为尽快实现陶瓷膜组合工艺的大规模应用,还需对以下课题进行深入探讨:
(1)膜污染仍是陶瓷膜组合工艺中不可忽视的问题,尤其不可逆膜污染会直接导致系统的运行成本增加,甚至降低工艺的使用寿命。因此组合工艺对不可逆膜污染的控制效果和影响因素有待进一步研究。
(2)陶瓷膜单位体积内膜面积填充率低,价格昂贵,一般是**膜的几倍甚至更高。如何进一步完善膜组件结构,开发高填充率,高性价比的陶瓷膜组件是陶瓷膜技术能否得到广泛应用的关键问题之一。
(3)目前,对于陶瓷膜及其组合工艺的研究多限于实验室小试及中试研究,无法准确体现大规模运行时的真实情况,仍需大量运行经验和数据对大规模运行时的处理效果、通量、膜污染情况和经济技术指标进行综合评价,并不断优化运行条件。
微滤
效率高、装置占地面积相对较小以及成本低、化学药品使用量少、装置自动化程度高等均是膜技术的特点,因此膜技术在油田采出水的处理中应用得越来越广泛。利用静压差作为推动力,再通过筛网状的过滤介质膜的“筛分”作用进行分离的膜过程,就是我们所说的微滤。微孔过滤膜是均匀的多孔薄膜,其孔径非常小,直径一般为0.8~2μm,过滤粒径为0.025~10μm,因此绝大部分的采出水中的悬浮固体以及油滴等都可以被完全过滤掉。陶瓷膜应用研究比较深,其特点是容易清洁、耐污染和抗腐蚀性强,使用寿命也较长。使用陶瓷膜对采出水进行处理,可以使采出水的水质达到回注的要求。采出水仅经过物理处理或者物理化学处理但没有经过生化处理之前,水中的含油量较高,所以在微滤膜表面会有不同程度的污染,造成通量和油类的截留率下降,可将膜进行清洗以使通量得以恢复。
陶瓷膜在多晶硅废砂浆废水处理回收的应用
目前,纯碳化硅膜,国内使用的切割液和碳化硅微粉在线切割过程中,砂浆中不可避免的会混入硅粉、铁、高聚物等杂质,部分碳化硅微粉也会因切割作用而出现破损,产生的废砂浆很难继续使用。如果要实现回收利用,必须进行分离、纯化处理,从废砂浆中提取优质合格的切割液、碳化硅微粉、甚至多晶硅粉料。
切割液废砂浆是多种物质组成的混合物,其组成为:聚乙二醇35%;碳化硅微粉33%;单晶硅微粉9%;水5%和组成切割液的其它物质15%;**胶粒;二氧化硅;金属及金属离子;破碎的碳化硅微粉(色素和**胶粒以及金属 金属离子和破碎的碳化硅微粉3%)。其中较有价值也是较难回收的是单晶硅微粉。 每年全国所有硅片切割厂家产生的“废砂浆”有几十万吨,而“废砂浆”回收利用厂家的处理能力又有限,使得相当一部分“废砂浆”得不到妥善处理,造成资源浪费和环境污染,十分令人惋惜。
国内的回收利用起步较晚,回收技术参差不齐,在使用回收液和回收砂的过程中,经常会由于回收物料的质量问题而引起脏片、线痕片等情况;更为重要的是,陶瓷膜厂家,常规砂浆回收工艺,回收一吨“金刚砂”耗水50吨左右,使得“废砂浆”回收利用受到环保方面的制约。
因而,“废砂浆回收利用项目”的产能大小必须考虑到此方面的影响,这也成为该项目发展的主要瓶颈。这也可以解释尽管该项目的经济效益及社会效益虽然很高,但市场规模一直不大的原因。本项目利用**通量陶瓷膜作为固液分离手段,采用了新的工艺,新的设备,减少了酸、碱的消耗,碳化硅膜,使废水污染减小;更重要的是该工艺减少了水的消耗,水耗约为现在普通工艺的1/5~1/10,废水的问题已经不再是一个主要矛盾,生产规模可以任意安排,这也是该“废砂浆回收利用项目”的一个重大革新。“废砂浆回收利用项目”是一个发展前景十分良好的项目。世界环境的“低碳化”及能源的紧张,促进了太阳能电池(光伏)产业的急速发展,从而为该项目开辟了广阔的市场空间,这个空间的年产值有几十亿元。目前我国碳化硅微粉和切割液的回收率分别占废砂浆的30%和35%以上。目前从事回收的厂家,远远不能满足市场需求,陶瓷膜, 总之,随着工艺的不断成熟,太阳能硅片切割液废砂浆的回收利用逐渐成为太阳能辅料市场的主流,在未来的两年内将占到该市场的50%,“废砂浆回收利用项目”将形成一个巨大的产业群。