왜 세라믹 멤브레인인가? 폐수 처리를 포함하는 오일-에 세라믹 멤브레인이 선호되는 이유는 무엇입니까?

유성 폐수: 거의 모든 석유-관련 산업에 수반됩니다.

유성 폐수는 거의 모든 석유-관련 산업에 수반됩니다. 유전에서 생산된 물은 저수지에서 표면으로 올라가고, 정유소 폐수는 대기-진공 장치와 촉매 장치 사이를 순환하며, 기계 냉각수는 장기간 사용하면 검은 수프로 변하고, 심지어 도축장과 식품{3}}가공 공장에서도 동식물유에 싸인 물을 배출합니다. 출처는 매우 다양하지만 문제는 놀랍도록 유사합니다. 석유는 단일한 모습으로 나타나지 않습니다. 일반적으로 자유 형태, 분산 형태, 유화 형태와 같은 흐름에 공존합니다. 계면활성제로 안정화된 유화 오일은 최악의 원인입니다.-그 액적은 서브마이크론-규모일 수 있으며 각 오일은 전하를 띤 보호층으로 싸여 있으며 기존의 중력 분리, 용해된 공기 부유 및 응고는 종종 부족합니다. 물방울은 너무 작고 너무 안정적이어서 침전되거나 뜨지 않습니다. 깨지기 가장 어려운 너트가 바로 이 부분입니다.유수분리용 세라믹막실험실에서 생산 라인으로 단계적으로 이동하여 점점 더 많은 석유 시나리오에서 심각하게 고려되는 핵심 옵션이 되었습니다.

(사진: 유성 폐수에 있는 기름 방울의 세 가지 형태: 유리 기름, 분산 기름, 유화 기름. 큰 것에서 작은 것까지. 유화 기름은 가장 미세한 방울을 가지며 가장 안정하고-기존의 물리적{2}}화학적 방법으로 제거하기 가장 어려운 부분입니다.)

물 속에서 기름이 실제로 어떻게 보이는지: 세 가지 형태

이 기술이 왜 유효한지 이해하려면 먼저 물에서 기름이 실제로 어떻게 보이는지 확인해야 합니다. 자유 오일은 표면에 떠 있는 유막과 유사하며 가장 큰 물방울을 가지며 중력 침전만으로 분리될 수 있습니다. 분산된 오일은 흐름에 의해 부유 또는 응고가 거의 모일 수 없는 작은 클러스터로 전단됩니다. 유화 오일은 모든{3}}계면활성제 중에서 가장 완고한 성분으로 물방울을 안정된 마이크로{4}}에멀젼으로 감싸서 서로 반발하고 오래 방치해도 깨지지 않습니다. 아래 표는 세 ​​가지 형식의 주요 기능을 질적으로 비교하여 사이트 직원이 특정 스트림의 난이도가 어디에 있는지 빠르게 판단하는 데 도움이 됩니다.

유화 오일이 가장 다루기 어려운 이유

유화 오일이 왜 그렇게 완고한지에 대한 질문은 자세히 살펴볼 가치가 있습니다. 기름과 물은 섞이지 않지만, 일단 계면활성제-세제, 유화 절삭유 또는 원유의 천연 표면-활성 성분-이 있으면 평화를 이루는 역할을 하여 한쪽 끝은 기름 속으로, 다른 쪽 끝은 물 속으로 들어가 모든 물방울 주위에 조밀한 계면막을 형성합니다. 이 필름은 기름-물 계면 장력을 낮추어 물방울이 극도로 미세한 입자로 쉽게 절단되도록 합니다. 또한 각 물방울을 기계적 강도로 보호하고 이웃한 물방울을 밀어내는 유사한 전하를 부여하므로 물방울이 서 있을 때 뭉치거나 뜨지 않습니다. 한때는 단순히 침전만으로 분리될 수 있었던 것이 -장기적으로 안정적인 유제가 됩니다. 이것은 중력이나 부양만으로는 종종 실패하는 이유를 설명합니다. 그들이 직면하는 것은 물방울 크기가 아니라 갑옷입니다. 세라믹 멤브레인의 접근 방식은 갑옷을 부수는 것이 아니라 친수성, 소유성 표면을 사용하여 물이 멤브레인에 먼저 들어가고 기름 방울이 블레이드와 충돌하지 않고 전체적으로 외부에 유지되도록 하는 것입니다-.

