 ما يصل إلى 39.3 مليار دولار أمريكي. ومن المتوقع أن يبشر المستقبل بفترة طويلة الأجل من التوسع السريع. تستهلك تحلية المياه الحرارية التقليدية حوالي 5 كيلووات ساعة لكل متر مكعب، بينما تستهلك تحلية المياه الغشائية 2.5-3 كيلووات ساعة فقط. في ظل "مبادرة الحزام والطريق"، من المتوقع أن تستمر تحلية المياه الغشائية في فتح مساحة الطلب على تصدير أغشية الفصل المحلية.
لماذا ستصبح الأغشية الخزفية فئة رئيسية من فئات التطوير في صناعة الأغشية في الصين
تُستخدم مواد الغشاء على نطاق واسع في الفصل الانتقائي للسوائل والغازات، وتتمتع مواد الغشاء غير العضوية بمزايا الأداء. الأغشية هي مواد ذات وظائف فصل انتقائية. عندما تكون هناك قوى دافعة مثل فرق الضغط وفرق التركيز وفرق الجهد على جانبي الغشاء، تمر مكونات المواد الخام بشكل انتقائي عبر الغشاء لتحقيق الفصل والتصنيف والتركيز وتنقية مكونات السائل أو الغاز المختلفة.
من حيث المواد، تنقسم مواد الغشاء إلى أغشية عضوية وأغشية غير عضوية. تتمتع الأغشية غير العضوية بخصائص ممتازة مثل دقة الفصل العالية والاستقرار الكيميائي الجيد ومقاومة الأحماض والقلويات ومقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة المذيبات العضوية والقوة الميكانيكية العالية. تتمتع الأغشية غير العضوية بإمكانية تطبيق جيدة في فصل العمليات الصناعية في بيئات قاسية مثل أنظمة درجات الحرارة العالية وتفاعل المذيبات، وفي مجالات معالجة المياه الخاصة مثل المواد الصلبة شديدة التآكل ودرجات الحرارة العالية والملح العالي والزيتية والعالقة. لقد أصبحت مجموعة مهمة من مواد الغشاء ذات آفاق تطوير كبيرة. كما تم توسيع نطاق التطبيق بشكل مستمر من معالجة المياه التقليدية إلى المصب ذات القيمة المضافة العالية مثل أشباه الموصلات والأغذية والأدوية والطاقة الجديدة.
مميزات الأغشية الخزفية
بالمقارنة مع تقنية الترشيح والفصل التقليدية، تتمتع الأغشية الخزفية بأداء ممتاز وسهلة التشغيل والصيانة.
خصائص ميكانيكية قوية: تتمتع الأغشية الخزفية غير العضوية بقوة ميكانيكية عالية ويمكنها تحمل ضغوط أعلى من 3 ميجا باسكال. لن تتشوه تحت ظروف الضغط العالي، وهي مقاومة للتآكل والتآكل عالي السرعة، وسهلة الارتداد والتنظيف، ولها جودة مياه مستقرة بعد التشغيل طويل الأمد؛
ثبات كيميائي عالي: الأغشية الخزفية مقاومة للأحماض والقلويات، والمواد المؤكسدة القوية، ودرجات الحرارة العالية، والمذيبات العضوية، والتنظيف. ويمكن استخدامها بشكل مستقر في بيئات العمل التي تقل عن 800 درجة وهي مناسبة للسوائل ذات درجات الحرارة العالية واللزوجة العالية؛
عمر طويل: التكلفة الاستثمارية الشاملة للأغشية الخزفية منخفضة على مدى دورة الحياة بأكملها؛
دقة الترشيح العالية: يمكن للأغشية الخزفية تحقيق الترشيح على مستوى النانو ويمكنها إزالة الملوثات مثل الجسيمات والغرويات والكائنات الدقيقة والمواد العضوية النزرة في الماء بشكل فعال؛
كفاءة ترشيح عالية: يعتمد الغشاء الخزفي على تصميم متكامل على شكل قرص العسل كبير القطر، مع توزيع هيدروليكي موحد وكفاءة تشغيل عالية؛
محبة عالية للماء: يحتوي مكون واحد من الغشاء الخزفي على كمية كبيرة من الماء، مما يقلل بشكل فعال من تكاليف الاستثمار والتشغيل؛
مسامية عالية لطبقة الدعم: تدفق عالي للترشيح والغسيل العكسي، وكفاءة عالية للترشيح والغسيل العكسي؛
تكلفة تشغيل منخفضة: يتطلب نظام الغشاء الخزفي معالجة أولية منخفضة، مما يقلل من إجمالي استثمار النظام وتكاليف التشغيل؛
أداء قوي مضاد للأوساخ: تتميز الأغشية الخزفية غير العضوية بأداء جيد مضاد للأوساخ، وتدفق مستقر في التشغيل طويل الأمد، وتردد تنظيف منخفض؛
سهولة التركيب: يقلل التصميم المعياري القياسي من تكلفة الاستثمار في خط أنابيب النظام؛
يمكن استخدامه في درجة الغذاء: يتميز الغشاء الخزفي بأداء أمان قوي ولديه ترخيص صحي لمنتجات سلامة مياه الشرب.
