CN108479421B - 一种水处理高效无机膜过滤板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水处理高效无机膜过滤板的制造方法，先将刚玉砂、苏州土、α‑Al₂O₃、钛碳化铝、长石、甲基纤维素、糊精、锂云母、膨润土、滑石粉、油酸，按配比搅拌，陈腐、机压成型，烘干定型，在板状表面喷涂一层沸石浆料膜，一次烧结，涂敷由刚玉砂、苏州土、长石、氧化钛溶胶、纤维、滑石粉、膨润土、糊精、锂云母、腐植酸钠组成的膜浆料，自然烘干后二次烧结，冷却出炉，组装，检验，包装入库。本发明高效无机膜过滤板广泛用于化工、食品、医药、化肥、冶金、造纸和印染等工业废除水处理，具有过滤效率高、截污能力强、出水水质好，使用寿命长、运行成本低。

Description

一种水处理高效无机膜过滤板的制造方法

技术领域

本发明涉及环保领域废水固液分离，旨在提供一种高效、适应性广、价格低廉的高效无机膜过滤板的制造方法。

背景技术

在去除废水中的SS和油的过程中，传统技术中常以活性炭吸附、改性膨润土吸附、大孔树脂吸附最具代表性，其原理是利用固体吸附剂比表面积大、空隙率高、极性强、颗粒带有电荷极性具有良好的物理吸附性和表面化学活性，对废水中各类污染物具有良好的吸附能力，达到净化水体的目的。但传统过滤技术存在价格昂贵、功能单一、投资费用高，反洗效果不好等缺点。

无机膜过滤是近几年来发展起来的一项新技术，它不仅可完成分离 、浓缩和纯化，且还具有节能、环保，容易操作与控制等特点。无机膜按膜材种类分为陶瓷膜和金属膜。陶瓷膜是以无机陶瓷材料经特殊工艺制备而形成的非对称无机膜。陶瓷膜是以多孔陶瓷材料为介质载体、微孔陶瓷膜为过滤层、具有分离功能的渗透膜。陶瓷膜主要有氧化铝膜、氧化钴膜、氧化硅膜、硅酸膜、碳化硅膜、氧化钛膜、氧化锆膜等。根据市场调查，当前无机陶瓷膜，特别是无机陶瓷膜板在实际使用中存在以下问题：一是由于陶瓷膜板厚度一般在8-15毫米，面积在1-3平方米，陶瓷膜板的强度不高、脆性大，在恶劣的条件下工作一段时间后，陶瓷膜板容易发生开裂，降低过滤效率；二是陶瓷板载体表面挂膜吸附性不高，膜层会发生局部脱落和分离，影响过滤效果；三是膜层的膜通量不够高，膜孔大小不是很均匀分散，易造成膜孔堵塞，增加反冲洗难度，提高过滤成本。陶瓷膜主要分为管式陶瓷膜和平板陶瓷膜两种。管式陶瓷膜管壁密布微孔，在压力作用下，原料液在膜管内或膜外侧流动，小分子物质（或液体）透过膜，大分子物质（或固体）被膜截留，从而达到分离、浓缩、纯化和环保等目的。平板陶瓷膜板面密布微孔，根据在一定的膜孔径范围内，渗透的物质分子直径不同则渗透率不同，以膜两侧的压力差为驱动力，膜为过滤介质，在一定压力作用下，当料液流过膜表面时，只允许水、无机盐、小分子物质透过膜，而阻止水中的悬浮物、胶和微生物等大分子物质通过。与有机膜相比，陶瓷膜具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、使用寿命长等众多优势，已经成功应用于食品、饮料、植（药）物深加工、生物医药、发酵、精细化工等众多领域，可用于工艺过程中的分离、澄清、纯化、浓缩、除菌、除盐等。

发明内容

针对上述现有技术陶瓷膜板在实际使用中所存在的问题，本发明提供了一种陶瓷载体机械强度高，耐冲击性好、表面吸附挂膜能力强，膜层通量大的水处理高效无机膜过滤板的制造方法。