저렴한 유기막 대신 세라믹막을 사용하는 이유

그러면 다음과 같은 질문이 생깁니다. 많은 멤브레인이 오일을 차단할 수 있는데 왜 저렴한 고분자 멤브레인이 아닌 세라믹을 사용해야 할까요? 그 대답은 재료 자체의 "타고난 구성"에 있습니다. 고분자 막(주로 폴리아미드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에테르술폰 및 유사한 중합체)은 자연적으로 소수성 및 친유성입니다. 이는 직관에 어긋나는 것처럼 들리지만 기름진 물에서는 치명적입니다. 기름 방울이 모공을 뚫고 표면을 코팅하여 제거하기 어려운 층을 형성하고 플럭스가 빠르게 부패합니다. 더 나쁜 것은 고분자막이 오일에 의해 천천히 "공급"되어 가소화, 팽창, 심지어 가수분해를 겪고-각 세척 주기가 노화를 더욱 가속화한다는 것입니다. 세라믹 멤브레인은 완전히 다른 경로를 취합니다. 고온에서 소결된 알루미나, 지르코니아, 탄화규소와 같은 무기 재료로 만들어지며 표면은 본질적으로 친수성이고 소유성-물은 표면을 우선적으로 적시고 수막으로 퍼지며 기름 방울은 필름 외부에 유지되어 교차 흐름에 의해 운반됩니다-. 이러한 타고난 특성으로 인해 기름이 많은 물에서 기름 부착 및 오염이 덜 발생하며 강산, 강알칼리 및 고온에 반복적으로 가혹한 노출을 견딜 수 있습니다. 이는 바로 유성 폐수 처리 현장에서 가장 중요하게 생각하는 안정성의 주요 원천 중 하나입니다.

(그림:왼쪽: 고분자 멤브레인 표면은 친유성이며 오일 층은 플럭스를 빠르게 붕괴시킵니다. 오른쪽: 세라믹 멤브레인은 친수성 및 소유성이며, 수막은 기름 방울을 표면에서 차단하여 훨씬 더 강력한 방오-를 제공합니다.)

재료의 본질적인 특성에서 작동 성능으로의 전도

물질적 특성의 차이는 운영 성과까지 그대로 반영됩니다. 아래 비교표는 엔지니어가 관심을 두는 차원에 걸쳐 질적 평가를 제공합니다.-특정 수치는 수질 및 운영 조건에 크게 좌우되며 숫자를 강요하면 오해를 불러일으킬 수 있기 때문입니다. 세라믹 멤브레인은 더 높은 자본 지출, 더 큰 취성 및 더 엄격한 설치 정밀도를 대가로 기름이 많은 시나리오-오일-오염 방지, 온도 내성, 화학적 세정성 및 서비스 수명-에서 가장 중요한 거의 모든 측면에서 성능이 뛰어납니다.

