技术原理

旋流式碳化硅膜塔 vs 传统填料塔

反向旋流 + 碳化硅平板膜，剪切动能、湍流扩散、混合均匀性全面优于传统填料塔，气相传质系数提升约 20%。

碳化硅管式膜组件结构示意

碳化硅陶瓷膜包含其多孔支撑层、过渡层、膜过滤层全部为碳化硅材料，其过滤精度为微滤、超滤级别。

管式膜微观结构图

2.2碳化硅陶瓷膜特性

亲水性

亲水性较好的膜材料更不易被污染，污染后也容易清洗恢复，且在同等驱动压力下，亲水性好的膜材质，其过水通量更大。膜材质的亲水性往往采用接触角来衡量。

接触角（contact angle）是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线，此切线在液体一方的与固-液交界线之间的夹角 θ , 是润湿程度的量度。θ 值越大，表明材料越疏水，当等于零时，表明液体（水）能浸润固体表面。碳化硅膜具有很高的亲水性，可以很好地去除疏水性水分，例如油脂等。

碳化硅纳米粉体在重结晶烧结过程中，无收缩、无液相， 最终形成多孔且孔隙相互连通的网络骨架结构，高达 45%以上的孔隙率，理想的亲水性，水接触角仅 8 °。

接触角说明

碳化硅陶瓷膜与其他各品 牌超滤膜亲水性对比图

绝佳的耐污染性能

碳化硅膜是目前膜材料中带负电性能最强的膜，能够驱除油脂和微生物，具有绝佳的抗污染性能。

各种陶瓷膜材料的 ζ 电位 地表水测试

优异的耐腐蚀性能

碳化硅膜耐化学性能强，能够长期在酸碱中使用，可轻松解决各种结垢问题。

图 2.5 腐蚀损失率表

碳化硅陶瓷膜与其他膜性能对比

化学及物理稳定性

碳化硅材料的化学稳定性最为优异，耐受氧化剂（次氯酸钠）的能力是聚偏氟乙烯，聚醚砜、聚砜等材料的 10 倍以上。在水处理中， 微生物和有机物污染往往是造成超滤膜污染的主要原因，而氧化剂清洗则是恢复超滤过滤通量最有效的手段，此时碳化硅材质体现出了其优越性。此外， 碳化硅硬度高，耐磨，耐划伤，不会出现有机超滤膜经常面临的断丝困扰，可耐受更恶劣的进水冲击与更严苛的清洗流程，同时保证产水水质的稳定。

2.3碳化硅陶瓷膜优势

陶瓷膜被公认具有坚固耐用的优点，与有机膜相比具有以下多种优势：

l 通量高达 3-10 倍，产率更高，占地更小

l 反洗用水量的减少超过 50%.，更低的水耗

l 使用寿命长达 2-10 倍，更低的更换成本

l 污堵后性能易于恢复. 消除了意外故障导致的膜更换成本

l 高化学药品耐受性. 允许条件严苛的化学清洗/清洗灵活性高

l 允许更高的跨膜压差，提高了低温进水的通量

l 不存在断丝. 完整性风险最小，且所需维护少

2.4碳化硅陶瓷膜应用领域

碳化硅陶瓷膜是新一代的用于工业及市政水处理的产品。它以独特的设计和制造工艺，将惰性的碳化硅材料和经过特别筛选的非陶瓷材料结合在一起，提供了陶瓷材料的固有坚固耐用性保证，并以有机超滤膜相当的或更低的投资成本，造就了更可靠、更易操作、更长使用寿命的超滤产品， 且在长周期下实现了生命周期总成本最低。所以碳化硅陶瓷膜的应用领域也是比较广泛。

近 30 年是超滤技术迅速发展的时期，超滤分离技术被广泛地应用于饮用水制备、食品工业、制药工业、工业废水处理（如制革废水、电镀废水、线路板废水等）、金属加工、生物产品加工、石油加工等领域。

大规模的水处理通常集中在以下方面：饮用水供水终端、地表水处理、海水淡化和污水回用。

化学工业： 强酸强碱的净化回收、氯碱化工卤水精制

石油化工、油水分离

生物制药： 生物制药抗生、医药中间体、霉酚酸地提取氨基酸、有机酸、维生素等中药提纯

金属加工： 机械加工切削液、玻璃切削液超声波清洗液、漂洗液回用

废水处理： 含油废水、冶金废水、矿井废水、化工废水、造纸废水、印染废水、电镀废水、电力、钢铁行业脱硫废水及零排放、重金属及稀有金属回收、新能源、垃圾渗滤液、餐厨垃圾油水分离、沼液净化、脱色剂回收、萃取剂回收利用

原水前处理

（地表水，地下水，自来水） 反渗透前处理

替代澄清池、替代砂滤：农村乡镇处理地表水和井水用于饮用

生产工艺水处理：（去除细菌，污浊，颗粒和悬浮物） 食用水、脱硫废水

中水回用

工业废水：（煤化工、矿井水、废酸处理、碱液回收）

纯水处理： 去颗粒（如 18 兆欧水），去微生物及热原体，配合 RO 或离子交换处理（如电厂锅炉补给水）

物料浓缩提纯： 食品发酵液、（无硫）蔗糖、淀粉、蛋白、红酒及保健酒、果汁、食品添加剂、甜味剂、天然色素提取、茶叶深加工、调味品（如酱油、食醋）等食品工业澄清、提纯、分离与浓缩；