本发明所述水处理高效无机膜过滤板的制造方法步骤是：

a、将由60～80目、50-60wt%的刚玉砂、20-30wt%的苏州土、5-10wt%的α-Al₂O₃、3-5wt%的钛碳化铝、0.5-1wt%的长石、5.2-10.5wt%的甲基纤维素、0.5-1wt%的糊精、0.3-0.8wt%的锂云母、0.3-1wt%的膨润土、0.3-1wt%的滑石粉、0.5-1wt%的油酸组成的原料，先按配比将刚玉砂、钛碳化铝、α-Al₂O₃、苏州土、长石、糊精、锂云母、膨润土、滑石粉和油酸放入搅拌器里搅拌，搅拌15分钟后，再放入已配比好的甲基纤维素进行搅拌制成混合料；

b、再将混合料放入密闭的空间内陈腐15-20小时，将陈腐好的混合料放入液压机内进行压制成板状坯体，再将板状坯体自然烘干1～2天；

c、将自然烘干的板状坯体放入烘干机里烘干定型，烘干温度在30～60℃，冷却至常温后，再在板状表面喷涂一层沸石浆料膜，

d、将步骤c板状坯体放入梭式窑中在1300-1500℃下保温3-5小时进行一次烧结，随炉冷却后出炉，得到高效无机膜过滤板载体；

e、将200-300目、60-80wt%的刚玉砂、5-15wt%的苏州土、0.1-0.3wt%的长石、5-10wt%的氧化钛溶胶、5-10wt%的纤维、0.1-0.3wt%的滑石粉、0.1-0.3wt%的膨润土、0.3-0.5wt%的糊精、0.3-0.5wt%的锂云母、0.01-0.03wt%的腐植酸钠、0.01-0.03wt%的白云石、0.05-0.15wt%的玻璃水、0.01-0.03wt%的纯碱、0.2-0.3wt%的消泡剂、0.1-0.3wt%的聚丙烯，其余为水，放入球磨机内进行球磨，过滤后制成膜浆料；

f、将膜浆料用软毛刷对高效无机膜过滤板载体逐块进行涂敷，将涂敷后过滤板在常温情况下自然烘干2～3天；

g、将已涂敷膜料和烘干的过滤板放入梭式窑中进行二次烧结，烧结温度1400-1550℃，保温3-5h；

h、组装：将外螺纹接头与高效无机膜过滤板预留的孔用胶密封，对每块高效无机膜过滤板进行检验，合格后，包装入库。

本发明的技术特点：一是在制造陶瓷膜板的载体-陶瓷板的原料中，采用刚玉砂为主要原料来形成基体的骨架，再通过加入适量的α-Al₂O₃和钛碳化铝（TiAlC），在陶瓷板在一次烧结氧化过程中，α-Al₂O₃晶粒弥散到骨架的界面上，使骨架变得更稳定，从而不仅可提高基体的强度，而且能降低基体的脆性，再是由于钛碳化铝具有选择性氧化作用，可使基体中生成的致密连续的氧化铝保护膜，并与基体结合良好，没有剥落，从而可使基体具有优良的抗热循环能力和抗冲击能力。

本发明的技术特点：二是在陶瓷板表面上喷涂用200-300目的沸石粉与乙醇溶解混合制成的稠状浆料（粘度在800-900mpa.s），使陶瓷板表面上具有一层吸附挂膜层，能更好地均匀分散紧密牢固地吸附过滤膜层，使过滤膜层不易脱落和分离，更耐冲刷。

本发明的技术特点：三是为了在陶瓷板表面上形成一层膜通量大，不易堵塞，便于反冲洗的过滤膜层，在膜浆料中加入氧化钛溶胶和聚丙烯，不仅可提高陶瓷膜板的强度，而且能提高陶瓷膜板过滤膜层的膜通量，并使过滤膜层具有自洁功能，减少膜孔堵塞，降低膜污染。

本发明所述氧化钛溶胶通过现有技术中的凝胶法制成，或到化工市场购买。

所述苏州土（又名苏州白土）为中低温热液蚀变残余型高岭土，产于中国江苏苏州阳山一带，外观呈白色，质地细腻滑润，烧后白度可达90％以上，主要矿物是管状多水高岭石和片状高岭石，氧化铝含量为37％～39％，二氧化硅46％～48％，耐火度1730℃，可塑性较低。所述油酸为植物油酸，如亚麻酸、椰树油酸、棕榈油酸等。

