

1、引言
以前,过滤主要使用正面过滤原理的深度过滤器。滤液在流出这种过滤器之前,要经过一个漫长而曲折的行程。液体中的杂质粒子正是通过这种复杂的流动排除的。
正面过滤装置存在许多严重的缺陷,主要是使用寿命短,还因孔隙堵塞和过滤器表面沉积物增加而降低生产效率,在净化含有油污和机械杂质的污水时,不能使其达到需要的卫生标准。
近年来,在液体精滤实践中,世界各国越来越多地采用正切过滤原理装置。这种装置须配设由相对粗孔基体和微孔膜构成的管状陶瓷滤件,以保障较高的净化效率和含油乳液的分离。
正切法与正面过滤相比,具有更高更而稳定的生产效率,可以将滤件的使用寿命提高许多倍,并使其容易再生,还可避免滤件工作面形成沉积物。
2、覆膜陶瓷滤件的生产工艺
管状陶瓷滤件应是孔隙尺寸为2~10μm的管状多孔、渗透性较高的基体,其外面应施有0.05~0.50μm孔隙的滤膜层。
必要直径和长度的管状基体只能由冲挤法成型。同时,坯料一般要通过添加30%~50%的粘土材料塑化。但是,引入大量粘土材料又会形成低渗透性的闭口孔隙结构,这是不容许的。
在不采用特殊气化法的条件下,可由窄粒度粉体制取最大孔隙率陶瓷。因此,在制定陶瓷基体坯料配方时,应最大限度地使用含最小量添加剂和粘土材料的窄粒度粉体,并额外引入熔剂成分和焚烧添加剂。
为了赋予陶瓷坯粒必要的粘度和塑性,可使用不同的高分子有机化合物,如聚乙烯醇、羧甲基纤维素等作临时工艺粘合剂。
众所周知,硼化物是一种有效的熔剂。这种材料可以和粘土材料共同使用,并且基本不会降低陶瓷的孔隙率和渗透性,因为烧成过程中由于粘土矿物分解物与氧化硼的相互作用可形成对填料颗粒附着力较强的低粘度共熔体。这样就会使粘结混合物(以膜的形式)均匀地流展于填料颗粒表面,从而烧成温度就可降低到1100℃~1300℃。
采用电熔刚玉微粉作生产陶瓷基体的主要成分;为赋予坯料塑性,在配料中引入粘土或膨润土;在坯料中使用含硼材料,以降低烧成温度。为提高管状陶瓷滤件的孔隙率和渗透性,引入焚烧添加剂。
先用球磨机混合初始材料,再将制备的浆料经喷雾干燥塔干燥,而后用混合机润湿粉体。制备好的坯料经带式挤泥机真空处理后,借助立式柱塞压力机冲挤成管状基体。
在干燥架上将成型坯体干燥两天,用气烧窑于1230℃~1250℃下烧成。烧成基体具有以下性能:孔隙率44%~46%;空气渗透系数0.1~0.2μm2;孔隙尺寸6~7μm;抗压强度100~110MPa。
同样以陶瓷基体用材料为基制备膜层浆料,但须补充研磨。首先,通过浸入低浓度悬浮体的方法对基体施用填制比表面为0.7~1.0m2/ g的分离层,因为单层不能保障必要的过滤等级,所以在施涂分离层后须再施用填料比表面为1.2~1.5m2/g的过滤层。
将施涂分离层和过滤层的坯体于室温下垂直干燥(避免其相互接触),最后于1250℃下实施烧成。烧后两层膜的厚度为50~60μm。
3、使用性能
这种管状覆膜陶瓷过滤器既可以用于净化含有大量油污(约100mg/L)和悬浮粒子(30mg/L)的污水,也可以净化普通污水,并使其达到规定的卫生标准,滤液中丝毫没有悬浮物。
通过长期使用表明,这种过滤器在整个长度反映的性能完全一致,污水净化过程稳定,生产效率高。管状覆膜陶瓷滤件在每使用5~7h后,须用0.15MPa的压缩空气吹洗1min,以保障稳定的生产效率。
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