مقارنة مع الأغشية العضوية
وبالمقارنة بالأغشية العضوية، تتمتع الأغشية الخزفية بمزايا تنافسية أساسية ومن المتوقع أن تستمر في الاستبدال.
تشمل مواد غشاء الفصل بشكل أساسي الأغشية العضوية والأغشية غير العضوية. ومن بين المواد المستخدمة بشكل شائع في الأغشية العضوية البولي بروبيلين وبولي تترافلورو إيثيلين وبولي فينيلدين فلوريد وما إلى ذلك. تم تطوير الأغشية العضوية وتطبيقها في وقت سابق، ولها أحجام مسام أدق ودقة ترشيح أعلى وتكاليف منخفضة نسبيًا. في الوقت الحاضر، تكون نفاذيتها أعلى بكثير من نفاذية الأغشية الخزفية غير العضوية.
ومع ذلك، فإننا نعتقد أنه في الاتجاه المستقبلي، سوف تستمر الأغشية الخزفية في استبدال الأغشية العضوية التقليدية.
الأغشية البوليمرية معرضة للتآكل، وتصل تكلفة استبدال مادة الغشاء إلى 61%.
في البيئات القاسية، تتآكل أسطح مواد غشاء البوليمر بسهولة وتتلوث بالسوائل وتتشوه بسهولة بسبب الصدمات، مما يؤدي إلى انخفاض أداء الفصل والحاجة إلى الاستبدال المتكرر. وفقًا لدراسة أجرتها مجلة SPRINGER عام 2023، فإن تكلفة استبدال مادة الغشاء تمثل ما يصل إلى 61٪ من تكلفة تشغيل الأغشية العضوية.
تتغلب الأغشية الخزفية على عيوب الأغشية العضوية من حيث مقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة الأحماض والقلويات ومقاومة المذيبات العضوية والقوة الميكانيكية، وهي مناسبة لتطبيقات فصل الأغشية في مختلف البيئات القاسية أو الظروف المعقدة.
الأغشية الخزفية لها بنية أفضل، وسهلة التنظيف أثناء التشغيل، وتتمتع بتخفيف التدفق البطيء
تتكون مكونات الغشاء الخزفي غير العضوي بشكل عام من عدة أغشية أحادية القناة أو متعددة القنوات من قطعة واحدة. وبالمقارنة مع الأغشية البوليمرية العضوية، فمن غير المرجح أن تسبب انسداد الغشاء. لذلك، يمكن للأغشية الخزفية تحقيق نسب تركيز أعلى أثناء التنقية أو التركيز. تتميز الأغشية الخزفية بتوهين التدفق البطيء، وسهلة التنظيف، وذات كفاءة عالية، ومنخفضة التكلفة، ولديها تراكم أقل في مكونات الغشاء.
مناسب لبيئة درجات الحرارة المنخفضة في الشمال
سوف ينخفض تدفق الغشاء العضوي بشكل كبير عند درجات الحرارة المنخفضة. لكل انخفاض في درجة الحرارة بمقدار درجة مئوية واحدة، سينخفض التدفق بنسبة 2/100. يتمتع الغشاء الخزفي بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة ولديه احتمالات اختراق كبيرة في المنطقة الشمالية.
خفض التكاليف والبحث والتطوير التكنولوجي المتقدم
تستمر إزالة القيود الأساسية للغشاء السيراميكي.
تشكل الحواجز المتعلقة بالتكلفة والعملية العوامل الأساسية التي تحد حاليًا من انتشار الأغشية الخزفية على نطاق واسع.
من حيث التكلفة: وفقًا لبحث SPRINGER، يبلغ سعر 40 مكونًا من مكونات الغشاء العضوي LHM/bar حوالي 100 دولار أمريكي/م2، بينما يتجاوز سعر 40-120 مكونًا من مكونات الغشاء الخزفي LHM/bar 200 دولار أمريكي/م2. على الرغم من أن سعر مكونات الغشاء الخزفي أعلى من سعر الأغشية العضوية، إلا أن تكلفة تنظيف الغشاء واستبداله في عملية التشغيل اللاحقة منخفضة نسبيًا. في الوقت نفسه، تواصل شركات تصنيع الأغشية الخزفية المحلية الكبرى الترويج لخفض التكاليف، ومن المتوقع أن يستمر الأداء الشامل للتكلفة للأغشية الخزفية في التحسن؛
من منظور تكنولوجي: تعتبر السيراميك نفسها هشة وعملية التحضير أكثر صعوبة من الأغشية الجزيئية العالية. في الوقت نفسه، من الصعب أيضًا التحكم في حجم المسام البنيوية. في الوقت الحاضر، حققت الصين قدرات تصميم وإنتاج ناضجة نسبيًا، ولا تزال عملية الأغشية الخزفية والحواجز التقنية تضعف.
الوسم : وحدة الغشاء الخزفي، مصنعو وحدة الغشاء الخزفي في الصين، الموردين، المصنع