本发明所述无机陶瓷膜过滤板膜层厚度为50-60μm、膜孔径为0.01-0.08μm,气孔度为50-70%,过滤耐受压力0.5-1MPa,反冲洗压力0.3-0.5MPa,膜通量为80-100l/m².h ,截留率85%以上,膜通量恢复率80-90%,板承压载荷 (厚10-15mm) 1500-2000Kg/m²。

本发明高效无机膜过滤板广泛用于化工、食品、医药、化肥、冶金、造纸和印染等工业废除水处理，具有过滤效率高、截污能力强、出水水质好，使用寿命长、运行成本低。

具体实施方式

实施例1，本发明所水处理高效无机膜过滤板的制造方法步骤是：

a、将由60～80目、55wt%的刚玉砂、21.5wt%的苏州土、8wt%的α-Al₂O₃、4 wt%的钛碳化铝、1wt%的长石、7.5wt%的甲基纤维素、0.5wt%的糊精、0.5wt%的锂云母、0.5wt%的膨润土、0.5wt%的滑石粉和1wt%的油酸组成的原料，先按配比将刚玉砂、钛碳化铝、α-Al₂O₃、苏州土、长石、糊精、锂云母、膨润土、滑石粉和油酸放入搅拌器里搅拌，搅拌15分钟后，再放入已配好的甲基纤维素进行搅拌制成混合料；

b、再将混合料放入密闭的空间内陈腐20小时，将陈腐好的混合料放入液压机内进行压制成板状坯体，再将板状坯体自然烘干1天；

c、将自然烘干的板状坯体放入烘干机里烘干定型，烘干温度在45～60℃，冷却至常温后，再在板状表面喷涂一层沸石浆料膜，

d、将步骤c板状坯体放入梭式窑中在1400℃下保温3.5小时进行一次烧结，随炉冷却后出炉，得到高效无机膜过滤板载体；

e、将200目、70wt%的刚玉砂、10wt%的苏州土、0.2wt%的长石、8wt%的氧化钛溶胶、8wt%的纤维、0.2wt%的滑石粉、0.2wt%的膨润土、0.4wt%的糊精、0.4wt%的锂云母、0.02wt%的腐植酸钠、0.02wt%的白云石、0.1wt%的玻璃水、0.02wt%的纯碱、0.3%的消泡剂、0.2wt%的聚丙烯，其余为水，放入球磨机内进行球磨，过滤后制成膜浆料；

f、将膜浆料用软毛刷对高效无机膜过滤板载体逐块进行涂敷，将涂敷后过滤板在常温情况下自然烘干2～3天；

g、将已涂膜料和烘干的过滤板放入梭式窑中进行二次烧结，烧结温度1450℃，保温4h；

h、组装：将外螺纹接头与高效无机膜过滤板预留的孔用胶密封，对每块高效无机膜过滤板进行检验，合格后，包装入库。

实施例1制得的无机膜过滤板膜层厚度为50-60μm、膜孔径为0.02-0.05μm,气孔率为60.5%,过滤耐受压力0.5-0.8MPa,反冲洗压力0.45MPa,膜通量为88.5l/m².h ,截留率89%,膜通量恢复率88%,板承压载荷 (厚10mm) 1680Kg/m²。

实施例2，本发明所水处理高效无机膜过滤板的制造方法步骤是：

a、将60～80目、52wt%的刚玉砂、26wt%的苏州土、6wt%的α-Al₂O₃、3.5wt%的钛碳化铝、0.8wt%的长石、8.4wt%的甲基纤维素、1wt%的糊精、0.7wt%的锂云母、0.8wt%的膨润土、0.3wt%的滑石粉、0.5wt%的油酸组成的原料，先按配比将刚玉砂、钛碳化铝、α-Al₂O₃、苏州土、长石、糊精、锂云母、膨润土、滑石粉和油酸放入搅拌器里搅拌，搅拌15分钟后，再放入已配好的甲基纤维素进行搅拌制成混合料；