물론 유수 분리용 세라믹 분리막은 소재에만 의존하지 않습니다. 비대칭 다{1}층 구조-다공성 지지체 위의 조밀한 나노여과/한외여과 스킨-을 통해 미세여과-~-한외여과 범위 내에서 우수한 투수성을 유지하면서 매우 미세한 유화 오일 방울을 차단할 수 있습니다. 이는 고분자 멤브레인보다 더 높은 작동 압력을 견딜 수 있으므로 동일한 설치 공간을 통해 더 많은 사료를 밀어 넣을 수 있습니다. 더 중요한 것은 이 제품이 더 공격적인 화학적 세척-in-을 견딜 수 있고(CIP), 오염된 플럭스를 거의 완벽하게 세척하고{10}}이 세 가지의 조합이 "지속 가능한 구조"라는 진정한 자신감을 형성한다는 것입니다. 많은 현장에서 우려되는 점은 초기 결과가 결코 좋지 않지만 몇 달 간의 운영 후 플럭스 붕괴와 멤브레인 교체를 위한 강제 가동 중단입니다. 세라믹 멤브레인이 다루는 것은 바로 이러한 장기적인-안정성 문제이며 멤브레인 오염은 여기서 피할 수 없는 주역입니다.

세라믹 멤브레인의 '계열 차이': 소재 선택 방법

세라믹 막 사이의 내부 "계열 차이"에 대해 언급하는 것은 가치가 있습니다. 왜냐하면 선택 질문에서 종종 이를 제기하기 때문입니다. 세 가지 재료 유형이 일반적입니다. 알루미나 멤브레인은 비용 효율적이고 널리 사용 가능하며 유성 폐수에서 가장 일반적으로 선택됩니다. 지르코니아 멤브레인은 내알칼리성 및 내마모성이 뛰어나 알칼리성 세척이 잦거나 모래 함량이 높은 조건에 적합합니다. 탄화규소 멤브레인은 높은 플럭스와 높은 강도를 자랑하지만 비용이 더 많이 듭니다. 모두 기본적인 친수성 및 소유성 기반을 공유하며 주로 내화학성, 기계적 강도 및 비용이 다릅니다. 선택을 진정으로 결정하는 것은 여전히 ​​수질, 청소 전략 및 예산 범위입니다.{4}}작동 조건 외에 "어떤 재료가 가장 좋은지"를 논의하는 것은 의미가 없습니다.

막 오염: 재료, 유체 및 운영 전략의 복합 효과

더 깊은 수준에서 막 오염은 고립된 사건이 ​​아니라 재료, 유체 및 운영 전략의 공동 결과입니다. 고분자막의 오염은 종종 자체 가속 특성을 갖습니다. 즉, 오일이 먼저 흡착된 다음 스케일링 및 미생물 점액 부착을 유도합니다. 청소를 하면 재료의 노화가 가속화되고 노화된 표면은 더욱 쉽게 흡착되어-악순환을 형성합니다. 세라믹 멤브레인은 친수성 표면을 통한 오일 흡착의 첫 번째 단계를 차단한 다음 교차- 흐름 전단을 사용하여 멤브레인에서 물방울을 지속적으로 쓸어내며 프런트 엔드의 오염을 제어합니다. 이는 또한 오일 함량이 높고 부유 물질이 많고 수질 변동이 심한 일부 생산 라인에서 세라믹 멤브레인이 더 높은 설비 투자에도 불구하고 장기적으로 처리 단위당 비용 측면에서 더 방어적인 이유를 설명합니다.

직교류 전단: 간과된 기계적 세부사항

여기에는 쉽게 간과되는 기계적 세부사항도 있습니다. 즉, 교차{0}}유동 전단이 멤브레인 표면 근처의 유동장을 결정합니다. 전단력이 강할수록 기름 방울이 머무는 것이 더 어려워지고, 농도{2}}분극층이 얇아지고 플럭스가 더 안정적이 됩니다. 그러나 전단력이 강해지면 에너지 소비도 늘어나고, 전단력이 너무 높으면 물방울이 더 조각나고 유화가 악화될 수 있습니다. 엔지니어링에서는 오염이 빠르게 축적되지 않고 시스템이 낮은-오염률- 영역에 지속적으로 유지되도록 작동 플럭스를 특정 임계값 아래로 유지하는 "임계 플럭스" 아이디어를 따릅니다. 이 임계값은 보편적인 숫자가 없으며 벤치 테스트 또는 유사한 작동 조건을 통해 찾아야 합니다. 이 층을 이해하면 세라믹 멤브레인 시스템이 "멤브레인이 좋지 않아서"가 아니라 "작동 모드가 일치하지 않기 때문에" 왜 그렇게 자주 실패하는지 설명됩니다.

