无机薄膜包括金属薄膜、陶瓷薄膜、玻璃薄膜等。其中陶瓷薄膜是水处理领域应用最广泛的。与聚合物有机薄膜相比,陶瓷薄膜具有更高的硬度、更大的通量和更长的使用寿命。但其优越的性能和“高成本”,因此其生存空间自然受到聚合物有机薄膜的强烈挤压。
碳化硅膜可以看作是陶瓷膜的升级版或强化版。什么是升级?怎样强化?一切都要从膜材料-碳化硅的特性说起。碳化硅是一种人工合成材料;也有纯天然碳化硅,但只在陨石中发现,这种材料在地球本身没有发现。碳化硅的人工合成是美国化学家EdwardGoodrichAcheson博士在1891年的电熔金刚石试验中意想不到的收获;他自己也因此在1910年获得了第四枚珀金奖章(PerkinMedal)。
目前,工业合成碳化硅常用的工艺仍然被称为Acheson法,即将含硅砂石与含碳原料混合,在反应炉中加热至2500℃以上,产生碳化硅颗粒。
当前高纯碳化硅陶瓷膜,具有以下特点:
大通量
由于材料本身的超亲水性和烧结过程中形成的高孔隙率,碳化硅膜的净水通量超过3000LMH(每平方每小时)。通量大的另一个优点是占地面积小。
疏油亲水
面对含油废水的挑战,聚合物有机薄膜通常需要通过改性来实现亲水疏油,否则会面临严重的薄膜污染和棘手的薄膜清洗问题。碳化硅膜不仅亲水性好,而且具有疏油性能,因此可以轻松过滤含油废水,不怕油造成的薄膜污染。
耐污易洗
碳化硅膜具有优异的耐污染性,几乎不会产生不可逆膜污染,通过简单的反冲洗可以有效恢复通量;此外,由于碳化硅材料的超强硬度和化学耐受性,碳化硅膜可以放心地进行高压清洗和化学清洗,膜通量可以实现完全再生。
长寿命
碳化硅膜耐磨、耐热、耐压、耐酸、耐碱、耐腐蚀,通量稳定,可完全再生,预计使用寿命可达10年以上。因此,从整个生命周期来看,虽然碳化硅膜的初始投资明显高于高分子有机膜,但整体成本年均更经济