b、再将混合料放入密闭的空间内陈腐20小时，将陈腐好的混合料放入液压机内进行压制成板状坯体，再将板状坯体自然烘干1天；

c、将自然烘干的板状坯体放入烘干机里烘干定型，烘干温度在45～60℃，冷却至常温后，再在板状表面喷涂一层沸石浆料膜，

d、将步骤c板状坯体放入梭式窑中在1400℃下保温3.5小时进行一次烧结，随炉冷却后出炉，得到高效无机膜过滤板载体；

e、将200目、65wt%的刚玉砂、12wt%的苏州土、0.3wt%的长石、8wt%的氧化钛溶胶、8wt%的纤维、0.2wt%的滑石粉、0.2wt%的膨润土、0.4wt%的糊精、0.4wt%的锂云母、0.02wt%的腐植酸钠、0.02wt%的白云石、0.1wt%的玻璃水、0.02wt%的纯碱、0.3%的消泡剂、0.2wt%的聚丙烯， 其余为水，放入球磨机内进行球磨，过滤后制成膜浆料；

f、将膜浆料用软毛刷对高效无机膜过滤板载体进行涂敷，将涂敷后过滤板在常温情况下自然烘干2～3天；

g、将已涂敷膜料和烘干的过滤板放入梭式窑中进行二次烧结，烧结温度1450℃，保温4h；

h、组装：将外螺纹接头与高效无机膜过滤板预留的孔用胶密封，对每块高效无机膜过滤板进行检验，合格后，包装入库。

实施例2制得的无机膜过滤板膜层厚度为50-60μm、膜孔径为0.02-0.05μm,气孔率为63.5%,过滤耐受压力0.5-0.8MPa,反冲洗压力0.45MPa,膜通量为90.1l/m².h ,截留率88.7%,膜通量恢复率89.5%,板承压载荷 (厚10mm) 1785Kg/m²。

Claims (2)

1.一种水处理高效无机膜过滤板的制造方法：其特征在于：所述方法步骤是：

a、将由60～80目、50-60wt%的刚玉砂、20-30wt%的苏州土、5-10wt%的α-Al₂O₃、3-5wt%的钛碳化铝、0.5-1wt%的长石、5.2-10.5wt%的甲基纤维素、0.5-1wt%的糊精、0.3-0.8wt%的锂云母、0.3-1wt%的膨润土、0.3-1wt%的滑石粉、0.5-1wt%的油酸组成的原料，先按配比将刚玉砂、钛碳化铝、α-Al₂O₃、苏州土、长石、糊精、锂云母、膨润土、滑石粉和油酸放入搅拌器里搅拌，搅拌15分钟后，再放入已配比好的甲基纤维素进行搅拌制成混合料；

b、再将混合料放入密闭的空间内陈腐15-20小时，将陈腐好的混合料放入液压机内进行压制成板状坯体，再将板状坯体自然烘干1～2天；

c、将自然烘干的板状坯体放入烘干机里烘干定型，烘干温度在30～60℃，冷却至常温后，再在板状表面喷涂一层沸石浆料膜，

d、将步骤c板状坯体放入梭式窑中在1300-1500℃下保温3-5小时进行一次烧结，随炉冷却后出炉，得到高效无机膜过滤板载体；

e、将200-300目、60-80wt%的刚玉砂、5-15wt%的苏州土、0.1-0.3wt%的长石、5-10wt%的氧化钛溶胶、5-10wt%的纤维、0.1-0.3wt%的滑石粉、0.1-0.3wt%的膨润土、0.3-0.5wt%的糊精、0.3-0.5wt%的锂云母、0.01-0.03wt%的腐植酸钠、0.01-0.03wt%的白云石、0.05-0.15wt%的玻璃水、0.01-0.03wt%的纯碱、0.2-0.3wt%的消泡剂、0.1-0.3wt%的聚丙烯，其余为水，放入球磨机内进行球磨，过滤后制成膜浆料；

f、将膜浆料用软毛刷对高效无机膜过滤板载体逐块进行涂敷，将涂敷后的过滤板在常温情况下自然烘干2～3天；

g、将已涂敷膜料和烘干的过滤板放入梭式窑中进行二次烧结，烧结温度1400-1550℃，保温3-5h；

h、组装：将外螺纹接头与高效无机膜过滤板预留的孔用胶密封，对每块高效无机膜过滤板进行检验，合格后，包装入库。

2.根据权利要求1所述的一种水处理高效无机膜过滤板的制造方法：其特征在于：所述油酸为植物油酸，所述植物油酸为亚麻酸、椰树油酸或棕榈油酸。