생산 라인 수준의 협업 가치

전체 라인을 확대해 보면, 이를 선택해야 하는 또 다른 과소평가된 이유가 있습니다. 유성 폐수의 하류는 종종 역삼투, 이온 교환 또는 생물학적 단계에 연결되며, 전단에서 오일이 제거되지 않으면 하류의 모든 것이 어려움을 겪게 됩니다.-RO 멤브레인은 오일로 막히고, 수지는 오염되고, 생물학적 탱크는 공기를 막는 유막으로 밀봉됩니다. 유성-폐수 전처리-단계를 적절하게 수행하면 전체 재사용 시스템의 수명과 배출수 품질에 도움이 됩니다. 이는 또한 까다로운 유성 시나리오에서 유수 분리용 세라믹 멤브레인이 옵션 액세서리가 아닌 "골키퍼" 위치에 점점 더 많이 배치되는 이유이기도 합니다.

실제 비용 계산: 세라믹 멤브레인은 정말 비용 효율적이지-않나요?

이는 자연스럽게 가장 현실적인 질문으로 이어집니다. 세라믹 멤브레인이 반드시 폴리머 멤브레인보다 비싸서 비경제적인가요? 이 방정식은 구매 가격만으로는 판단할 수 없습니다. 고분자 멤브레인은 저렴하지만 자주 교체하고 자주 청소하며 가동 중지 시간이 더 길어집니다. 세라믹 멤브레인은 초기 비용이 더 많이 들지만 지속 시간이 더 길고 플럭스를 안정적으로 유지하며 작동을 덜 중단합니다. 총 소유 비용이 더 낮은 것은 수질 및 재사용 목표에 따라 다르며, 추측하기보다는 운영 조건을 통해 해결해야 합니다. Shandong Taihe Environmental Protection Technology Co., Ltd.(Taihe Environmental Protection)는 유성 폐수용 세라믹 멤브레인 시스템에 대한 광범위한 엔지니어링 경험을 축적했으며 먼저 수질 및 작동 조건을 명확히 한 다음 선택을 논의하는 것을 선호합니다.-결국 유성 폐수 처리용 세라믹 멤브레인은 단순히 멤브레인을 구입하는 문제가 아니라 유입수에서 유출수까지 전체 엔지니어링 시스템입니다.

요약: '오래 지속되는-기름 제거 전쟁'을 올바른 필름에 맡기세요

유성 폐수 처리는 본질적으로 안정적인 유제와의 장기간의 전쟁입니다.유수분리용 세라믹막재료, 구조 및 세척의 세 가지-일체 솔루션을 제공합니다.-모든 하천(기름 함량이 낮고, 수질이 온화하고 안정적이며, 고분자 막이 더 경제적일 수 있는 곳)에 반드시 최적의 솔루션은 아니지만, 높은-기름, 높은-오염, 심각한-부하 시나리오에서는 시간이 지나도 가장 잘 견디는 옵션 중 하나입니다. 실행 수준에서는 실제로 반복적으로 검증된 방법론을 기억하십시오. 먼저 물 균형을 수행하여 물이 얼마나 있는지, 기름은 어디에서 왔는지, 어디로 가는지 확인합니다. 그런 다음 수질을 등급화하여 어떤 기름 형태가 지배적이고 하류에 필요한 유출수 품질을 판단합니다. 그런 다음 투자 회수 기간과 총 소유 비용을 계산하여 진행할지 여부와 방법을 결정합니다. 주문이 잘못되면 어떤 멤브레인도 결함이 있는 프로세스를 구제할 수 없습니다.